第8单元光的折射、全反射-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

第四章光 第8单元光的折射全反射 (时间：5分计满分：100分) 一，滋择题〔共10小愿.塔小题5分，共0分，) 1.光线山空气射人平同形废璃转行。又由废璃转财人空气，下列先路图可能符公实际的是( 第4题图 第5题国 第7题国 5,将一透明体平做于平整坐标报上。并在一端仪上光屏，如图（解视图）所乐，用微光平打于生标纸别 射该透明体右酬表面上的P点，两整人射光角虎，在光屏上仪出现了N.V裤个亮疑，属货透明体 对该强凳的折射率为 A号 n告 最，困为~本蓬种光”实粒暴置。长直开口透明塑料重内装有适量请本，在北在侧开一小孔，本从小孔 废出形成容由不散开的本废，用组红色董光束透过领料服水平财向该小孔，观察到敬光来教有完 全被限制在本瓷内传插，下列操作有局于徽光束完全被限制在水流内传播的是 第1题图 A,赠大该衡完的强度 成小被而高小孔的商度差 A.①②司 我①©① C,① 0.密①① 中2.为了夜同行年发会，复多公路约护拦上布安装有反光板，反光版是由实心透明材料 C,虞川顿米更低的酸觉 .收用适量煤裤 量成的转殊材约体，并不发光。如图所示为反光板的剂自图，由一个更形和多个等 腰直角三角形组成。当汽本灯允在直左侧距形用射时，要使光钱经右侧三角形边操 再次全反射后沿看相反的方向射回，反光板所用材料的折射率军少南为 A号 我2 0.2 5,如图甲为一种松测油深度的辅 第2道国 横计，该油量计竖直周定在油 人射先线 内，当人射光经直向下照射 右 时，通过成察桶上方的建形窗 第6题图 第书题图 口亮，暗再个民域可确定油量 工，（多盛）如图乐示，废璃球体半径为公，)为球心，A出为水平直径，M点是玻境的量高点，来自B点 国乙是结量计箱构周，它是一块 的完线D从D点财出，出材光慢平行于AB。已如∠ABD一0°，光在真空中的传播速度为，喇 解齿的透明根料。服售形的形 是一个等腰直角三角形，量右边 的繁传精好傲接触到油耗的底 A虎楚璃的折射率为点 能，已知透明型料的新射率小于 第3题图 L究线从：到D需用时迟 淮的折射率，则下列说法王确的是 A,透明量料的折射率成小于图 B塑料据宙和油的界面处发生全反射思规帝区 C若增大∠ABD,荆先线不可能在Dr段发生全反财现象 C,油量蜡加时，亮区在国麦大 D对于透明帮料和雏来说，油是光密命质 八若减小∠A#D,则从AD段赔出的光线均平行于AB 4,如图所示，S为位于体池联常的一点光源，当袜法性人军分水时，从泳池上方观张发现，截光激用是 8,某科材料制成的半周形透明砖平致在方格派上，得誉光束垂直于汇面射人，可以看两光束队网沉 的水面为一直轻等于韵圆形（域，若想止黄肌亮风城等面积增大，属可采取的方法是(） 面AC出材，滑A汇方向暖餐平移羡砖，在如图所不位置时，出射光束价好济失，该材料的折射率 A.向冰渔外挂水，被小水深 且将点充图摘成朝率更高的单色光 为 二.将水换成折射率比本大的某种液体 D将水换成折射率比水小的某种液体 A12 我1,4 C1.4 D1.8 77 78 9.(多选)我打有时候可以观察到太阳周围的明 《5)多次改交人射角，测得几相人射角餐折射角，根据树得的人射角和所射角的正蕊值，到自了如 亮光晕陶，如图甲所乐。这种光学理象是由太 用乙所尔的帽檬，由图幢河茂玻聘的折射率 阳光线在卷层云中的冰晶折射面产生的，为了 12.《10分》图甲为某种透明材科制虑的光学元 更好塘理解光量现象，我们将同题简亿为二峰 件。该元件是一个中闻有则柱体中室的立 可题，假设冰晶在二峰上可以看或一个正为 方体，其某一横截面如图乙所示，其中 边形且不考虑其色的反射，折射。如图乙， =2,中空属形单径为R。一束单色光（年 表示冰晶上的人财角，品表示经过第一个界丙 第蓝倒 面内从立方体面上的A点由空气中射人· 的折射角，成表尽光线离开冰品的新射角，园 人财角为，光束经折射后恰好与周相切于 及风表尽人射元线和出够光线之可的偏转角，若作细裂察光晕，能看到内外有不司颜色，分别为 B点。已知此林料对该单色光的析时率为 江色和蓝色，期以下说法中正确的是 2,直室中的光速为，求： 人射角成塘大，期出射角民塘大 以人射角易越大，期出射角（接小 1》人财角： 第12题图 .内侧为红色，外刚为营色 ).内侧为截色，务侧为打色 《2这单色壳从A到B经所的时间. 如图甲所示是由透明材料制成的半图性，一衡光束由真空沿着径向与A器成母角射人，对射出的 析财光线的强变陆角的空化近行记泰，得到的美氧如闭乙期后。周内是这种材料制规的透明 体，左州是半径为？的半树性桂，名侧是长为R,宾为2R的长方休一束单色光从左侧A点沿半径 方0与长边成3T角射人透明体，已知光在真室中的传播速度为2,37T一0.，©0s37了=0.8，下 列说扶正确的是 13.