資源簡介

考點規范練32　光的折射　全反射
一、單項選擇題
1.如圖所示,口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發光小球,則(　　)
A.小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球
B.小球所發的光能從水面任何區域射出
C.小球所發的光從水中進入空氣后頻率變大
D.小球所發的光從水中進入空氣后傳播速度變大
2.寶石切工是衡量寶石價值的重要指標之一,優秀的切割工藝可以讓寶石璀璨奪目。若將某寶石的剖面簡化(如圖所示,關于虛線左右對稱),一束激光垂直MN面入射,恰好分別在PO面、QO面發生全反射后垂直于MN面射出,由此可知該寶石對該激光的折射率為(　　)
A. 　B. 　C.1 D.2
3.如圖所示,由某種透明介質制成的長直細圓柱體置于真空中,某種單色光在介質中傳輸,經過多次全反射后從右端射出。若以全反射臨界角傳輸的光線剛好從右端以張角2θ出射,則此介質的折射率為(　　)
A. B. C. D.
4.如圖所示,一小孩(已穿好游泳保護衣)在泳池的水面上以1 m/s的速度游泳,t=0時他看到自己正下方的水底有一排水口,t=3 s時他恰好看不到排水口了,水的折射率n=,下列說法正確的是(　　)
A.3 s后,小孩會再次看到水底的排水口
B.前3 s內,小孩看到的排水口越來越明亮
C.泳池的深度為 m
D.t=1 s時小孩看到的排水口深度為 m
5.水下一點光源,發出a、b兩單色光。人在水面上方向下看,水面中心Ⅰ區域有a光、b光射出,Ⅱ區域只有a光射出,如圖所示。下列判斷不正確的是(　　)
A.a、b光從Ⅰ區域某點傾斜射出時,a光的折射角小
B.在真空中,a光的波長大于b光的波長
C.水對a光的折射率大于對b光的折射率
D.水下a、b光能射到圖中Ⅰ區域以外區域
二、多項選擇題
6.光的反射、折射及全反射是自然界中很常見的現象。在一次實驗課上,某小組進行了實驗:將一束單色細光束由空氣(視為真空)沿著半徑方向射入一塊半圓柱形透明體,如圖甲所示,對其從圓心O點射出后的折射光線的強度用相應傳感器進行了記錄,發現從O點射出的折射光線的強度隨著夾角θ的變化而變化,變化情況如圖乙的圖線所示,則下列說法正確的是(　　)
A.當角θ小于30°時,在O點處既有反射光,又有折射光
B.半圓柱形透明體對該單色光的全反射臨界角為60°
C.半圓柱形透明體對該單色光的折射率為2
D.半圓柱形透明體對該單色光的折射率為
7.如圖所示,一束光從空氣中射向折射率n=的某種玻璃的表面,θ1表示入射角,則下列說法正確的是(　　)
A.當θ1>45°時會發生全反射現象
B.只有當θ1=90°時才會發生全反射
C.無論入射角θ1是多大,折射角θ2都不會超過45°
D.欲使折射角θ2=30°,應以θ1=45°的角度入射
三、非選擇題
8.(2023·山東卷)一種反射式光纖位移傳感器可以實現微小位移測量,其部分原理簡化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為d,直徑均為2a,折射率為n(n<)。M、N下端橫截面平齊且與被測物體表面平行。激光在M內多次全反射后從下端面射向被測物體,經被測物體表面鏡面反射至N下端面,N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關。
(1)從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為θ,求θ的正弦值。
(2)被測物體自上而下微小移動,使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應范圍(只考慮在被測物體表面反射一次的光線)。
考點規范練32　光的折射　全反射
1.D　解析:只要不發生全反射,小球放在缸底什么位置都可以看到,A錯誤。只有反射角小于臨界角的光才能從水面射出,B錯誤。光的頻率是由光源決定的,光從水中射入空氣后頻率不變,C錯誤。由公式n=知,光在空氣中的傳播速度將增大,D正確。
2.A　解析:要求激光分別在PO面、QO面發生全反射后垂直MN面射出,所以光路應具有對稱性,從而得到光在PO面發生全反射后光線水平。由幾何關系可得PO面的入射角為45°,因此n=,故A正確。
3.D　解析:設介質中發生全反射的臨界角為α,如圖所示,則sin α=;單色光經多次全反射后從右端射出時,入射角和反射角滿足關系n=,聯立兩式可得n=,故D正確。
4.C　解析:t=3 s時他恰好看不到排水口了,說明在此位置從排水口反射到水面的光發生了全反射,則3 s后的位置從排水口反射到水面的光仍發生全反射,小孩仍不會看到排水口,選項A錯誤。前3 s內,從排水口射向水面的光的折射光線逐漸減弱,反射光線逐漸增強,可知小孩看到的排水口越來越暗,選項B錯誤。由于sin C=,則tan 37°=,可知水深h= m= m,選項C正確。t=1 s時小孩看到的排水口深度為h'= m,選項D錯誤。
5.C　解析:由題分析可知,b光在Ⅰ區域邊緣發生了全反射,a光在Ⅱ區域邊緣發生了全反射,則知a光的臨界角比b光的臨界角大,由sin C=知,水對a光的折射率小于對b光的折射率,由折射定律知a、b光從Ⅰ區域某點傾斜射出時,a光折射角小,故A正確,C錯誤。水對a光的折射率小于對b光的折射率,則a光的頻率小于b光的頻率,由c=λf知,在真空中,因光速c不變,則有a光的波長大于b光的波長,故B正確。水下a、b光經水面反射后均能射到圖中Ⅰ區域以外區域,故D正確。
6.BD　解析:從題圖乙中可以看出角θ小于30°時,沒有折射光,故A錯誤。當θ=30°時,即入射角為60°時,折射光線強度為零,此時發生全反射,故B正確。因為全反射臨界角為60°,又n=,故C錯誤,D正確。
7.CD　解析:因為發生全反射現象的條件是光從光密介質射向光疏介質,且入射角大于或等于臨界角,選項A、B錯誤。由sin C=可知,光從玻璃射向空氣時的臨界角C=45°,則知無論入射角θ1是多大,折射角θ2都不會超過45°,選項C正確。由折射率n=可知,當θ2=30°時,可得sin θ1=n·sin 30°=,則θ1=45°,選項D正確。
8. 解析:(1)如圖甲所示,射向下端面的光與水平方向的最大偏角的正弦值sin C=
C+i=90°
nsin i=sin θ
解得sin θ=。
(2)如圖乙所示,光剛好能照到N下端時,玻璃絲下端面到被測物體的距離b1=
乙
光線全部覆蓋N的下端時,b2=
tan θ=
玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應范圍為≤b≤。
答案:(1)
(2)≤b≤
5

展開更多......

收起↑