新高考物理一轮复习分层提升练习专题73 光的折射和全反射（2份打包，原卷版+解析版）

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【知识导学与典例导练】
光的折射定律及折射率
1．对折射率的理解
(1)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小：v＝eq \f(c,n)。
(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
2．应用光的折射定律解题的一般思路
(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。
(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。
(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。
【例1】如图所示，玻璃三棱镜的截面为直角三角形，其中∠A=60°，∠B=30°，∠C=90°，一束单色光照射到BC上面上的D点，当入射角i=60°时，光线折射到AB边上没有光线射出，光线反射到AC面上与BC平行，则该玻璃的折射率为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】
光束在BC边上折射 SKIPIF 1 < 0 由几何关系 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 故选A。
【例2】小华家装修，阳台窗户是双层玻璃，双层平行玻璃中间是氙气，合同规定两块玻璃的厚度相同计为d，中间夹层气体的厚度为h，小华想帮助父母看看双层玻璃是否是按合同要求安装的。设计如下：小华找到一个激光笔，让光从窗户一侧以与玻璃成 SKIPIF 1 < 0 角入射并记录入射点A，同时记录A点在对面玻璃外面的投影点 SKIPIF 1 < 0 ，然后在窗户另一侧记录出射点的位置B。测量 SKIPIF 1 < 0 的距离。已知玻璃的折射率为 SKIPIF 1 < 0 ，认为氙气的折射率为1。如果按合同要求玻璃、气体、玻璃分别是 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 安装的窗户，则 SKIPIF 1 < 0 的长度约为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】根据折射定律有 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 再次由折射定律得知 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 由于第二块玻璃中的偏移情况和第一块玻璃相同，则 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 故选项C正确，ABD错误。故选C。
光的全反射
光的折射和全反射问题的解题要点
【例3】如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同（均大于1），截面为 SKIPIF 1 < 0 圆周，半径均为R，对接成半圆。一细光束从a点垂直射入甲中，在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。不考虑光线在 SKIPIF 1 < 0 界面上的反射， SKIPIF 1 < 0 ，则（ ）
A．介质甲的折射率小于乙的B．光在甲中的频率大于在乙中的
C．光在甲中的速度小于在乙中的D．光在甲中的波长大于在乙中的
【答案】C
【详解】A．在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。光路图如图所示。
由题意可知， SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ； SKIPIF 1 < 0 光在介质乙中的临界角 SKIPIF 1 < 0 大于光在介质甲中的临界角 SKIPIF 1 < 0 ，又 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ，A错误；
B．同一种光在不同介质中频率不变，B错误；
C．光在介质中的速度 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ，C 正确；
D．光的在介质中传播速度和波长的关系 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ，D错误。故选C。
【例4】如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边AB的夹角为θ=30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法中正确的是（ ）
A．在棱镜中传播，a光的传播速度较大
B．a光的频率大于b光的频率
C．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
D．入射方向与边AB垂直时，BC边射出光线为a光
【答案】B
【详解】AB．由光路可知，a光的偏折程度较大，可知a光的折射率较大，根据 SKIPIF 1 < 0 可知，在棱镜中传播，a光的传播速度较小，选项A错误，B正确；
C．因a光的折射率较大，则频率较大，波长较短，根据 SKIPIF 1 < 0 可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小，选项C错误；
D．因a光的折射率为 SKIPIF 1 < 0 则临界角 SKIPIF 1 < 0 即C