第八章 课时作业(21) 光的折射、全反射（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

课时作业(21)　光的折射、全反射 [基础应用] 1．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是(　　) A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光 D　解析：光的偏折程度大，说明折射率大，而折射率越大，说明光的频率越大．由题图知，a光偏折程度大于b，所以a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，只有选项D正确． 2．(2021·浙江舟山中学模拟)如图所示，平面上有一个厚度不计的发光圆环，半径为r，圆心为O.现用一个半径为R的透明半球盖住圆环(球心与圆环圆心重合)，若圆环发出的光能全部射出半球，则半球的折射率可能为(　　) A． B． C． D． B　解析：设恰好发生全反射如图 则临界角sin C＝ ＝，得n＝ ，若圆环发出的光能全部射出半球，说明球面不能发生全反射，则半球的折射率应小于 ，故A、C、D错误，B正确． 3.如图所示，一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中，现向薄玻璃杯内注入清水，保持观察方向不变，可能观察到的现象是(　　) B　解析：图为筷子在盛水后玻璃杯内的俯视图 A处为筷子，根据折射定律可知，ABP表示由筷子发出穿过玻璃杯壁的一条光线．A′是通过光线逆向看到的像，相对筷子往右偏离了一定距离．故A、C、D错误，B正确． 4．(2021·山东日照三模)折射率n＝2的透明材料做成的柱形光学元件，其横截面为图中的阴影部分ABC.AC是半径为R的四分之一圆弧，O为圆心，ABCO构成正方形．在O处有一点光源，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线．从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，则这部分光照射的圆弧的弧长(　　) A．πR B．πR C．πR D．πR A　解析：设该种材料的临界角为C，则sin C＝，解得C＝30°，如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF＝30°；同理，若沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则∠CDG＝30°，因此∠FDH＝30°，根据几何关系可得FH＝×2πR，解得FH＝·πR，故A正确，B、C、D错误． 5．(2021·河北高三月考)图示为一横截面为等腰梯形的容器，容器内装满了水．当一束平行单色光斜射到水面上且与水面的夹角θ＝37°时，恰好可以照射到整个底部，已知容器内水深h＝0.2 m，水面宽d0＝0.5 m，水的折射率为 ，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，光在真空中的传播速度c＝3×108 m/s.求： (1)容器底部的宽度； (2)光从水面折射后直接射到容器底部的时间(结果保留2位有效数字). 答案：(1)0.2 m　(2)1.1×10－9 s 解析：(1)根据折射定律有n＝ ，其中入射角为 i＝90°－37°＝53° 解得折射角为r＝37° 光恰好照射到整个底部，根据几何关系可知，容器侧面与水平方向的夹角为53°，则tan 53°＝ 解得x＝0.15 m 容器底部宽度d＝d0－2x＝0.2 m； (2)根据几何关系可知，光从水面射到底部通过的距离等于侧面的长度l，则有t＝ 其中l＝ 且光在水里的传播速度为v＝ 联立解得t＝1.1×10－9 s． [素养提升] 6．(2019·全国卷Ⅲ)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出． (1)求棱镜的折射率； (2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦． 答案：(1)　(2) 解析：(1)光路图如图所示． 光束在AB边上折射，由折射定律得 ＝n① 式中n是棱镜的折射率．由几何关系可知 α＋β＝60°② 由几何关系和反射定律得 β＝β′＝∠B③ 联立①②③式，并代入i＝60°得 n＝④ (2)设改变后的入射角为i′，折射角为α′，由折射定律得 ＝n⑤ 依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θc，且 sin θc＝⑥ 由几何关系得 θc＝α′＋30°⑦ 由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为 sin i′＝. 7．(2021·河北选考)将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置，圆心上下错开一定距离，如图所示，用一束单色光沿半径照射半圆柱体A，设圆心处入射角为θ，当θ＝60°时，A右侧恰好无光线射出；当θ＝30°时，有光线沿B的半径射出，射出位置与A的圆心相比下移h，不考虑多次反射，求： (1)半圆柱体材料对该单色光的折射率； (2)两个半圆柱体之间的距离d. 答案：(1)n＝　(2)d＝(h－) 解析：(1)光从半圆柱体A射入，满足从光密介质射向光疏介质，当θ＝60°时发生全反射