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微练(三十六) 光的折射 全反射
一、单项选择题
1.某种介质对空气的折射率是,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质) ( )
解析 由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sin C==,得C=45°<60°,故在两介质的界面上会发生全反射,只有反射光线,没有折射光线,故D项正确。
答案 D
2.玻璃中有一个球形气泡,一束平行光射入气泡,下列光路图中正确的是 ( )
A B
C D
解析 由光的折射定律知,光从玻璃进入空气时折射角大于入射角,从空气进入玻璃时折射角小于入射角,所以B项正确。
答案 B
3.做测定玻璃折射率实验时,用他们测得的多组入射角i与折射角r作出sin i-sin r图像如图所示,则下列判定正确的是 ( )
A.光线是从玻璃射入空气的
B.该玻璃的折射率约为0.67
C.该玻璃的折射率约为1.5
D.该玻璃置于空气中时临界角约为45°
解析 光从光疏介质进入光密介质,入射角大于折射角,由图像知入射角的正弦值大于此时对应折射角的正弦值,所以入射角大于折射角,可知光从空气射入玻璃,根据折射定律n=,结合图像可得n==≈1.5,所以该玻璃的折射率约为1.5,故A、B项错误,C项正确。该玻璃置于空气中时,临界角满足sin C==<sin 45°=,所以该玻璃置于空气中时临界角小于45°,故D项错误。
答案 C
4.三块不同的透明材料叠加构成一体,一单色光在其中的传播路线如图所示,该单色光在三块材料的传播速度依次为v1、v2、v3,下列关系式中正确的是 ( )
A.v1>v2>v3 B.v3>v1>v2
C.v3>v2>v1 D.v2>v1>v3
解析 根据n=可知n1<n2<n3,根据v=知,光在折射率较小的介质中传播速度较大,故v1>v2>v3,A项正确。
答案 A
5.在一个月光明媚的夜晚,姚同学站在湖边看到了水里的月亮X1,后来他又潜入水中,往水面上方观察,又看到了月亮X2。设水中无杂质,周围无光源,水面平静,下面的说法中正确的是 ( )
A.看到X1属于光的反射现象,X1的位置与同学的位置无关
B.看到X1属于光的折射现象,X1的位置与同学的位置有关
C.看到X2属于光的反射现象,X2的位置与同学的位置有关
D.看到X2属于光的折射现象,X2的位置与同学的位置无关
解析 看到X1属于光的反射现象,X1的位置与月亮关于水面对称,与同学的位置无关,A项正确,B项错误;看到X2属于光的折射现象,折射成像的位置与入射角有关,即与同学的位置有关,C、D两项均错误。
答案 A
6.截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜,这种棱镜在光学仪器中广泛用于改变光的传播方向。如图所示,一激光笔发射出一束光线从CE边上的P点射入棱镜,P点离C点距离为CE边长的,入射光方向可调,强度不变。现使入射光从垂直于DE方向顺时针逐渐旋转到垂直于CE方向,已知此棱镜的折射率为,CD边长为L,不考虑光在CE边的反射光线,在此过程中以下说法正确的是 ( )
A.入射光射入棱镜后可能从CD边射出
B.垂直于DE方向入射的光线在Р点的折射光线和反射光线的夹角为120°
C.垂直于CE方向入射的光线在棱镜中的时间为
D.随着入射光线的旋转,从DE边反射光线的强度越来越强
解析 作出垂直于DE方向入射和垂直于CE方向入射的光线光路图,由于棱镜的折射率为,所以光线在棱镜内到空气中的临界角满足sin C==,所以垂直于CE方向入射的光线会在CD边和DE边发生全发射,不会从CD边出射;垂直于DE方向入射的光线,在CE边发生折射,由折射定律知n==,得折射角为30°,折射光线在CD边的入射角为60°>45°,发生全发射,不会从CD边出射,故A项错误;由几何关系知,垂直于DE方向入射的光线在Р点的折射光线和反射光线的夹角为60°+45°=105°,B项错误;垂直于CE方向入射的光线在棱镜中的光程为s,由几何关系得s=L,光在棱镜中的速度为v==,则垂直于CE方向入射的光线在棱镜中的时间为t== ,C项错误;随着入射光线的旋转,光线在DE边的入射角越来越大,折射光强度越来越小,从DE边反射光线的强度越来越强,D项正确。
答案 D
7.(2023·高三学业质量评价T8联考)光总是走时间最短的路径。我们在生活中如果也类比光的传播路径行动,会最快到达目的地。如图甲,你以恒定的速率从A点到B过程中需要到河边取一下水,则类比光的反射路径时间最短。如图乙,小明在海滩上A处发现小张在海中B处呼救,已知小明在海滩上奔跑的速度为v1,在海水里游泳的速度为v2,v1>v2,那么小明应该沿图乙中哪条路线去救人用时最短 ( )
A.沿路线①,=,θ1、θ2分别为路线与海岸线的夹角
B.沿路线②,