假期必刷14 光的折射全反射-【快乐假期必刷题】2025年高二物理暑假作业必刷题

　　假期必刷１４　光的折射　全反射　　　　　　　　 １．光的折射和全反射的三个公式: (１)n＝ sinθ１ sinθ２ ; (２)n＝cv ;(３)sinC＝１n． ２．解题关键:准确作出光路图;充分运用几何 图形中的边角关系、三角函数、相似三角形 等知识． １．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“亮纹” ２．现在高速公路上的标志牌都 用“回归反光膜”制成,夜间 行车时,它能把车灯射出的 光逆向返回,所以标志牌上的字特别醒目． 这种“回归反光膜”是用球体反射元件制作 的．如图所示,一束单色光射入一玻璃球体, 入射角为６０°．已知光线在玻璃球内经一次 反射后,再次折射回到空气中时与入射光线 平行．此玻璃的折射率为 (　　) A．２　　　　　　　　B．１􀆰５　 C．３ D．２ ３．(２０２４􀅰重庆卷)某同学设计了一种测量液 体折射率的方案．容器过中心轴线的剖面图 如图所示,其宽度为１６cm,让单色光在此 剖面内从空气入射到液体表面的中心．调整 入射角,当反射光与折射光垂直时,测出竖 直器壁上的反射光点与液体表面的距离h, 就能得到液体的折射率n．忽略气壁厚度, 由该方案可知 (　　) A．若h＝４cm,则n＝ ３ B．若h＝６cm,则n＝４３ C．若n＝５４ ,则h＝１０cm D．若n＝３２ ,则h＝５cm ４．一束由红、蓝两单色光组成的 光以入射角θ由空气射到半圆 形玻璃砖表面的A 处,AB 是半圆的直径; 进入玻璃砖后分为两束,分别为AC、AD,它 们从A 到C 和从A 到D 的时间分别为t１ 和t２,则 (　　) A．AC是红光,t１ 小于t２ B．AC是蓝光,t１ 等于t２ C．在玻璃中单色光AC 的传播速度大于单 色光AD 的传播速度 D．若保持入射光束不变,把半圆形玻璃砖 稍向左移,则两束光不一定同时到达半 圆面 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７２ ５．(２０２４􀅰海南卷)一正三角形OPQ 玻璃砖, 某束光线垂直于OP 射入,恰好在PQ 界面 发生全反射,则玻璃砖的折射率 (　　) A．２ B．３ C．２ ３３ D．２ ６．如图所示,△ABC 为一玻璃 三棱镜的横截面,∠A＝∠B ＝３０°,一束单色光垂直长为L 的AB 边从 D 点射入,从AC 边上的E 点射出,其折射 角为６０°．若在AC 和BC 边所在的面都涂 上反射膜,同样的单色光垂直AB 边从D 点 射入,经反射膜反射后第一次射到AB 边的 F 点(图中未标出)．求: (１)玻璃对该单色光的折射率; (２)光线是否从F 点射出? 若射出,求F 点 与D 点间的距离;若不从F 点射出,请说明 理由． ７．(生活情境)如图,小伟学习 了光学后,在自己家门上开 了一个半径为１􀆰５cm 的圆 孔,圆孔正对门外走廊的中心线,门厚度为 ４cm,门外走廊的宽度为d＝２４３cm．他通 过小孔观察门外走廊墙壁,能够看到与小孔 在同一水平高度上距墙拐角最近的点是P 点;然后切割了一块高等于门厚度的圆柱形 玻璃,恰好镶嵌到小孔中,把圆孔补好,他通 过玻璃向外看同一墙壁,能看到距离墙拐角 最近的位置为P′点,P′点到墙拐角的距离 为L′＝９０cm,P、P′在同一水平高度．求: (１)P 点到墙拐角的距离L; (２)该玻璃的折射率． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８２ ７．