版高考物理一轮复习光的折射全反射（实验：测定玻璃的折射率）练习鲁科版

2019版高考物理一轮复习光的折射全反射（实验：测定玻璃的折射率）练习鲁科版本文简介：第3讲光的折射全反射（实验：测定玻璃的折射率）[课时作业]单独成册方便使用一、选择题1．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是()A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景

2019版高考物理一轮复习光的折射全反射（实验：测定玻璃的折射率）练习鲁科版本文内容：

第3讲

光的折射

全反射（实验：测定玻璃的折射率）

[课时作业]

单独成册

方便使用

一、选择题

1．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是(

)

A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象

B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景

D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化

E．一束白光从空气斜射进入水中，也将发生色散

解析：一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确；由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正确；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误；白光斜射入水中，由于水对不同色光的折射率不同，各种色光将分开，故E正确．

答案：ABE

2.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示．下列说法中正确的是(

)

A．此介质的折射率等于1.5

B．此介质的折射率等于

C．当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象

D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象

E．光进入介质时波长变短

解析：n＝＝，选项A错，B对．当光线从介质中射向真空中时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于90°时，即发生全反射，此时入射角为C，则有n＝＝，解得C＝45°，即入射角大于等于45°时发生全反射现象，选项C对，D错．因进入介质后光速变小，而频率不变，故E对．

答案：BCE

3．如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水中以相同角度射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(αvb

D．在空气中的传播速度va>vb

E．当a、b入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象

解析：由于αvb，C正确．由sin

C＝知随着a、b入射角的逐渐增加，b先发生全反射，A错误．a、b在空气中的传播速度都是光速，D错误．当a、b入射角为0°时，光线虽然不偏折，但仍然发生折射现象，E正确．

答案：BCE

4.如图所示，有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是(

)

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变长

D．光从空气进入棱镜，光速变小

E．从F点出射的光束与入射到E点的光束相比较偏折了60°

解析：如图所示作出光路的两个法线，两次入射角i、i′和两次折射角r、r′，由题意和几何知识可知i＝60°，r＝30°，i′＝30°，则该棱镜的折射率为n＝＝，A正确．i′＝30°

＝arcsin，故光在F点不会发生全反射，B错误．光从空气进入棱镜，频率不变，传播速度v＝，光速变小，波长变短，C错误，D正确．由n＝，代入数据得r′＝60°，E正确．

答案：ADE

5.如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径．M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c，则(

)

A．此玻璃的折射率为

B．光线从B到D需用时

C．该玻璃球的临界角应小于45°

D．若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象

E．若减小∠ABD，从AD段射出的光线均平行于AB

解析：由题图可知光线在D点的入射角为i＝30°，折射角为r＝60°，由折射率的定义得n＝知n＝，A正确；光线在玻璃中的传播速度为v＝＝c，由题图知BD＝R，所以光线从B到D需用时t＝＝，B正确；若增大∠ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45°，而临界角满足sin

C＝＝<＝sin

45°，即光线可以在DM段发生全反射现象，C正确，D错误；要使出射光线平行于AB，则入射角必为30°，E错误．

答案：ABC

二、非选择题

6．如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示．计算折射率时，用________(选填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小．

解析：光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增加实验误差；分别连接cd和ce并延长到界面，与界面分别交于f、g两点，由n＝不难得出用d点得到的折射率值较小，过c点的出射光线应平行于ab，利用直尺比对并仔细观察，可知ec∥ab，故用e点得到的折射率值误差较小．

答案：光学

d

e

7．(2017·高考全国卷Ⅱ)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．

解析：设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点．光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示．设液体的折射率为n，由折射定律有

nsin

i1＝sin

r1①

nsin

i2＝sin

r2②

由题意知r1＋r2＝90°③

联立①②③式得n2＝④

由几何关系可知sin

i1＝＝⑤

sin

i2＝＝⑥

联立④⑤⑥式得n＝1.55⑦

答案：1.55

8.如图所示是一个半球形透明物体的侧视图，现在有一细束单色光沿半径OA方向入射，保持入射方向不变，不考虑光线在透明物体内部的反射．

(1)将细光束平移到距O点R处的C点，此时透明体左侧恰好不再有光线射出，求透明体对该单色光的折射率；

(2)若细光束平移到距O点0.5R处，求出射光线与OA轴线的交点距O点的距离．

解析：(1)如图甲所示，光束由C处水平射入，在B处发生全反射，∠OBC为临界角，则

sin

C＝sin∠OBC＝＝，

n＝＝.

(2)如图乙所示，光束由D点水平射入，在E点发生折射，入射角为∠OED＝α，折射角为∠NEF＝β，折射率n＝＝

sin

α＝＝

以上两式联立，解得sin

β＝，β＝60°

由几何关系可知∠FOE＝α，∠OFE＝β－α＝α，

则出射光线与OA轴线的交点F与O点的距离为OF＝2Rcos

30°＝R.

答案：(1)

(2)R

9.(2018·广东华南三校联考)如图所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，AEFB为四分之一圆弧，BCDO为矩形，一细光束从圆弧的中点E沿半径射入棱镜后，在圆心O点恰好发生全反射，经CD面反射，再从圆弧的F点射出，已知，OA＝a，OD＝a，光在真空中的传播速度为c，求：

(1)从F点射出的光线与法线夹角的正弦值；

(2)从F点射出的光线在棱镜中传播的时间．

解析：(1)作出光路图如图所示

根据几何关系可知，临界角为C＝45°

n＝＝

由几何关系知OG＝OD＝a，sin

α＝＝

又n＝

解得sin

β＝.

(2)光在棱镜中的传播速度v＝

由几何知识得，光线传播的路程为s＝a＋a＋a

光在棱镜中传播的时间t＝

解得t＝a.

答案：(1)

(2)

10.(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点．求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角．

解析：设球半径为R，球冠底面中心为O′，连接OO′，则OO′⊥AB.令∠OAO′＝α，有cos

α＝＝①

即α＝30°②

由题意知MA⊥AB，所以∠OAM＝60°③

设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，则光线的光路图如图所示．设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i′，反射角为i″，玻璃的折射率为n，由于△OAM为等边三角形，有i＝60°④

由折射定律有sin

i＝nsin

r⑤

代入题给条件n＝得r＝30°⑥

作底面在N点的法线NE，由于NE∥AM，有i′＝30°⑦

根据反射定律，有i″＝30°⑧

连接ON，由几何关系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60°⑨

由⑦⑨式得∠ENO＝30°⑩

于是∠ENO为反射角，ON为反射光线．这一反射光线经球面再次折射后不改变方向．所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为

β＝180°－∠ENO＝150°?

答案：150°