2024_2025学年新教材高中物理第四章光及其应用习题课光的折射和全反射测评含解析粤教版选择性必修.docxVIP

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习题课:光的折射和全反射

课后篇巩固提升

必备学问基础练

1.(2024四川广安高二月考)如图所示,光线由空气进入半圆形玻璃砖(该玻璃的折射率为1.5),或光线由玻璃砖射入空气的光路图中,正确的是()

A.图乙、丙、丁 B.图乙、丁

C.图乙、丙 D.图甲、丙

答案B

解析光线由空气进入玻璃砖中时,入射角大于折射角,由玻璃砖射入空气时,由临界角计算公式得入射角50°大于临界角,将发生全反射,A、C、D错误,B正确.

2.

(多选)(2024内蒙古北重三中高二期中)如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形.细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和折射光束2,已知玻璃的折射率为3,入射角为45°(相应的折射角为24°),现保持入射光不变,将半圆柱绕O点在图示平面内顺时针转过15°,如图中虚线所示,则()

A.光束1转过15°

B.光束1转过30°

C.光束2转过的角度小于15°

D.光束2转过的角度大于15°

答案BC

解析依据题意,半圆柱绕O点顺时针转过15°后的光路图如图所示,

转动前光束1(反射光)与入射光线间的夹角为A=45°×2=90°,转动后,入射光线与新的法线夹角为60°,反射光1与入射光的夹角A=60°×2=120°,光束1转过的角度为120°-90°=30°,故A错误,B正确;转动前光束2(折射光)与入射光线间的夹角为B=45°+90°+24°=159°,转动后,依据折射定律有sin60°sinγ=3,解得γ=30°,则折射光2与入射光间的夹角为B=30°+90°+30°=150°,光束2转过的角度为159°-150°

3.

三角形AOB为直角三棱镜的横截面,棱镜的折射率n=3,∠A=60°,∠O=90°,空气中一束平行于斜边AB的平行光从OB边射入,棱镜内部只考虑一次反射,下列说法错误的是()

A.从OB进入棱镜的光若从AB边射出,则肯定会垂直于AB

B.从OB进入棱镜的光若从OA边射出,则肯定会垂直于OA

C.光进入三棱镜后传播速度变大,波长变长

D.OB边中点以下的入射光会垂直于OA边射出

答案C

解析设

光线在OB面上的入射角为i,折射角为γ,折射光线射到OA面上的入射角为α,射到AB面上的入射角为β,棱镜的临界角为C,依据折射定律n=sinisinγ解得γ=30°,由sinC=1n得sinC=3332,得C60°,由几何学问可得α=β=60°,所以折射光线射到OA面和AB面都发生了全反射,由几何学问可知,OA面的反射光线垂直于AB射出棱镜,AB面的反射光线垂直于OA面射出棱镜,且OB

4.

(2024青海高二期末)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为()

A.r B.1.5r

C.2r D.2.5r

答案C

解析如图所示,玻璃的折射率为1.5,可得临界角小于45°.在CB面上,由于入射角等于零,所以折射角也是零,因此折射光线不发生偏折.在O点,由于入射角等于60°,所以会发生光的全反射,反射光线恰好垂直射出.因为ON等于r,故OA等于2r,由于∠MOA=∠AMO=30°,所以AM等于2r,故选C.

5.

(2024江苏苏州高二月考)如图所示,一束入射光AO从某种介质以入射角α射入空气,以O点为圆心,R1为半径画圆C1与折射光线OB交于M点,过M点向空气与介质的交界面作垂线与入射光线AO的延长线交于N点.以O点为圆心,ON为半径画另一个圆C2,测得该圆的半径为R2,空气的折射率近似为1,光在空气中的传播速度近似为c,关于下列推断正确的是()

A.该介质的折射率为R

B.若光由此介质射入空气发生全反射,则临界角为arcsinR

C.光在此介质中的传播速度v=c

D.光在此介质中的传播速度v=c

答案C

解析设折射角为θ,则由几何学问可得R1sinθ=R2sinα,所以折射率n=sinθsinα=R2R1,故A错误;依据全反射的临界角公式sinC=1n可得C=arcsin1n=arcsinR

6.(2024河北邢台其次中学高二期末)如图所示为一半径为R的透亮半球体过球心O的横截面,面上P点到直径MN间的垂直距离为d=22R.一细光束沿PO方向从P点入射,经过面MON恰好发生全反射.若此光束沿平行MN方向从P点入射,从圆上Q点出射,光在真空中的传播速度为c

(1)透亮半球体的折射率n;

(2)沿MN方向从P点入射的光在透亮半球体中的传播时间t.

答案(1)2(2)6

解析(1)设