物理高教版《一课一练》第28练-光的折射和全反射 课后作业（原卷版+解析版）

编写说明：基于中职学生物理知识能力普遍薄弱的学情特点，我们始终坚持“以生为本”的教育理念，深度融合支架式教学理论，系统剖析近三年高考真题命题规律，匠心打造了契合高考命题特色的高教版物理《一课一练》（通用类）系列专辑。本专辑共34练，每个主题均配有章节测验。 本卷为高教版《物理》第28练，内容是主题六光现象及其应用第一节光的折射和全反射。 高教版《物理》通用类 第28练 主题六 光现象及其应用 光的折射与全反射 一课一练 1、 选择题 1．完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（   ） A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大 B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小 C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射 D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射 2．如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则（    ） A．激光在甲中的频率大 B．激光在乙中的频率大 C．用甲时全反射临界角大 D．用乙时全反射临界角大 3．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（    ） A．深紫外线进入液体后传播速度变大 B．传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长 C．深紫外线光子的能量在液体中更大 D．深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率 4．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（　　）    A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．遇到障碍物时，a光更容易发生明显的衍射现象 C．该透明材料对这两种光的折射率 D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大 5．如图所示，正方形为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出的单色光经M点射入该冰面内，入射角为，但具体角度值无法测量，光线在边上的点射出，连线的延长线与边交于点，已知和的长度，根据以上信息（    ） A．不能求得冰块折射率 B．光线进入冰块中传播时频率变小 C．减少角，光线在边可能会发生全反射 D．无论怎么改变角，光线在边都不可能会发生全反射 6．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（    ） A．在冰晶中，光的传播速度较大 B．用光照射某金属能发生光电效应，改用光照射也一定能发生 C．用同一装置做双缝干涉实验光的条纹间距比光的窄 D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大 7．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为、两束单色光，光路图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．光在玻璃中的折射率较大 B．光在玻璃中的传播速度较大 C．光和光从空气进入玻璃后频率都会增大 D．若增大入射角，光可能会发生全反射 8．如图所示，玻璃砖的上下表面相互平行，一束单色光从玻璃砖的上表面斜射入玻璃砖，经折射后从下表面射出，调整光线的入射角，则光线（    ） A．只可能在玻璃砖的上表面发生全反射 B．只可能在玻璃砖的下表面发生全反射 C．在玻璃砖上下表面均有可能发生全反射 D．在玻璃砖上下表面均不可能发生全反射 2、 填空题 9．单色光从某种介质斜射向空气时，在介质中的入射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）在空气中的折射角；如图所示，当该单色光与分界面的夹角为60°时，在空气中的折射光线恰好消失，则该单色光在此介质中的折射率n= （保留两位有效数字）。 10．如图，一细束复色光射向平行板玻璃砖后，分散成两束单色光a和b，则玻璃对a光的折射率 （选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对b光的折射率；在该玻璃中传播时，a光的传播速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）b光的传播速度。 11．某同学实验中作出光路图如图所示，在入射光线上任取一点A，过A点做法线的垂线，B点是垂线与法线的交点。O点是入射光线与aa′界面的交点，C点是出射光线与bb′界面的交点，D点为法线与bb′界面的交点。则实验所用玻璃的折射率n＝ （用图中线段表示）。 12．如图所示，一横截面为半圆柱形的玻璃砖，圆心为O，半径为R．某一单色光垂直于直径方向从A点射入玻璃砖，折射光线经过P点，OP与单色光的入射方向平行，且A到O的距离为，P到O的距离为，则玻璃砖对单色光的折射率为 ． 3、 .解答题 13．在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R，在液面上方可以观察到有光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）液体对该光的折射率n； （2）射出的光线在液体中传播的最短时间。 14．