《2020版高考物理教科版大一轮复习训练：选修3-4 基础课3 光的折射 全反射 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理教科版大一轮复习训练：选修3-4 基础课3 光的折射 全反射 Word版含解析.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、基础课基础课 3 光的折射 全反射 光的折射 全反射 一、选择题(以下每小题均为多项选择题) 1如图 1 所示，MN 是介质 1 和介质 2 的分界面，介质 1、2 的绝对折射率分别 为 n1、n2，一束细光束从介质 1 射向介质 2 中，测得 160，230，根据你 所学的光学知识判断下列说法正确的是( ) 图 1 A介质 2 相对介质 1 的相对折射率为 3 B光在介质 2 中传播的速度小于光在介质 1 中传播的速度 C介质 1 相对介质 2 来说是光密介质 D光从介质 1 进入介质 2 可能发生全反射现象 E光从介质 1 进入介质 2，光的波长变短 解析 光从介质 1 射入介质 2 时，
2、 入射角与折射角的正弦之比叫做介质 2 相对介 质 1 的相对折射率，所以有 n21，选项 A 正确 ； 因介质 2 相对介质 1 sin 60 sin 30 3 的相对折射率为， 可以得出介质 2 的绝对折射率大， 因 n ， 所以光在介质 23 c v 中传播的速度小于光在介质 1 中传播的速度，选项 B 正确；介质 2 相对介质 1 来说是光密介质，选项 C 错误；先从光密介质射入光疏介质时，有可能发生全 反射现象，选项 D 错误；光从介质 1 进入介质 2，光的频率不变，速度变小， 由 vf 可知，光的波长变短，选项 E 正确。 答案 ABE 2(2017湖北八校第一次联考)频率不同的
3、的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角 从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 2 所示，下列说法正确的是( ) 图 2 A单色光 1 的频率大于单色光 2 的频率 B在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度 C可能单色光 1 是红光，单色光 2 是蓝光 D无论怎样增大入射角，单色光 1 和 2 都不可能在此玻璃板下表面发生全反射 E若让两束光从同种玻璃射向空气，单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小 于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角 解析 由 n可知， 单色光 1 的折射率大一些， 单色光 1 的频率大于单色光 2 sin sin r 的频率，A 正确；由 v 知，
4、在玻璃中单色光 1 的传播速度小于单色光 2 的传 c n 播速度，B 错误；因为红光的折射率小于蓝光，所以 C 错误；从空气射向玻璃板 的单色光一定能从玻璃中射出，D 正确；临界角 sin C ，所以让两束光从同种 1 n 玻璃射向空气，单色光 1 的临界角小，E 正确。 答案 ADE 3如图 3 所示为一正三角形玻璃砖，边长为 l，AO 为三角形的中线。现有 a、b 两束不同频率的可见细光束垂直于 BC 边从真空射入该三角形玻璃砖，入射时两 束光到 O 点的距离相等，两束光经玻璃砖折射后相交于中线 AO 的右侧 P 处， 则以下判断正确的是( ) 图 3 A在真空中，a 光的传播速度小于
5、b 光的传播速度 B在真空中，a 光波长小于 b 光波长 Ca、b 两束光在玻璃砖中传播时的频率与在真空中传播时的频率相同 Da 光通过玻璃砖的时间小于 b 光通过玻璃砖的时间 E若 a、b 两束光从同一介质射入真空中，则 a 光发生全反射的临界角小于 b 光发生全反射的临界角 解析 光在真空中的传播速度均为光速 c，所以选项 A 错误；由题意可知，玻璃 砖对 a 光的折射率 na大于对 b 光的折射率 nb，所以 a 光的频率 a大于 b 光的频 率 b，a 光在真空中传播时的波长 a 小于 b 光在真空中传播的波长 b ， c a c b 选项 B 正确；当光从一种介质进入另一种介质时，光
6、的频率保持不变，选项 C 正确；a 光在玻璃砖中的传播速度大小 va小于 b 光在玻璃砖中的传播速度大 c na 小 vb， 又因为 a、 b 两束光在该玻璃砖中传播的距离相等， 所以 tatb， 选项 D c nb 错误；当 a、b 两束光从同一介质射入真空中时，由 nanb，sin C 可知，a 光 1 n 发生全反射的临界角小于 b 光发生全反射的临界角，选项 E 正确。 答案 BCE 4(2017河北衡水中学调研)如图 4 所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度 为 L，玻璃砖的折射率 n，若光从上表面 AB 射入的入射角 i60，光在真3 空中的光速为 c，则( ) 图 4 A折射角
7、 r30 B光在玻璃中传播的时间为2 3L 3c C光在玻璃中传播的时间为2L c D改变入射角 i，光在下表面 CD 可能发生全反射 E光一定能从 CD 面射出 解析 由 n得 sin r0.5，得 r30，故 A 正确；光在玻璃 sin i sin r sin i n sin 60 3 中传播的速度为 v ，由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为 s，则光 c n L cos r 在玻璃中传播的时间为 t ，故 B 错误，C 正确 ； 由于光 s v nL ccos r 3L ccos 30 2L c 在 CD 面上的入射角等于光在 AB 面上的折射角，根据光路可逆性原理可知光一 定能从 C