ABD　[这两列波的波速由介质决定,波在同种介质传播, 所以波速相同,由于距离相同,所以两列波同时到达 M 点, 故 A正确;据波的传播特点可知,各质点的起振方向与波源 的起振方向相同,由题图可知,左边波向右传播,而右边的波 向左传播,依据上下坡法,那么它们起振方向相同,所以绳子 的两端点开始振动的方向相同,故 B正确;由于波的频率不 同,故两列波并不能发生稳定的干涉现象,因此两列波在 M 点相遇时,M 点的振动并不总是加强或减弱的,故 C错误; 当两波刚传到 M 点时,此时刻 M 点的位移为零,所以 M 点 的位移大小在某时刻可能为零,故 D正确．] ８．A　[根据多普勒效应,远离波源的接收者接到的频率变小, 靠近波源的接收者接收到的频率变大,则fA＞f０,fB＜f０, 故TA＜T０,TB＞T０,所以 ΔtA＜Δt０,ΔtB＞Δt０,故选 A．] ９．解析:(１)由图像得周期T＝０􀆰８s,波速v＝２５m/s,波长为λ ＝vT＝２５×０􀆰８m＝２m． (２)若波由a向b方向传播３４λ１＝０􀆰５m ,v１＝ λ１ T , 解得v１＝ ５ ６ m /s, 若波由b向a 方向传播, λ２ ４＝０􀆰５m ,v２＝ λ２ T , 解得v２＝２􀆰５m/s, (１＋１４ )λ３＝０􀆰５m, v３＝ λ３ T 解得v３＝０􀆰５m/s． 答案:(１)２m　(２)若波由a向b方向传播,波速为５６ m /s,若波 由b向a方向传播,波速为２􀆰５m/s或０􀆰５m/s 素养培优 １０．BD　[B．根据乙图知平衡位置与坐标原点距离为３m 米的 质点的振动方程y＝sin(ωt＋φ),代入点 ０,３２ æ è ç ö ø ÷ 和(２,０), 解得φ＝ π ３ ,ω＝５π６ ,可得T ＝２􀆰４s,f＝５１２Hz ,故B正确; 在题图甲中标出位移为 ３ ２cm 的质点 若波沿x轴正方向传播,则为Q 点,沿x 轴负方向传播则 为P 点,则波长可能为 １６λ＝３m ,即λ＝１８m,或 １３λ′＝３ m,即λ′＝９m,故 A错误;根据v＝λT ,可得v＝７􀆰５m/s, 或v′＝３􀆰７５m/s, 故 C错误;根据题图乙计算该质点在２s内运动的路程为s ＝ １＋１＋１＋１－ ３２ æ è ç ö ø ÷cm＝ ４－ ３２ æ è ç ö ø ÷cm 故 D正确．故选BD．] 假期必刷１４ 素养训练 １．C　[当光从水中射到空气泡的界面处时,一部分光的入射 角大于或等于临界角,发生了全反射现象;还有一部分光折 射到内壁然后再折射出去,所以水中的空气泡看起来比较 亮．故选项 C正确．] ２．C　[如图所示,为光线在玻璃球内的光 路图． A、C为折射点,B 为反射点,作OD 平行 于入射光 线,故∠AOD＝∠COD＝６０°, 所以 ∠OAB＝３０°,玻 璃 的 折 射 率n＝ sin６０° sin３０°＝ ３ ,故 C正确．] ３．B　[根据几何关系画出光路图,如图所示 标注入射角θ１,折射角θ２,根据折射定律可得 n＝sinθ１sinθ２ ＝xh ＝ ８cm h A．若h＝４cm,则n＝２,故 A错误; B．若h＝６cm,则n＝４３ ,故B正确; C．若n＝５４ ,则h＝３２５ cm ,故 C错误; D．若n＝３２ ,则h＝１６３cm ,故 D错误．故选B．] ４．B　[AC光的偏折程度比较大,则介质对AC 光的折射率比 较大,AC 光是蓝光．光在介质中的传播速度为v＝cn ,因此 在玻璃砖中单色光 AC 的传播速度小于单色光AD 的传播 速度,C错误;设AC光与法线的夹角为α,由速度公式可得 ２Rsinα＝vt,由 折 射 定 律 可 得 n＝sinθsinα ,联 立 解 得t＝ ２Rsinθ c ,由 此 可 知,AC 光 与 AD 光 的 传 播 时 间 相 等,B 正确,A 错 误;若 保 持 入 射 光 束 不 变,把 半 圆 形 玻 璃 砖 稍 向 左 移,入 射 角 不 变,则 两 束 光 一 定 同 时 到 达 半 圆 面,D 错 误．] ５．C　[如图所示根据几何关系可知光线 在PQ 界面的入射角为C＝６０°,根据全 反射的临界条件可得sinC＝１n ,解得n ＝２ ３３ ,故选 C．] ６．