如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC。其中∠C=30°，AB边长为L。一束单色光从AB边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在AC面发生全反射，最后从BC边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为c。 （i）作出光路图并求出玻璃砖的折射率n； （ii）求单色光在玻璃砖中传播的时间t。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 编写说明：基于中职学生物理知识能力普遍薄弱的学情特点，我们始终坚持“以生为本”的教育理念，深度融合支架式教学理论，系统剖析近三年高考真题命题规律，匠心打造了契合高考命题特色的高教版物理《一课一练》（通用类）系列专辑。本专辑共34练，每个主题均配有章节测验。 本卷为高教版《物理》第28练，内容是主题六光现象及其应用第一节光的折射和全反射。 高教版《物理》通用类 第28练 主题六 光现象及其应用 光的折射与全反射 一课一练 1、 选择题 1．完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（   ） A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大 B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小 C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射 D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射 【答案】C 【详解】AB．光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB错误； CD．如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ，根据几何关系有 则可得出光线2的θ大于光线1的θ，故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C正确、D错误。 故选C。 2．如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则（    ） A．激光在甲中的频率大 B．激光在乙中的频率大 C．用甲时全反射临界角大 D．用乙时全反射临界角大 【答案】D 【详解】AB．激光在不同介质中传播时，其频率不变，故AB错误； CD．根据，甲的折射率比乙的大，则用乙时全反射临界角大，故C错误，D正确。 故选D 。 3．光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（    ） A．深紫外线进入液体后传播速度变大 B．传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长 C．深紫外线光子的能量在液体中更大 D．深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率 【答案】B 【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度，深紫外线进入液体后传播速度变小，A错误； B．设传播距离，在真空中的时间 在液体中所需的时间 故B正确； C．深紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，C 错误； D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D错误。 故选B。 4．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（　　）    A．在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．遇到障碍物时，a光更容易发生明显的衍射现象 C．该透明材料对这两种光的折射率 D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大 【答案】A 【详解】AC．根据折射定律 可知该透明材料对这两种光的折射率 根据 可知在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确，C错误； B．波长越长时，越容易发生明显衍射现象，b光波长较大，更容易发生明显的衍射现象，故B错误； D．根据临界角与折射率的关系 可知，b光的临界角较大，故D错误。 故选A。 5．如图所示，正方形为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出的单色光经M点射入该冰面内，入射角为，但具体角度值无法测量，光线在边上的点射出，连线的延长线与边交于点，已知和的长度，根据以上信息（    ） A．不能求得冰块折射率 B．光线进入冰块中传播时频率变小 C．减少角，光线在边可能会发生全反射 D．无论怎么改变角，光线在边都不可能会发生全反射 【答案】C 【详解】A．作出如图所示的光路图，可知其折射率 可得 A错误； B．光的传播频率与传播介质无关，即频率不变，B错误； CD．减小角时，折射角随之减小，但对应边的入射角却逐渐变大，当边的入射角大于其对应的临界角时，便可发生全反射，C正确，D错误。 故选C。 6．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（    ） A．在冰晶中，光的传播速度较大 B．用光照射某金属能发生光电效应，改用光照射也一定能发生 C．用同一装置做双缝干涉实验光的条纹间距比光的窄 D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较大 【答案】D 【详解】A．