8、D 面射出，故 D 错误，E 正确。 答案 ACE 二、非选择题 5(2016海淀区模拟)如图 5 所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在 白纸上放好截面是正三角形 ABC 的三棱镜，并确定 AB 和 AC 界面的位置。然后 在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针 P1和 P2，再从棱镜 的右侧观察 P1和 P2的像。 图 5 图 6 (1)此后正确的操作步骤是_。(选填选项前的字母) A插上大头针 P3，使 P3挡住 P2的像 B插上大头针 P3，使 P3挡住 P1、P2的像 C插上大头针 P4，使 P4挡住 P3的像 D 插上大头针 P4，使 P4挡住 P3和 P1、P
9、2的像 (2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针 P3、P4的位置(图中已标出)。为测 量该种玻璃的折射率， 两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助 线，如图 6 甲、乙所示。在图 6 中仅通过测量 ED、FG 的长度便可正确计算出 折射率的是图_(选填“甲”或“乙”)，所测玻璃折射率的表达式 n _(用代表线段长度的字母 DE、GF 表示)。 解析 (1)在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针 P1和 P2， 确定入射光线，然后插上大头针 P3，使 P3挡住 P1、P2的像，再插上大头针 P4， 使 P4挡住 P3和 P1、P2的像，从而确定出射光线。因此选项 B
10、、D 正确。 (2)设入射角为 ，折射角为 ，根据折射定律和几何关系有：对于甲图，sin ，sin ，对于乙图，sin ，sin ，可知仅通过测量 DE、GF DE R GF OG DE R GF R 的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率 n。 sin sin DE GF 答案 (1)BD (2)乙 DE GF 6 人造树脂是常用的眼镜镜片材料。 如图 7 所示， 光线射在一人造树脂立方体上， 经折射后，射在桌面上的 P 点。已知光线的入射角为 30，OA5 cm，AB20 cm，BP12 cm，求该人造树脂材料的折射率 n。 图 7 解析 设折射角为 ，由折射定律 n，其中 i30 s
11、in i sin 由几何关系知 sin ，且 OP BPOA OP （BPOA）2AB2 代入数据解得 n1.5 答案 1.5 7(2016徐州一模)如图 8 所示，一束激光垂直于 AC 面照射到等边玻璃三棱镜 的 AB 面上。 已知 AB 面的反射光线与折射光线的夹角为 90。 光在真空中的传播 速度为 c。求 图 8 (1)玻璃的折射率； (2)激光在玻璃中传播的速度。 解析 (1)如图所示，由几何关系知： 光在 AB 界面的入射角 160，折射角 230 则 n。 sin 1 sin 2 3 (2)由 n 得 v 。 c v c n 3c 3 答案 (1) (2)3 3c 3 8(201
12、7河南八市重点高中质检)如图 9 所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照 射到 AO 面上的 C 点， 入射角为 60， 折射光线平行于 BO 边， 圆弧的半径为 R， C 点到 BO 面的距离为 ，ADBO，DAO30，光在空气中传播速度为 c，求： R 2 图 9 (1)玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角； (2)光在玻璃砖中传播的时间。 解析 (1)光路图如图所示，由于折射光线 CE 平行于 BO，那么 光线在圆弧面上的入射点 E 到 BO 的距离也为R 2 光线在 E 点的入射角 满足 sin ，30 1 2 由几何关系可知，COE90，因此光线在 C 点的折射角为 30 玻
13、璃砖的折射率 n sin 60 sin 30 3 由于光线在 E 点的入射角为 30，光线在 E 点的折射角为 60 (2)由几何关系可知，CER R cos 30 2 3 3 光在玻璃砖中的传播速度为 vc n 因此光在玻璃砖中传播的时间为 t。 CE v 2R c 答案 (1) 60 (2)3 2R c 9 如图 10 所示是一个半球形透明物体的侧视图， 现在有一细束单色光沿半径 OA 方向入射，保持入射方向不变，将细光束平移到距 O 点R 处的 B 点，此时透 3 3 明物体左侧恰好不再有光线射出，不考虑光线在透明物体内部的多次反射。 图 10 (1)求透明物体对该单色光的折射率； (2)若细光束平移到距 O 点 0.5R 处， 求出射光线与 OA 轴线的交点到 O 点的距离。 解析 (1)如图甲所示，光束从 B 点处水平射入，在 M 点处恰好发生全反射，由 几何关系可知全反射临界角 C 满足 sin C 3 3 解得 n 1 sin C 3 (2)如图乙所示，光束从 D 点处水平射入，在 E 点处发生折射，入射角为 ，折 射角为 由折射定律有 n sin sin 3 又 sin ，解得 sin ，60 1 2 3 2 由几何关系可知EOF，EFO 则出射光线与 OA 轴线的交点到 O 点的距离为 2Rcos R3 答案 (1) (2)R33