“四翼”检测评价(17) 光的折射和全反射（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

“四翼”检测评价（十七） 光的折射和全反射 A组—重基础·体现综合 1．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则下列说法正确的是(　 ) A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 解析：选D　光从光密介质(水)进入光疏介质(空气)，当入射角小于临界角时，不会发生全反射，只要在没有发生全反射的区域，上面或侧面都有光射出，射出的光进入人眼，人就能看见小球，故A、B错误；光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不会发生改变，则小球所发的光从水中进入空气后频率不变，故C错误；根据n＝可得v＝，由于水对光的折射率大于空气对光的折射率，则小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大，故D正确。 2．(多选)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比(　 ) A．玻璃对a光的折射率较大 B．玻璃对a光的临界角较大 C．b光在玻璃中的传播速度较小 D．b光在玻璃中的传播时间较短 解析：选BC　作出光路图如图所示，由图可知a、b两入射光线的入射角i1＝i2，折射角r1＞r2，由折射率n＝知，玻璃对b光的折射率较大，A错误；设玻璃对光的临界角为C，由sin C＝可知，玻璃对a光的临界角较大，故B正确；光在介质中的传播速度v＝，则a光在玻璃中的传播速度较大，b光在玻璃中的传播速度较小，C正确；b光在玻璃中的传播速度小，且通过的路程长，故b光在玻璃中传播的时间长，D错误。 3．如图所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中，测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是(　 ) A．介质2相对介质1的相对折射率为 B．光在介质2中的传播速度大于光在介质1中的传播速度 C．介质1相对介质2来说是光密介质 D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象 解析：选A　光从介质1射入介质2时，入射角与折射角的正弦之比叫作介质2相对介质1的相对折射率，所以有n21＝＝，A正确；因n21为，可以得出介质2的绝对折射率大，由n＝可知，所以光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度，B错误；由θ1＞θ2可知，介质2相对介质1来说是光密介质，C错误；光从光密介质射入光疏介质时，有可能发生全反射现象，光从光疏介质射向光密介质时不能发生全反射，D错误。 4.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是(　 ) A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B．a光的频率大于b光的频率 C．在真空中a光的波长大于b光的波长 D．如果增大入射角，b光先发生全反射 解析：选B　根据光路可逆和折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A错误，B正确；根据波长λ＝，知a光的波长小于b光的波长，如果增大入射角，a光先发生全反射，故C、D项错误。 5． 如图所示，水深为H的池底有一半径为r的圆形光源，在水面上形成圆形光斑，已知水的折射率为n，真空中的光速为c，则光到达水面的最短时间为________，水面上形成的圆形光斑的半径为________。 解析：光在水中传播的速度v＝，当光竖直向上传播时间最短，最短时间t＝＝。设发生全反射的临界角为C，有：sin C＝，则水面光斑的半径为：R＝r＋Htan C＝r＋。 答案：　r＋ 6.(2023·三明高二检测)利用插针法可以测量水的折射率，其做法是，取一厚度可以忽略不计的圆形薄木片，在它的圆心处垂直插入一根较长的大头针，让圆形薄木片浮在水面上，调整大头针插入薄木片的深度，直至从水面上方的各个方向向水中观察，都恰好看不到水中的大头针。 (1)需要测量的物理量有哪些？写出物理符号和相应的物理意义。 (2)根据(1)中所测量的物理量写出水的折射率表达式。 解析：由题意知，大头针的下端的光线在木板的边缘处由水进入空气时，恰好发生全反射，此时入射角等于临界角C，如图所示。 根据n＝知，若要求折射率，需测量薄木片的半径R，大头针在水面下的长度h，可求得：n＝。 答案：(1)薄木片的半径R，大头针在水面下的长度h (2)n＝ B组—重应用·体现创新 7.(2022·河北高考)如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°。光在真空中的传播速度为c。求： (1)玻璃的折射率； (2)从光源S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。 解析：(1)如图甲所示，可知入射角与折射角分别为θ、2θ，因