《14分》(2022·店点中争高二期中1如图所示，一玻踊砖的摆假面 为半圆形，)为周C,半径为R,MN为直径，P为M的中点，MN 光浅 与水平教餐的足够大的光屏平行，闻距为四3R。一单色用凳梨 沿面直于玻璃成上表面的方向从P点射人玻璃传，光从氢形表面 名有 上某点A射出后到达光屏上某点Q,已每玻璃丙对度亮的析触率 为一、2。求光束从M上的P点射人玻璃店后到达凳屏上Q点 777 第10题周 斯用的时闻《不等滤反射光，老在直必中的仍活速度为)。 A该透明材料的留界角为 弘该透明材料的折射率为1,5 第13题周 C,光在透明体中传播的路型为1 n光在透明体中传插的时间为轻 二，非选择共4小题，共50分，1 11.{10分)用阅氧状度璃砖量测定度璃拆射率的实 14.《10分》如图属承，+人夜同站在泡籍岸边的0点处，水面 验时，先在白纸上放好国属状暖精砖，在敲璃转 与岸平齐，在0点正前方的水下d一4m处有一点光源5。 的一侧整直场上两枚大头针严，、P:,然后在暖明 允那到岸的水平压离为士一3m,水面上藏凳阳亮的区域中。 停的另一侧表察，棋整视找使严的像被P的像 立46Y 到0点范离最大的点与O点间的距离为空m 指住，接着在限睛所在的一解勘周校大头针P 和，桂P持住P和P的檬，P指住P以 (1求德精中水的折射率： 及P和P的幢，在纸上标出大头针位置和图死 第11题图 2》若人佩睛到水平地在的高度A=1,4m:由)点白后退 第14题周 状玻璃转轮第，如图甲所示，北中O为两测汇测心，图中已面出经P,P:点的人射尤找 多大距离时给好看不到点光源5发出的光？ 1)在图甲上补国出所雷的光路。 (2)为了满出玻编的新割率，需要测量入剔角i在折射角了：请在图甲中的AB分界面上颗出这两个角。 (3)用斯测物理量计算折射率的公式为一 4》为了保任在汇面CD得到出射觉线，实验过图中，允线在汇面A非的入射角应适当（填 “小一北“尤新滑”或“大一些” 9第四章光 区域的面积减小，故A错误：将点光源换成频率更高的 第8单元光的折射全反射 单色光，水对光的折射率变大，根据smC=】知，临界 n 1,A解析：光由玻璃砖射向空气时，可能同时发生折射 和反射，且入射角小于折射角，①符合实际：光由玻璃射 角减小，根据1anC-品可知，藏光源愿亮的水面的直径 向空气时，可能发生全反射，②符合实际：光由空气射入 减小，被照亮区域的面积减小，故B错误：根据sinC= 玻璃时，一定发生折射和反射，且折射角小于入射角， 上可知，将水换成折射事比水大的某种液体，临界角C ③符合实际，④不符合实际。 2.B解析：光线经右侧三角形边缘两次全反射后沿着相 减小，根据1anC-品可知，被光源那亮的水面的直径减 反的方向射回，画出光路图，如图所示，在三角形一条边 小，被照亮区城的面积减小：将水换成折射率比水小的 处，入射角为i,反射角为0，由几何关系可知i=0=45°。 某种液体，临界角C增大，根据anC一品可知，被光源 设光线怡好发生全反射，则折射率川=m5=厄。 照亮的水面的直径增大，被照亮区域的面积增大，故C 错误，D正确。 5.B解析：由题意可知，亮斑N是由激光射到P点的光 直接反射形成的：而亮班M是由激光射到P点的光折 射后射到左侧表面，然后发生全反射射到M点形成的， 如图所示。则在P点，结合几何关系可知入射角的正 弦值sini=0.8,折射角的正弦值sinr=0.6,由光的折 射定律可知A一部88-言B正确A.CD错民。 第2题答图 3.D解析：光在透明塑料底部发生全反射时才能形成亮 区，即光不能从透明塑料板射向空气，此时透明塑料的 新射率>m行=厄，即洗明塑料的折射率立大于或 等于√2，故A错误：光在塑料锯齿和油的界面处发生折 光屏 M 射，光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，故B错误：油 第5题答图 量增加时，浸入到油中的塑料锯齿增多，则发生全反射 6.D解析：当光射向水与空气界面的入射角小于临界角 的光线减少，亮区范围变小，故C错误：透明塑料的折 时，光会没有完全被限制在水流内传播。增大激光的强 射率小于油的折射率，则对于透明塑料和油来说，油是 度，不会改变光在界面处的入射角，光在水流中仍不会 光密介质，D正确。 发生全反射，故A错误：减小液面离小孔的高度差，则 4.D解析：设临界角为C,h为水的深度，水面上形成的 从孔中射出的水流速度会变小，水流轨迹会变得弯曲， 光斑边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C, 激光在水和空气界面处的入射角会变小，光不会在界面 根搭几何关系知1anC-云，向泳湾外抽水，减小水深， 处发生全反射，故B错误：若政用频率更低的激光，增大 临界角C不变，被光源照亮的水面的直径减小，被照亮 了发生全反射时所需要的临界角，故光从水中射向空气 39 的入射角更加小于临界角，光在水流中更加不会发生全 10.D解析：由题图乙可知，当0=37°时，折射光线才开 反射现象，故C错误：若改用煤油，折射率变大，发生全 始出现，说明此时恰好发生全反射，即该透明材料的临 反射时所需要的临界角变小，光在水流中会出现全反射 界角为C=90°一37°=53°，A错误：根据全反射临界角 现象，故D正确。 