人教版新高考物理一轮总复习训练题光的折射　全反射

[1]考点规范练32　光的折射　全反射

一、单项选择题

1.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则(　　)

A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球

B.小球所发的光能从水面任何区域射出

C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大

D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大

2.如图所示,一束光从空气垂直射到直角三棱镜的界面AB上,棱镜材料的折射率为1.414,这束光线从BC边射出棱镜后与界面BC的夹角为(　　)

A.90° B.60°

C.30° D.45°

3.如图所示,由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中,某种单色光在介质中传输,经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射,则此介质的折射率为(　　)

A. B.

C. D.

4.(2020·山东临沂模拟)如图所示,一小孩(已穿好游泳保护衣)在泳池的水面上以1 m/s的速度游泳,t=0时他看到自己正下方的水底有一排水口,t=3 s时他恰好看不到排水口了,水的折射率n=,下列说法正确的是(　　)

A.3 s后,小孩会再次看到水底的排水口

B.前3 s内,小孩看到的排水口越来越明亮

C.泳池的深度为 m

D.t=1 s时小孩看到的排水口深度为 m

5.(2020·浙江宁波鄞州中学开学考)水下一点光源,发出a、b两单色光。人在水面上方向下看,水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出,Ⅱ区域只有a光射出,如图所示。下列判断不正确的是(　　)

A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光的折射角小

B.在真空中,a光的波长大于b光的波长

C.水对a光的折射率大于对b光的折射率

D.水下a、b光能射到图中Ⅰ区域以外区域

二、多项选择题

6.一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图所示。i代表入射角,则(　　)

A.当入射角i=0°时不会发生折射现象

B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°

C.欲使折射角r=30°,应以i=60°的角度入射

D.当入射角i=arctan 时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直

7.如图所示,一束光从空气中射向折射率n=的某种玻璃的表面,θ1表示入射角,则下列说法正确的是(　　)

A.当θ1>45°时会发生全反射现象

B.只有当θ1=90°时才会发生全反射

C.无论入射角θ1是多大,折射角θ2都不会超过45°

D.欲使折射角θ2=30°,应以θ1=45°的角度入射

三、非选择题

8.(2020·全国卷Ⅱ)直角棱镜的折射率n=1.5,其横截面如图所示,图中∠C=90°,∠A=30°。截面内一细束与BC边平行的光线,从棱镜AB边上的D点射入,经折射后射到BC边上。

(1)光线在BC边上是否会发生全反射?说明理由。

(2)不考虑多次反射,求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。

考点规范练32　光的折射　全反射

1.D　解析:只要不发生全反射,小球放在缸底什么位置都可以看到,A错误。只有反射角小于临界角的光才能从水面射出,B错误。光的频率是由光源决定的,光从水中射入空气后频率不变,C错误。由公式n=知,光在空气中的传播速度将增大,D正确。

2.D　解析:由sin C=得C=45°,如图所示,则光在AC界面射向真空时发生全反射,由几何关系得θ1=30°,由得,sin θ2=,θ2=45°,D正确。

3.D　解析:设介质中发生全反射的临界角为α,如图所示,则sin α=;单色光经多次全反射后从右端射出时,入射角和反射角满足关系n=,联立两式可得n=,故D正确。

4.C　解析:t=3 s时他恰好看不到排水口了,说明在此位置从排水口反射到水面的光发生了全反射,则3 s后的位置从排水口反射到水面的光仍发生全反射,小孩仍不会看到排水口,选项A错误。前3 s内,从排水口射向水面的光的折射光线逐渐减弱,反射光线逐渐增强,可知小孩看到的排水口越来越暗,选项B错误。由于sin C=,则tan 37°=,可知水深h= m= m,选项C正确。t=1 s时小孩看到的排水口深度为h'= m,选项D错误。

5.C　解析:由题分析可知,b光在Ⅰ区域边缘发生了全反射,a光在Ⅱ区域边缘发生了全反射,则知a光的临界角比b光的临界角大,由sin C=知,水对a光的折射率小于对b光的折射率,由折射定律知a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光折射角小,故A正确,C错误。水对a光的折射率小于对b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,由c=λf知,在真空中,因光速c不变,则有a光的波长大于b光的波长,故B正确。水下a、b光经水面反射后均能射到图中Ⅰ区域以外区域,故D正确。

6.BD　解析:当入射角i=0°时光能从空气进入玻璃,故发生了折射,A错误。当入射角是90°时,根据折射定律n=,解得r=45°,所以无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°,B正确。欲使折射角r=30°,根据折射定律n=,解得i=45°,C错误。当i=arctan 时,有tan i=,根据折射定律n==tan i,解得sin r=cos i,所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直,D正确。

7.CD　解析:因为发生全反射现象的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,选项A、B错误。由sin C=可知,光从玻璃射向空气时的临界角C=45°,则知无论入射角θ1是多大,折射角θ2都不会超过45°,选项C正确。由折射率n=可知,当θ2=30°时,可得sin θ1=n·sin 30°=,则θ1=45°,选项D正确。

8.解析:(1)如图所示,设光线在D点的入射角为i,折射角为r。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为θ,由几何关系,有θ=90°-(30°-r)>60°①

根据题给数据得sin θ>sin 60°> ②

即θ大于全反射临界角,因此光线在E点发生全反射。

(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜,光线的入射角为i',折射角为r',由几何关系、反射定律及折射定律,有

i=30°③

i'=90°-θ ④

sin i=nsin r ⑤

nsin i'=sin r' ⑥

联立①③④⑤⑥式并代入题给数据,得

sin r'=

由几何关系,r'即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。

答案:(1)会发生,理由见解析

(2)

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