解析:(１)如图,设玻璃 对 该 单 色 光 的 折 射率为n,入射角为i,折射角为r＝６０°, 则i＝３０°,n＝sinrsini , 解得n＝ ３． (２)设该单色光的临界角为C,则sinC＝１n , sinC＝ ３３＜ ３ ２ , 所以C＜６０°． 在AC和BC 边所在的面都涂上反射膜,设光在AC 边的反 射角为r１,则r１＝i＝３０°, 则∠CEF＝６０°; 由于∠ACB＝１２０°, 所以EF 边平行于BC 边,设反射光射到AB 边的入射角为 i１,则i１＝６０°,i１＞C, 所以,光在AB 边发生全反射,光线不能从F 点射出． 答案:(１)３　(２)不能(理由见解析) 素养培优 ７．解析:(１)由题图知d１＝ d－２R ２ ＝１􀆰２m , 则有 d１ L＝ ２R h , 解得L＝１􀆰６m． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ６１１ (２)根据折射定律有n＝sinγsinθ , 其中sinθ＝ ２R (２R)２＋h２ ＝０􀆰６, sinγ＝ d１ d２１＋L′ ２ ＝０􀆰８,解得n＝４３≈１􀆰３３． 答案:(１)１􀆰６m　(２)１􀆰３３ 假期必刷１５ 素养训练 １．D　[在图甲中,利用光的干涉原理检测物体表面的平整度, 选项 A正确,不符合题意;在图乙中,内窥镜利用了光的全 反射原理,选项B正确,不符合题意;在图丙中,全息照片的 拍摄利用了光的干涉原理,选项 C 正确,不符合题意;在图 丁中,超声波测速仪利用多普勒效应原理测汽车速度,选项 D错误,符合题意．] ２．BC　[环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下 表面反射光干涉形成的,故 A 错误;绿光 波 长 比 红 光 波 长 短,若仅将红光改用绿光来照射,则条纹间距将变窄,故 B 正确;若仅换用曲率半径更大的凸透镜,则空气膜从内到外 厚度的变化变缓,条纹间距变宽,故 C正确;白光是复色光, 若仅用白光照射,看到的是彩色的环状条纹,故 D错误．] ３．C　[若单缝宽度变窄,则两种衍射条纹宽度都变宽,因为通 过的光变少,所以亮度变暗,A、B错误;甲、乙两束单色光, 经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽,说明乙光波长较 长,则在同一介质中乙光的折射率较小,根据v＝cn 可知,甲 光比乙光的传播速度小,C 正确;乙光的折射率较小,根据 sinC＝１n ,所以乙光的临界角较大,则甲光和乙光以相同的 入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定 是乙光,D错误．] ４．AD　[AB．根据光的反射对称性可知光源 S与平面镜中的 虚像距离为２a,根据条纹间距公式可知 Δx＝ldλ＝ l ２aλ ,故 A正确,B错误;C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗 糖溶液中,光的频率不变,根据λf＝c,v＝λ１f＝ c n ,其中c为 在真空中的光速,则λ１＝ λ n ,故 C错误;D．若将整套装置完 全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距 为 Δx,根据条纹间距公式有 Δx＝l２aλ２ ,可得λ２＝ ２aΔx l ,结 合 C选项的分析可知λ２＝ ２aΔx l ＝ λ n ,所以n＝ l２aΔxλ ,故 D 正确．] ５．BD　[自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动,且各个 方向振动的光波强度都相同,而偏振光在垂直于传播方向上 沿某个方向振动,A错误;自然光在水面反射时,反射光和折 射光的振动方向不同,但都是一定程度的偏振光,B正确;光 的偏振现象说明光是一种横波,C错误,D正确．] ６．