第八章 课时跟踪练38 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（多选版 新教材 新高考）

课时跟踪练38　光的折射　全反射 基础应用练 1.(多选)(2022·河南郑州模拟)透明圆柱形玻璃杯中装有适量食用油和水，食用油浮于水之上。现将一根筷子竖直插入到玻璃杯左侧中，如图所示，则(　　) A．光从水进入食用油中，频率变大 B．光从食用油进入水中时可能会发生全反射 C．光在食用油中的传播速度小于在水中的传播速度 D．筷子从玻璃杯右侧竖直插入，筷子在食用油中的像向中轴线方向偏移 BC　解析： 频率是由波源决定的，光在任何介质中的传播频率是不变的，A错误；由题图可知，食用油的折射率大于水的折射率，根据全反射的条件可知，光从食用油进入水中时可能会发生全反射，B正确；食用油的折射率大于水的折射率，根据v＝可知，光在食用油中的传播速度小于在水中的传播速度，C正确； 如图为筷子竖直插入食用油玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观察者P处的一条光线，ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在B处由食用油中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角，根据光的折射规律可知，应有r>i ，所以观察者在P处看到的筷子A的像A′的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，D错误。 2．(2021·广东卷)如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到的光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式。 答案： 解析：由折射定律有n＝，光从P点射向外侧N点时，刚好发生全反射，则有sin θ＝＝。 3．(2022·全国乙卷)一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射(入射面在棱镜的横截面内)，入射角为i，经折射后射至AB边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当sin i＝时，恰好没有光线从AB边射出棱镜，且DE＝DA。求棱镜的折射率。 答案：1.5 解析：如图所示，当折射光线在AB边恰好不能射出时，在AB边上的入射角等于全反射临界角C0 DA＝DE，各个角度如图所示 由几何关系可知 α＝90°－C0 90°－r＋2α＝180° 解得r＝90°－2C0 由全反射知识得sin C0＝ 由折射定律有n＝ 代入sin i＝解得n＝1.5(n＝－舍去)。 4.(2022·全国甲卷)如图所示，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边上的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。 答案：　a 解析：光线在M点发生折射有sin 60° ＝n sin θ 由题意可知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则 sin C＝ C＝ 90° － θ 联立有tan θ＝ n＝ 根据几何关系有tan θ＝＝ 解得NC＝a－BN＝a－ 再由tan θ＝ 解得PC＝a。 素养提升练 5．(2022·山东潍坊二模)如图甲所示，倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶(直六棱柱)折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”。光线从冰晶的上底面进入，经折射后从侧面射出，当太阳高度角α增大到某一临界值时，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。简化光路如图乙所示，以下分析正确的是(　　) A．光线从空气进入冰晶后传播速度变大 B．红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小 C．若太阳高度角α等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为 D．若太阳高度角α等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为 D　解析：光在空气中的传播速度比在固体中的传播速度快，A错误；红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据v＝可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，B错误；光线发生全反射的示意图如图所示，若α＝30°，由几何关系得∠1＝60°，由折射定律得n＝，由全反射的临界条件得sin ∠3＝，又因为sin2∠3＋sin2∠2＝1，联立解得n＝，C错误，D正确。 6.(2021·浙江6月选考)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为90°，则(　　) A．光盘材料的折射率n＝2 B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度 D