课时跟踪检测（四十二） 光的折射、全反射

课时跟踪检测（四十二）光的折射、全反射1.如图所示，一束单色光从介质1射入介质2，在介质1、2中的波长分别为λ1、λ2，频率分别为f1、f2，则()A．λ1<λ2 B．λ1>λ2C．f1<f2 D．f1>f2解析：选B根据折射定律可知折射率小的介质光线与法线的夹角大，因此n1<n2，由n＝eq\f(c,v)，可得v1>v2，因为光从一种介质进入另一种介质时频率不变，即f1＝f2，根据v＝λf，可知波长与波速成正比，即λ1>λ2。2．如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A．① B．②C．③ D．④解析：选C根据折射定律有n＝eq\f(sini1,sinr1)，n>1，解得i1>r1，所以折射光线向右偏折；根据折射定律有n＝eq\f(sini2,sinr2)，r1＝r2，解得i1＝i2，所以出射光线与入射光线平行，故选项C正确。3．(2023·浙江1月选考)如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度θ入射，依次经AC和BC两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了α角，则α()A．等于90° B．大于90°C．小于90° D．与棱镜的折射率有关解析：选A做出光路图，标出各角度值分别为θ1、θ2、θ3、θ4、θ5，由几何关系可得：θ1＋θ2＝90°，θ1＝θ4，θ2－θ3＝45°，由于n＝eq\f(sinθ,sinθ1)＝eq\f(sinθ5,sinθ4)，得θ＝θ5，则α＝－(θ－θ1)－(180°－2θ2)＋(180°－2θ3)＋(θ5－θ4)＝90°，故A正确。4.(多选)a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路图如图所示。下列说法正确的是()A．由玻璃射向空气发生全反射时玻璃对a光的临界角较大B．玻璃对a光的折射率较大C．a光在玻璃中传播的波长较短D．b光的光子能量较大解析：选AD由光路图可知，a、b光入射角相同，在分界面上a光发生反射及折射，而b光发生全反射，可知b光的临界角小于a光的临界角，根据sinC＝eq\f(1,n)，知a光的折射率小于b光的折射率，故A正确，B错误；折射率越大，频率越大，波长越短，故b光的波长较短，C错误；b光的折射率大，知b光的频率大，根据E＝hν知，b光的光子能量较大，故D正确。5.右图是一段拉伸速度不均匀而形成的不合格光纤产品，呈圆台形。一单色光射到上边界O点并射出光纤，进入真空中时，入射角为30°，折射角为53°(sin53°＝0.8)，则()A．此光纤的折射率为0.625B．该单色光在光纤中的传播速度为1.875×108m/sC．减小单色光在O点的入射角可以提高光能传输效率D．同一单色光在此光纤内的全反射临界角比在圆柱形光纤中大解析：选B单色光的折射率n＝eq\f(sin53°,sin30°)＝1.6，A错误；光在介质中的速度大小为v＝eq\f(c,n)＝1.875×108m/s，B正确；如果要提高光的传输效率，就要减小光的折射，应增大单色光在O点的入射角，C错误；全反射临界角由折射率和介质决定，入射光和光纤材料不变，只是形状发生改变时，全反射临界角保持不变，D错误。6.(多选)水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，看到的现象如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。下列判断正确的是()A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B．在真空中，a光的波长大于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域解析：选AB根据题述，b光发生全反射的临界角较小，由sinC＝eq\f(1,n)，可知水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小，选项A正确，C错误；由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，选项B正确；水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，选项D错误。7.打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ保持在θ1＜θ＜θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是()A．若θ＞θ2，光线一定在OP边发生全反射B．若θ＞θ2，光线会从OQ边射出C．若θ＞θ1，光线会从OP边射出D．若θ＜θ1，光线会在OP边发生全反射解析：选D光线发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质时，入射角i大于临界角C，光线从题图所示位置入射，到达OP边时入射角i1＝eq\f(π,2)－θ，θ越小，i1越大，发生全反射的可能性越大，根据题意，要在OP边上发生全反射，应满足θ＜θ2，A、B错误。若光线在OP边上发生全反射后到达OQ边，入射角i2＝3θ－eq\f(π,2)，θ越大，i2越大，发生全反射的可能性越大，根据题意，要在OQ边上发生全反射，应满足θ＞θ1，C错误，D正确。8．(2022·广东高考)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为c，求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。解析：当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束，说明光恰好发生全反射，其临界角为C＝45°由sinC＝eq\f(1,n)，解得n＝eq\r(2)该激光在液体中的传播速度v＝eq\f(c,n)＝eq\f(\r(2),2)c。答案：eq\r(2)eq\f(\r(2),2)c9.如图所示，救生员坐在泳池旁边凳子上，其眼睛到地面的高度h0为1.2m，到池边的水平距离L为1.6m，池深H为1.6m，池底有一盲区。设池水的折射率为eq\f(4,3)。当池中注水深度h为1.2m和1.6m时，池底盲区的宽度分别是多少。解析：当池中注水深度h为1.2m，光路图如图所示根据几何关系知：sini＝eq\f(1.6,\r(1.22＋1.62))＝eq\f(4,5)，即i＝53°根据折射率可求得：sinr＝eq\f(sini,n)＝eq\