C　[单色平行光垂直照射平板玻璃,上、下玻璃上表面的反 射光在上玻璃上表面发生干涉,形成干涉条纹,光程差为两 块玻璃距离的两倍,根据光的干涉知识可知,同一条干涉条 纹位置处光的波程差相等,即滚珠a的直径与滚珠b的直径 相等,即滚珠b合格,不同的干涉条纹位置处光的波程差不 同,则滚 珠 a的 直 径 与 滚 珠c的 直 径 不 相 等,即 滚 珠 c不 合格．] ７．B　[光源发射波长为６􀆰０×１０－７ m 的橙光时,光屏上的 P 点恰是第二级亮纹,当路程差是光波波长的整数倍时,出现 亮条纹,则有光程差 Δd＝２×６􀆰０×１０－７ m＝１２×１０－７ m, 现改用其他颜色的可见光做实验,路程差是半波长的奇数倍 时,出现暗条纹,光屏上的P 点是暗条纹的位置,那么λ２ 􀅰n ＝Δd＝１２×１０－７ m,(n＝１,３,５􀆺) 当n＝１时,则λ１＝２４×１０ －７ m,由ν＝cλ 可知,ν１＝ １􀆰２５×１０１４ Hz, 当n＝３时,则λ２＝８×１０ －７ m,由ν＝cλ 可知, ν２＝３􀆰７５×１０ １４ Hz, 当n＝５时,则λ３＝４􀆰８×１０ －７ m,由ν＝cλ 可知,ν３＝ ６􀆰２５×１０１４ Hz, 当n＝７时,则λ４＝３􀆰４２×１０ －７ m,依据ν＝cλ 可知,ν４＝ ８􀆰７７×１０１４ Hz,故B正确,A、C、D错误．] ８．C　[由题图看出,太阳光射入六角形冰晶时,a光的偏折角 小于b光的偏折角,由折射定律得知,六角形冰晶对a光的 折射率小于对b 光的折射率,由v＝cn 知b 光的传播速度 小,A错误;b光的折射率大,波长短,波动性弱,当用b光做 单缝衍射实验,要比用a光做中央亮纹条更窄,B错误;根 据 Δx＝ldλ ,a光的波长大于b 光的波长,所以a光相邻条 纹间距大,C正确;由临界角公式sinC＝１n 知a 光的临界角 大,D错误．] ９．C　[海市蜃楼是因为海面上上层空气的折射率比下层空气 的折射率要小发生全反射而形成的,所以 A 错误;由题图乙 可知a光的折射率较大,由v＝cn 可得在棱镜中a 光的波速 比b光的波速小,所以 B错误;根据条纹的间距公式 Δx＝ l dλ 知,绿光的波长比红光短,所以绿光的相邻亮条纹间距 比红光小,所以绿光的第一条亮条纹到O 点的距离变小,所 以P 点会下移,故 C正确;自然光穿过偏振片P 后,转动P, 光屏上亮度不变,故 D错误．] 素养培优 １０CD　[无线电波(电磁 波)在 真 空 中 的 传 播 速 度 与 光 速 相 同,保持不变,其速度与频率没有关系,故 A 错误;由公式c ＝λf可知λ＝cf ,频率变高,波长变短,衍射本领变弱,故 B 错误,C正确;无线电波(电磁波)频率越高,周期越小,相同 时间内可传递的信息量越大,故 D正确．] 假期必刷１６ 素养训练 １．解析:(１)根据光的折射定律,该玻璃砖的折射率n＝sin６０°sin４５° ＝ ６２． (２)玻璃 砖 逆 时 针 转 动 一 个 角 度 后,作 出 射 光 线 时 得 到 的 ∠P４OE 偏大,故折射率的测量结果偏大． 答案:(１)６２　 (２)偏大 ２．解析:(１)在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两 枚大头针P１ 和P２,确定入射光线,然后插上大头针P３,使 P３ 挡住P１、P２ 的像,再插上大 头 针 P４,使 P４ 挡 住 P３ 和 P１、P２ 的像,从而确定出射光线．故选B、D． (２)设入射角为α,折射角为β,根据折射定律得n＝ sinα sinβ ,根 据几何关系有:对于sinα＝DER , sinβ＝ GF R , 折射率n＝sinαsinβ ＝DEGF． 答案:(１)BD　(２)DEGF 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７１１