2022年高考物理大一轮复习 第3讲 光的折射和全反射课时作业（选修3-4）

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1、2022年高考物理大一轮复习 第3讲 光的折射和全反射课时作业（选修3-4） 一、选择题(在题后给出的选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～9题有多项符合题目要求) 1．如图K12－3－1所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，平面镜的上下表面足够宽，则(　　) 图K12－3－1 A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，且玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的 B．改变α角，反射光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行 C．增大α角且保持α≤90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ D．减小α角且保持α>0°，光束Ⅲ可能会

2、从上表面消失 【答案】B 2．(xx年北京丰期末)如图K12－3－2所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中．当入射角是45°时，折射角为30°.以下说法正确的是(　　) 图K12－3－2 A．反射光线与折射光线的夹角为120° B．该液体对红光的折射率为 C．该液体对红光的全反射临界角为45° D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30° 【答案】C 3．一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的(　　) A．速度变慢，波长变短 B．速度不变，波长变短 C．频率增高，波长变长 D．频率不变，波长变长

3、 【答案】A 4．如图K12－3－3，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是(　　) 图K12－3－3 A．减弱、紫光 B.减弱、红光 C．增强、紫光 D.增强、红光 【答案】C 5．(2011年重庆卷)在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水

4、面的面积比a的大．关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”下列同学回答正确的是(　　) A．c光的频率最大 B.a光的传播速度最小 C．b光的折射率最大 D.a光的波长比b光的短 【答案】BD 6．如图K12－3－4所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中．如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　) 图K12－3－4 A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象 B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C．不管入射角多大，光

5、线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象 D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象 【答案】CD 7．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面．a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图K12－3－5所示．由此可知(　　) 图K12－3－5 A．棱镜内a光的传播速度比b光的小 B．棱镜内a光的传播速度比b光的大 C．玻璃棱镜对a光的折射率比对b光的大 D．玻璃棱镜对a光的折射率比对b光的小 【答案】BD 8．华裔科学家高锟获得xx年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如

6、图K12－3－6所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是(　　) 图K12－3－6 A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越长的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 【答案】AC 9．(xx年浙江卷)关于下列光学现象，说法正确的是(　　) A．水中蓝光的传播速度比红光快、 B光从空气射入玻璃时可能发生全反射 C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深 D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双

7、缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 【答案】CD 二、非选择题 10．(xx年南通调研)如图K12－3－7所示，一根长直棒AB竖直地插入水平池底，水深a＝0.8 m，棒露出水面部分的长度b＝0.6m，太阳光斜射到水面上，与水面夹角α＝37°，已知水的折射率n＝，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： (1)太阳光射入水中的折射角β； (2)棒在池底的影长l. 图K12－3－7 【答案】(1)β＝37°　(2)l＝1.4 m 【解析】(1)设折射角为β，则n＝ 代入数据解得β＝37° (2)影长l＝btan(90°－α)＋atan β 代入数据解得l

8、＝1.4 m. 11．半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图K12－3－8所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直．一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含有折射率从n1＝到n2＝的光束，因而光屏上出现了彩色光带． (1)求彩色光带的宽度； (2)当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少？ 图K12－3－8 【答案】(1)(1－)R　(2)45° 【解析】(1)由折射定律 n＝，n2＝ 代入数据，解得： β1＝45°，β2＝60° 故彩色光带的宽度为：Rta

9、n 45°－Rtan 30°＝(1－)R. (2)当所有光线均发生全反射时，光屏上的光带消失，反射光束将在PN上形成一个光点．即此时折射率为n1的单色光在玻璃表面上恰好先发生全反射，故 sin C＝＝ 即入射角θ＝C＝45° . 12．(xx年株洲二模)某次探矿时发现一天然透明矿石，经测量其折射率n＝.人工打磨成球形后置于空气中(如图K12－3－9所示)，已知球半径R＝10 cm，MN是一条通过球心O的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为d＝5 cm，CD为出射光线．求： (1)光从B点传到C点的时间； (2)CD与MN所成的角α. 图K12－3－9 【答案】(1)×10－9s　(2)30° 【解析】光路图如图． (1)光线在B点界面的入射角与折射角分别为θ1、θ2. 由数学知识得：sin θ1＝＝＝，θ1＝45° 由折射率n＝ 得sin θ2＝＝＝ 光在球体中传播的速度 v＝ BC间的距离 s＝2Rcos θ2 则光线在球中传播的时间 t＝＝＝×10－9s. (2)在C点折射角为β，根据光路可逆性得：β＝θ1＝45°　 由几何知识得： ∠COP＝π－θ1－∠BOC＝180°－45°－120°＝15° 因α＋∠COP＝β，得 α＝β－∠COP＝45°－15°＝30°.