《2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第3讲光的折射全反射课后限时训练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第3讲光的折射全反射课后限时训练（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1光的折射 全反射一、选择题(本题共 8 小题，15 题为单选，68 题为多选)1如图所示为一段长直光导纤维，其结构可看成由折射率不同的内芯和外层组成，内芯的折射率 n 。利用全反射现象使光信号在内芯中传播，光在真空中的速度2c310 8m/s。一束光从左端面中心点射入，下述说法正确的是 (C)导 学 号 51343514A内芯的折射率小于外层B光在光导纤维内芯中的速度为 3108m/sC若无外层，光在内芯与外面(认为是真空)间发生全反射的临界角是 45D光从左端面进入光导纤维后，其频率变大解析光在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率大于外层，A 错误；光在光导纤维内芯中的速度 v ，B 错误；
2、若无外层，光在内芯与外层间发生全反射的临界角cn c2sinC ， C45，C 正确；光从一种介质进入另一种介质，频率不变。D 错误。1n 222.一束由 a、 b 两种单色光组成的复色光从水中射入空气中，并分成 a、 b 两束，下列关于 a、 b 两束单色光的说法正确的是 (B)导 学 号 51343515A若水中入射光 SA 的入射角不断增大，则 a 光先发生全反射B a 频率比 b 光频率小C a 光在水中的频率比 a 光在空气中的频率大D在水中 a 光的传播速度比 b 光的小解析由图可知 naCb，若水中入射光线 SA 的入射角不断增1n大，则 b 光先发生全反射，A 错误；因为 na
3、n 红 ，由折射定律知紫光的折射角较大，由光路可知，紫光将到达 M 点和 Q 点，而红光到达 N 点和 P 点，故选 A。4(2015四川理综)直线 P1P2过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、 b 平行且关于 P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。 a、 b 光相比 (C)导 学 号 51343517A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较小C b 光在玻璃中的传播速度较小D b 光在玻璃中的传播时间较短解析A 项，根据 a 光和 b 光的光路可知， b 光从空 气进入玻璃球的折射角小于 a 光，则 b 光的折射率大于 a 光的折射率，故 A 项错误。B 项，根据折射定律得，
4、全反射的临界角满足 n ，根据 A 项分析可知， a 光的折1sin C射率小于 b 光的折射率，所以玻璃对 a 光的临界角较大，故 B 项错误。C 项，根据 A 项分析可知， a 光的折射率小于 b 光的折射率；根据折射率 n 得， b 光cv在玻璃中的传播速度较小；根据图可知， b 光在玻璃中的传播距离大于 a 光在玻璃中的传播距离，所以 b 光在玻璃中的传播时间较长，故 C 项正确，D 项错误。综上所述，本题正确答案为 C。5如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径 AB 射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到 B 点。已知入射光线到直径 AB 的距离为 R， R 是圆柱体的
5、半径。32已知光在真空中的传播速度为 c，则 (B)导 学 号 513435183A该透明圆柱体介质的折射率为 2B该单色光从 C 点传播到 B 点的时间为3RcC折射光线过 B 点时可能发生全反射D改变入射光线到直径 AB 的距离，折射光线仍然能够射到 B 点解析连接 OC，则 OC 是 C 点的法线，设入射角为 i，折射角 为 r，则sini ， i60，由几何知识得 r30。折射率 n ，A 错误；32 sinisinr 3sBC2 Rcos30 R，光在玻璃中的传播速度 v ， t ，B 正确；只要光线3cn c3 sBCv 3Rc能从 C 点进入玻璃，就能从 B 点射出玻璃，不可能发
6、生全反射，C 错误；改变入射光线到直径 AB 的距离，由折射定律可知折射光线不可能射到 B 点，D 错误。6(2016江苏南京、盐城二模)两束不同频率的平行单色光 a、 b 分别由水中射入空气中发生如图所示的折射现象( vbD a、 b 入射角为 0时，没有光线射入空气中解析由图象知折射角 vb。当 a、 b 入射角为 0时，光线都垂直入射，不发生全反射，都能够进入空气中。7.如图所示，真空中有一个半径为 R、质量分布均匀的玻璃球，频率为 的细激光束在真空中沿直线 BC 传播，于 C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的 D 点又经折射进入真空中，已知 COD120，玻璃球对该激光束的折射率为