公式mC,可得该透明材料的新射率1=1.25， 7.AB解析：由题图可知光线在D点的入射角为i=30°， B错误：因为临界角是53°，该透明体右侧长方体长度 sn7·敌n 折射角为r=60°，由折射率的定义得”=sim。 为8R,由几何知识可知光线在长方体中刚好发生三次 3,A正确；光线在玻璃球中的传播速度为=二= 全反射，光路图如图所示，设在长方体中光程为x,其 在长方体长边方向的投影为8R,且满足xcos37° 3C,由题图知BD=3R,所以光线从B到D需用时1 8R,解得x=10R,再加上在半圆柱中的光程R,故光在 BD_3迟，B正确：若增大∠ABD,则入射角增大，当光 透明体中传播的总路程为11R,C错误；光在透明体中 线射向DM段的M点时入射角最大，为45°，而临界角 的传播速度。=后，无在透明体中传善的时月1=1 满足sinC=1-82 _55R,D正确。 n3 2 sin45°，即C<45°，故光线可 4c 以在DM段发生全反射现象，C错误：∠ABD=i,由题 图知∠DOA=2i,只有当r=2i时，从AD段射出的光线 才早行于AB,又图为盟5，解得i=30,即要使出 射光线平行于AB,则入射角必为30°，即∠ABD必为 第10题答图 30°，D错误。 11.答案：见解析 8.A解析：画出激光束射向圆弧面ABC时恰好发生全 解析：(1)(2)连接P3、P,并反向延长交CD于一点，此 反射的光路图如图所示。则加0=口由几何关系知 交点为光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与 AB的交点为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即 sin =5 ,联立解得n=1.2,故A正确，B,C、D错误。 可作出玻璃砖中的光路，如图所示。 激光束 0 透明砖 第11题答图 第8题答图 (3)由折射定律可得n=sin sin y 9.BD解析：由折射定律n=sin可知，入射角日越大， (4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程 sin r 中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会 折射角越大，由几何关系可知，光射到出射界面的入射 使光线在CD面上发生全反射。 角越小，由折射定律可知，出射角越小，故A错误，B 正确：由于蓝光比红光折射率大，故偏折角大，所以内侧 (5)图线的斜率k=s加=，由题图乙可知斜事为 sin y 为蓝色，外侧为红色，故C错误，D正确。 1.5,即该玻璃的折射率为1.5。 40 12.答案：1)45°(2)6R 14.答案：11.25(2)号万m 解析：(1)由题意可知，入射角为0，由儿何知识可得折 解析：(1)设水面上被光照亮的区域中，到O点距离最 射角为r=30°，由折射定律可得 大的点为A点，作出由点光源S到A点的光线，如图 n=sin 0 甲所示，测C即为临界角，过点光源S作OA的垂线， sin r' 垂足为D。 解得0=45。 )0 (2)由几何知识可得xB=√(2R)2-R2=√3R, 根搭m=号可得光在该材料中的传播速度为0=二 所以，光从A到B经历的时问为1=腿=5R 甲 c 第14题答图 13.答案，32R 2c 由几何知识得 解析：如下图所示，作出光路图，设出射点处的入射角 DA=tan C.OA=DA+ 为a,折射角为B,由几何关系知： 又sinc= n M P 联立解得n=1.25。 (2)设人向后退到B点时怡好看不到点光源，设OB L,作出临界光线，如图乙所示。 777777n7777777777777777777☑ 0 光屏 0 第13题答图 1 sin a=PA=Rcos a. 设光在玻璃砖内的传插速度为，传播时间为1， 乙 又v= 第14题答图 由九何知识得simr一s0+方 3 则光在玻璃砖内传播的时间1=PA-nPA, 由折射定律得n=sin卫. 根据折射定律有n sin i sin a sin r' 由图知，AQ=d-PA cos(B-a)' 设光从A到Q所用时间为12，则2=AQ 联立解得L=号7m 第9单元光的干涉实验：用双缝干涉测量光的波长 由以上关系可求得光束从P点传播到Q点所用的时 1,D解析：光纤通信依据的原理是光的全反射，光导纤 间为1=t41十t2= 3√2R 2c 维内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的 41