由题图可知a光的偏折程度比b光的偏折程度小，易知冰晶对b光的折射率比对a光的折射率大，根据 知在冰晶中，b光的传播速度较小，故A错误； B．因为b光的折射率比对a光的折射率大，即b光的频率比a光的大，所以a光的频率可能小于金属的极限频率，不一定能发生光电效应，故B错误； C．因为b光的折射率比对a光的折射率大，即b光的频率比a光的大，则b光的波长比a光的小，根据 b光波长小，则b光条纹间距更小，故C错误； D．同种玻璃对a光的折射率比对b光的折射率小，根据 可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D正确。 故选D。 7．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为、两束单色光，光路图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．光在玻璃中的折射率较大 B．光在玻璃中的传播速度较大 C．光和光从空气进入玻璃后频率都会增大 D．若增大入射角，光可能会发生全反射 【答案】A 【详解】A．由光路图和折射定律可知，故A正确； B．，在玻璃中的传播速度b光更大，B错误； C．a、b光进入玻璃后频率不会发生改变，C错误； D．而光从光疏到光密，不会发生全反射，D错误。 故选A。 8．如图所示，玻璃砖的上下表面相互平行，一束单色光从玻璃砖的上表面斜射入玻璃砖，经折射后从下表面射出，调整光线的入射角，则光线（    ） A．只可能在玻璃砖的上表面发生全反射 B．只可能在玻璃砖的下表面发生全反射 C．在玻璃砖上下表面均有可能发生全反射 D．在玻璃砖上下表面均不可能发生全反射 【答案】D 【详解】发生全反射的条件是从光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角。在玻璃砖的上表面是从空气射入玻璃，所以不可能在玻璃砖的上表面发生全反射；在玻璃砖的下表面，其入射角和在上表面的折射角相等，根据光路可逆可知，在玻璃砖的下表面射出的光线其折射角等于在上表面的入射角，所以也不可能在下表面发生全反射。 故选D。 2、 填空题 9．单色光从某种介质斜射向空气时，在介质中的入射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）在空气中的折射角；如图所示，当该单色光与分界面的夹角为60°时，在空气中的折射光线恰好消失，则该单色光在此介质中的折射率n= （保留两位有效数字）。 【答案】 小于 2.0 【详解】[1]根据 折射率大于1，可知，单色光从某种介质斜射向空气时，在介质中的入射角小于空气中的折射角； [2]当该单色光与分界面的夹角为60°时，在空气中的折射光线恰好消失，可知临界角为 C=90°-60°=30° 根据 解得 n=2.0 10．如图，一细束复色光射向平行板玻璃砖后，分散成两束单色光a和b，则玻璃对a光的折射率 （选填“大于”“等于”或“小于”）玻璃对b光的折射率；在该玻璃中传播时，a光的传播速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）b光的传播速度。 【答案】 大于 小于 【详解】[1]由图可知，单色光a的偏折程度较大，所以玻璃对a光的折射率大于玻璃对b光的折射率。 [2]根据 可知，在该玻璃中传播时，a光的传播速度小于b光的传播速度。 11．某同学实验中作出光路图如图所示，在入射光线上任取一点A，过A点做法线的垂线，B点是垂线与法线的交点。O点是入射光线与aa′界面的交点，C点是出射光线与bb′界面的交点，D点为法线与bb′界面的交点。则实验所用玻璃的折射率n＝ （用图中线段表示）。 【答案】 【详解】玻璃的折射率 12．如图所示，一横截面为半圆柱形的玻璃砖，圆心为O，半径为R．某一单色光垂直于直径方向从A点射入玻璃砖，折射光线经过P点，OP与单色光的入射方向平行，且A到O的距离为，P到O的距离为，则玻璃砖对单色光的折射率为 ． 【答案】【答题空1】 【详解】光路如图所示： 根据几何关系可得，光从半圆柱形玻璃砖射出时，入射角为300，折射角为600 根据光的折射定律： 即玻璃的折射率为 3、 .解答题 13．在某种透明液体中有一单色点光源，光源距液面的距离为R，在液面上方可以观察到有光射出的部分是半径为R的圆面。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）液体对该光的折射率n； （2）射出的光线在液体中传播的最短时间。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由题意可得，该单色光在液面发生全反射时的临界角为 液体对该光的折射率为 （2）该单色光在液体中的传播速度为 当光的路程最短时，射出的光线在液体中传播的最短时间 14．如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC。其中∠C=30°，AB边长为L。一束单色光从AB边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在AC面发生全反射，最后从BC边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为c。 （i）作出光路图并求出玻璃砖的折射率n； （ii）求单色光在玻璃砖中传播的时间t。 【答案】（i）；（ii） 【详解】（i）根据题意，作出光路图如图所示 由几何关系可知，光在AC面上的入射角α=60°，由于光在AC面恰好发生全反射故临界角 C=α=60° 玻璃砖的折射率 解得 （ii）由光路图和几何关系可得 DE=L，EF=L 单色光在玻璃砖中通过的路程为 s=DE+EF= 单色光在玻璃砖中的传播速度 所以单色光在玻璃砖中传播的时间 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$