专题16-3 光的折射 全反射（高效演练）-2018领军高考物理真题透析

专题16-3 光的折射 全反射（高效演练）-2018领军高考物理真题透析

‎1．如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是(　　) ‎ A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B．用a、b光分别做单缝衍射实验时，它们的衍射条纹宽度都是均匀的 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角 E．a光的频率小于b光的频率 ‎【答案】ADE ‎2．下列说法正确的是(　　)‎ A．在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高 B．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大 C．水中的气泡，看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射 D．全息照相主要是利用了光的衍射现象 E．沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象 ‎ ‎【答案】ABE ‎【解析】A选项中，画光路图可知在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体比物体所处的实际位置高，A选项正确．光纤通信是利用全反射的原理工作的，而发生全反射时必须是从光密介质射向光疏介质，所以光纤内芯的折射率比外壳的大，B选项正确．水中的气泡看起来特别亮是因为光从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，而不是光从气泡射向水中，C选项是错误的．全息照相主要是利用了光的干涉现象，因此D选项是错误的．沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象，E选项是正确的．‎ ‎3.半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光(　　)‎ A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大 B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大 C．在真空中，a光的波长小于b光波长 D．让a光向A端逐渐平移，将发生全反射 E．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大 ‎【答案】ADE. ‎ ‎4.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是(　　)‎ A．O1点在O点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点 D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 ‎【答案】BCD. ‎ ‎5．桌面上有一玻璃圆锥，圆锥的轴(图中的虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，此三角形的边长为L，如图所示．有一半径为的圆柱形平行光束垂直底面射到圆锥上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃圆锥的折射率为，求：‎ ‎(1)光在玻璃圆锥中的传播速度；‎ ‎(2)光束在桌面上形成光斑的面积．‎ ‎【答案】(1)1.73×108 m/s　(2) ‎ ‎【解析】(1)由n＝ 解得v＝1.73×108 m/s.‎ ‎(2)光路如图，由几何知识可得，光束边缘光线在侧面上的入射角θ1＝60°‎ 由n＝ 得折射角θ2＝30° ‎ 又因为OA＝ ‎△OBE为等边三角形，所以BE＝L－OA＝ 光斑半径R＝－＝ 所以光斑面积S＝πR2＝.‎ ‎6．图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB 代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.‎ ‎(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；‎ ‎(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．‎ ‎【答案】(1)sin i≤　(2) ‎7．如图1所示，一个半径为R、折射率为的透明玻璃半球体，O为球心，轴线OA水平且与半球体的左边界垂直，位于轴线上O点左侧处的点光源S发出一束与OA夹角θ＝60°的光线射向半球体，已知光在真空中传播的速度为c.求：光线第一次从玻璃半球体射出时的方向以及光线在玻璃半球体内传播的时间．‎ 图1‎ ‎【答案】见解析 ‎8.如图2所示，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．‎ 图2‎ ‎【答案】150°‎ ‎9.如图4所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求：‎ 图4‎ ‎(1)入射角i；‎ ‎(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到：sin 75°＝或tan 15°＝2－)．‎ ‎【答案】(1)45°　(2) ‎ ＝vt⑦‎ v＝⑧‎ 联立⑥⑦⑧式，代入数据得t＝L ‎10.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。‎ ‎【答案】(1)　(2)R ‎ ‎11．如图所示，半径为R的透明半球体的折射率为，在离透明半球体2.8R处有一与透明半球体平面平行的光屏。某种平行光垂直透明半球体的平面射入，在光屏上形成一个圆形亮斑。‎ ‎(1)求光屏上亮斑的直径；(不考虑光线在半球体内的多次反射)‎ ‎(2)若入射光的频率变大，则亮斑的直径如何变化？‎ ‎【答案】(1)6.8R　(2)光斑直径变大 ‎12．一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．‎ ‎【答案】 ‎【解析】根据全反射定律，圆形发光面边缘发出的光线射到玻璃板上表面时入射角为临界角(如图所示)，‎ ‎13.如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝10 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1＝，n2＝.‎ ‎ (1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；‎ ‎(2)求两个亮斑间的距离．‎ ‎【答案】见解析 ‎【解析】(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，‎ sin C1＝＝，‎ C1＝60°，同理C2＝45°，‎ i＝45°＝C2

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