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1、作业33光的折射、全反射12345678A组基础达标微微练一一全反射全反射现象的理解及象的理解及应用用1.(2023浙江桐乡一中月考)如图所示的风景照片中,湖水清澈见底,近处湖面水下的景物都看得很清楚,而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影,水面下的景物则根本看不到。下列说法正确的是()A.水下的石头看起来的深度比实际深一些B.彩虹的成因是光的衍射C.远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰,是由于光的干涉所引起的D.远处水面下景物看不到,是由于光线发生了全反射D12345678解析水下石头反射的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看
2、去,就会觉得石头位置变浅了,所以水下的石头看起来的深度比实际浅一些,故A错误;彩虹的成因是光的折射,故B错误;远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰,是由于光在水面上发生了反射,故C错误;远处水面下景物的光线射到水面上,入射角很大,当入射角大于等于临界角时光线不能射出水面,因而看不见,故D正确。123456782.如图甲所示,一种检测油深度的油量计竖直固定在油桶内,当入射光竖直向下照射时,通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图,它是一块锯齿形的透明塑料,锯齿形的底是一个等腰直角三角形,最右边的锯齿刚接触到油桶的底部,已知透明塑料的折射率小于油的折射率,则下列说法正确
3、的是()A.透明塑料的折射率应小于B.塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区C.油量增加时,亮区范围变大D.对于透明塑料和油来说,油是光密介质D12345678解析如图所示光由上面射入塑料板中,在直角部分发生全反射时上面看起来才会明亮,光从透明塑料板射向空气,此时发生全反射的条件是折射率 ,即透明塑料的折射率应大于 ,故A错误;光从塑料锯齿和油的界面处发生折射,光线射向油中,在矩形窗口形成暗区,故B错误;油量增加时,被浸入到油中的塑料锯齿增多,则全反射光线减小,则亮区范围变小,故C错误;透明塑料的折射率小于油的折射率,对于透明塑料和油来说,油是光密介质,D正确。12345678微微练二二折射定
4、律与全反射折射定律与全反射综合合3.(2023浙江嘉兴高三一模)某同学将半圆形透明砖平放在方格纸上,用激光笔将激光束垂直于AC面射入,可以看到光束从圆弧面ABC出射,缓慢平移激光束,在如图所示位置时,出射光束恰好消失,则该透明砖材料的折射率为()A.1.3B.1.4C.1.6D.1.9B12345678解析画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的光路图如图所示 123456784.(多选)(2023浙江宁波高三二模)如图所示,两块完全相同的半圆形玻璃砖的圆心分别为O1和O2,两直径平行且拉开一段距离d,现让一细光束沿玻璃砖A的半径方向入射,并从O1出射后入射到玻璃砖B。设入射方向与直线O1O2
5、的夹角为i,已知玻璃砖的折射率为1.5,忽略光在每种介质中的二次反射,下列说法正确的是()A.i一定,改变d,玻璃砖B圆弧面的出射光线与入射光线始终平行B.i一定,改变d,光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射C.d一定,改变i,始终有光束从玻璃砖A的圆弧面出射D.d一定,改变i,光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射BCD12345678解析根据题意作出光路如图甲所示 甲 i一定,改变d,根据折射定律可知改变d前后入射光线平行,出射光线不平行,故A错误;12345678i一定,改变d,如图乙所示 乙角不变,d越大入射角越大,越接近等于,而i,故d变大,有可能大于i,可知有可能大于全反射临界角,光
6、束有可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射,故B正确;d一定,改变i,始终有光束在O1点被反射,反射光线始终沿玻璃砖A的半径射出,故C正确;d一定,改变i,当i增大时,光束可能在玻璃砖B的圆弧面的入射角大于临界角C,会发生全反射,故D正确。12345678B组综合提升5.(2023浙江温州高三一模)如图所示,ABCD是底角为45的等腰梯形的棱镜横截面,与底边BC平行的两束单色光a、b(间距可调)从AB边射入,经BC边反射从CD边射出(图中未画出)。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足nanb ,下列说法正确的是()A.a、b两束光不可能从CD边同一位置射出B.a光从CD边射出位置一定离底边BC更近C.
7、b光从AB边射入到CD边射出时间一定更短D.a、b两束光从AB边射入到CD边射出时间可能一样长C12345678解析作出光路图如图所示 由图可知,由于a、b光束的间距可调,故a光束上移,b光束下移,a、b光束就有可能从CD边同一位置射出,故A错误;由图可知,a光束从CD边射出可能离底边BC更远,故B错误;12345678123456786.(2023浙江东阳高三三模)如图所示,半径为R的半圆形透明介质材料固定在地面上,AB面垂直地面,在地面上有一单色点光源P,发出两束光线,分别射向圆心O和圆弧上与O在同一高度的C点,两束光从AB面出射后恰好平行,已知PA=R,光在真空中传播速度为c。下列说法正
8、确的是()A.光在此介质中的传播速度为0.75cB.从AB面出射的两束平行光间距为0.75RC.若光源P向左移动距离 R时,从AB面出射的两束光仍平行D.若光源P向右移动 R过程中,两束光都可能在AB面发生全反射C12345678解析从C点入射的光线,经玻璃砖折射后,从AB面出射的光线与PC平行,射向圆心O光线PO不改变传播方向,从AB面出射后,两出射光线平行,两束光的光路如图所示12345678123456787.(2023浙江Z20名校协作体高三二模)如图甲所示,O点是一半径为R的匀质玻璃半球体的球心,平面水平放置,有一束光线从距离O点为r=R的P点入射至玻璃半球内,光线与竖直方向的夹角为
9、,当=0时光线恰好在球面发生全反射,若只考虑第一次射到各表面的光线,则()A.玻璃的折射率为 B.若要使光线从球形表面出射后恰好与入射光平行,则=30C.改变夹角,光线在半球中传播的最长时间为D.如图乙所示,若半球球面区域均有光线竖直向下入射,则平面有光出射的面积为D12345678图1 12345678若要使光线从球形表面出射后恰好与入射光平行,那么出射光线与入射光线以及法线必在同一平面内,且入射点与出射点的法线平行,入射光线必须在竖直平面内,光路图如图2所示,出射点必在O点的正上方;根据几何关系可得 ,解得=30,根据折射定律可知,光线与竖直方向的夹角必大于30,故B错误。图2 12345
10、678要使光线在半球中传播的时间最长,因只考虑第一次射到各表面的光线,当临界等于90时,光线在半球中传播路程最长,光路图如图3所示,其中路程s满足要求;图3 12345678能从平面出射的临界光路图如图4所示,光线在平面的B点恰好发生全反射,以OB的长L为半径的圆形区域有光出射;设临界光线在A点入射角为,折射角为,在B点出射时入射角等于全反射临界角C;由折射定律得图4 123456788.人工锆石的折射率介于普通玻璃和钻石之间,通常用来代替钻石做成“物美价廉”的饰品。现有一块等腰三棱镜形状的人工锆石材料,如图所示。已知AB=BC=a,B=120,一束激光垂直于AB边由D点入射,BD=a,在AC面上恰能发生全反射,并由BC面的E点(图中未画出)射出,已知光在真空中的速度大小为c,求:(1)该人工锆石的折射率n;(2)光在该人工锆石中的传播速度大小;(3)激光在材料中由D到E的传播时间t。12345678
