第十三章 光学-【高考领航】2024高考物理大一轮复习课时作业word（新教材，人教版）

限时规范训练(43)　光的折射　全反射 [基础巩固题组] 1.(2022·浙江卷)如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是(　　) A.气泡表面有折射没有全反射 B.光射入气泡衍射形成“亮斑” C.气泡表面有折射和全反射 D.光射入气泡干涉形成“亮斑” 解析：C　光线从水进入气泡时，是从光密介质进入光疏介质，满足发生全反射的条件，即气泡看起来很明亮的原因是气泡表面有折射和全反射，A错误，C正确；该现象与干涉和衍射无关，B、D错误。 2.(多选)如图所示的是在四川景区九寨沟拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影，水面下的景物则根本看不到。下列说法正确的是(　　) A.远处山峰的倒影非常清晰，是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射 B.光从空气射入水中，光的波速变小，波长变小 C.远处水面下景物的光线射到水面处，入射角较大，可能发生了全反射，所以看不见 D.来自近处水面下景物的光射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中 解析：BC　远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生，故A错误；光线由空气射入水中，光的波速变小，频率不变，由波速公式v＝λf知波长变小，故B正确；远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于或等于全反射临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故C正确；近处水面下景物的光射到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，射出水面而进入人眼睛中的能量越多，故D错误。 3．如图所示为长方形玻璃砖一横截面ABQD，BQ边长为L，一束单色光从AB边上的P点进入玻璃砖，在AD边上的某点恰好发生全反射后从Q点射出。已知玻璃砖对这种单色光的折射率为n，光在真空中的传播速度为c，则单色光在玻璃砖中通过的时间为(　　) A.　 B.　　 C.　 D. 解析：A　根据折射率公式得sin C＝，n＝，单色光在玻璃砖中通过的光程为s＝＝nL，则单色光在玻璃砖中通过的时间为t＝＝，故选A。 4.(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。 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，各个角度如图中所示。 由几何关系可知 α＝90°－C 90°－r＋2α＝180° 解得r＝90°－2C 由全反射知识得sin C＝ 由折射定律有n＝ 代入sin i＝解得n＝1.5。 答案：1.5 5.(2022·河北卷)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S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。 解析：(1)根据题意将光路图补充完整，如图所示。 根据几何关系可知i1＝θ＝ 30°，i2＝60° 根据折射定律有nsin i1＝sin i2 解得n＝。 (2)设全反射的临界角为C，则sin C＝＝，光在玻璃球内的传播速度有v＝ 根据几何关系可知当θ＝45°时，即光路为圆的内接正方形，从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间最短，则正方形的边长x＝R 则最短时间为t＝＝。 答案：(1)　(2) [能力提升题组] 6.(多选)如图所示，一由玻璃制成的直角三棱镜ABC，其中AB＝AC，该三棱镜对红光的折射率大于。一束平行于BC边的白光射到AB面上，光束先在AB面折射后射到BC面上，接着又从AC面射出。下列说法正确的是(　　) A.各色光在AB面的折射角都小于30° B.各色光在BC面的入射角都大于45° C.有的色光可能不在BC面发生全反射 D.从AC面射出的有色光束中红光在最上方 解析：AB　设光在AB面的折射角为α，由折射定律知，＞，解得sin α＜，即各色光在AB面的折射角都小于30°，选项A正确；由几何关系知，各色光射向BC面时，入射角都大于45°，选项B正确；由临界角公式sin C＝知，各色光全反射的临界角都小于45°，各色光都在BC面发生全反射，选项C错误；从AC面射出的光束一定平行于BC边，由于红光射向BC面时的入射角最大，故红光射到AC面时处于最下方，选项D错误。 7．(2022·山东卷)柱状光学器件横截面如图所示，OP右