7、 ，则下列说法中正确的是(设3c 为真空中的光速) (ADE)导 学 号 51343520A激光束的入射角 604B改变入射角 的大小，激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C激光束在射入玻璃球后，频率变小D此激光束在玻璃中的波长为 3c3E从 C 点射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不经反射传播的最长时间为23Rc解析由几何知识可得激光束在 C 点的折射角 r30，由 n 得sinsinrsin nsinr ，得 60，故 A 正确。激光束从 C 点进入玻璃球时，无论怎样改变32入射角，在 D 点的入射角等于 C 点的折射角，根据光路可逆性原理得知，激光束不可能在 D点发生全反射，一定能从 D 点
8、折射出玻璃球，故 B 错误。光的频率由光源决定，则激光束穿过玻璃球时频率不变，选项 C 错误。激光束在玻璃球中传播的速度为 v ，由cn c3v 得 ，选项 D 正确。当激光束沿玻璃球直径方向射入时，路程最长，传播时3c3间最长为 t ，可得 t ，选项 E 正确。2Rv 23Rc8(2016江西南昌二模)如图所示，有一束平行于等边三棱镜横截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB 的夹角为 30， E、 F 分别为边AB、 BC 的中点，则下列说法正确的是 (ADE)导 学 号 51343521A该棱镜的折射率为 3B光在 F 点发生全反射C光从空气进
9、入棱镜，波长变长D光从空气进入棱镜，光速变小E从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束相比较偏折了 60解析如图所示作出光路的两个法线和两次入射角 i、 i和两次折射角 r、 r，由题意和几何知识可知 i60， r30， i30，则该棱镜的折射率为n ，A 选项正确； i30arcsin arcsin ，故光在 F 点不会发生全反射，sinisinr 3 1n 33B 选项错误；光从空气进入棱镜，频率不变，传播速度 v ，光速变小，波长变短，故 C 选cn5项错误，D 选项正确；由 n ，代入数据得 r60，故 E 选项正确。sinrsini二、非选择题9(2017陕西省西安地区八校高三年级
10、联考)如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为 R，折射率是 ， AB 是一条直径。今有一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体，若一条入3射光线经折射后恰经过 B 点，则： 导 学 号 51343522(1)这条入射光线到 AB 的距离是多少？(2)这条入射光线在圆柱体中的运动时间是多少？答案(1) R(2)32 3Rc解析(1)设光线 P 折射后经过 B 点，光路图如图所示根据折射定律 n sinsin 3由几何关系知在 OBC 中， sinR sin2Rcos可得 30， 60所以 CD Rsin R32(2)在 DBC 中， BC RCDsin 3因为 sin( ) ，故光线从 B 点射出1
11、n6光线 P 在圆柱体中运动的时间为 t BCv 3Rc3 3Rc10(2016河南洛阳一模)一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记 P 离水面的高度为 h10.6m，尾部下端 Q 略高于水面，赛艇正前方离赛艇前端 s10.8m 处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方 s23.0m 处下潜到深度为 h2处时，看到标记 P 刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端 Q，继续下潜 h2.0m，恰好能看见 Q(已知水的折射率 n )。求：43导 学 号 51343523(1)深度 h2；(2)赛艇的长度 l。(可用根式表示)答案(1)4m(2)( 3.8)m187 7解析(1)设过 P 点光线恰好被浮标
12、挡住时，入射角、折射角分别为 、 ，则sin s1s21 h21sin s2s2 h2水的折射率为 n sinsin由式联立，并代入数据解得 h24m。(2)潜水员和 Q 点连线与竖直方向的法线夹角刚好为临界角 C，则sinC 1n 34又由几何知识得 tanC s1 s2 lh2 h7联立式解得 l( 3.8)m。187 711(2016湖北黄冈三月质检)如图，将半径为 R 的 透明半球体放在水平桌面上方， O为球心，直径恰好水平，轴线 OO垂直于水平桌面。位于 O 点正上方某一高度处的点光源S 发出一束与 OO夹角 60的单色光射向半球体上的 A 点，光线通过半球体后 刚好垂直射到桌面上的 B 点，已知 O B R，光在真空中传播速度为 c，不考虑半球体内光的反32射，求： 导 学 号 51343524(1)透明半球体对该单色光的折射率 n；(2)该光在半 球体内传播的时间。答案(1) (2)3Rc解析(1)光从光源 S 射出经半球体到达水平桌面的光路如图。光由空气射向半球体，由折射定律，有 n ，sinsin在 OCD 中，sin COD ，32得 r COD60。光由半球体射向空气，由折射定律，有 n ，sinrsin由几何知识得 60，故 30，n 。sinrsin 3(2)光在半球体中传播的速度 v c，cn 338光在半球体中传播的时间 t 。ACv Rc
