2022版新高考一轮物理江苏专用课后练习：40　光的折射　全反射

课后素养落实（四十）光的折射全反射

建议用时：45分钟

［4组基础巩固练］

i.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正

确的是（）

A.此介质的折射率等于1.5

B.此介质的折射率等于近

C.当光线从介质射向真空中时，入射角大于60。时可发生全反射现象

D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30。时可能发生全反射现象

B［由题图及折射率定义得，〃=职第=/，选项A错，B对；当光线从介

质射向真空中时，发生全反射的临界角。满足sin。=:,解得C=45。，即入射角

大于等于45。时可发生全反射现象，选项C、D错。］

2.水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心I

区域有。光、8光射出，n区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是（）

A.a、方光从I区域某点倾斜射出时，a光的折射角小

B.在真空中，a光的波长小于方光的波长

C.水对a光的折射率大于对方光的折射率

D.水下力光不能射到图中H区域

A［根据题述可知，8光发生全反射的临界角较小，由sinC=，可知，水对b

光的折射率较大，对a光的折射率较小，。、8光从I区域某点倾斜射出时，a光

的折射角小，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，B错误；水下方光能射到题图中H区域，由于水下方光在题

图中n区域发生了全反射，n区域只有a光射出，D错误。］

3.如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上

的入射角为仇经折射后射出。、8两束光线。贝（）（）

A.在玻璃中，a光的传播速度大于方光的传播速度

B.在真空中，。光的波长小于分光的波长

C.在真空中，a光的波长大于方光的波长

D.玻璃砖对。光的折射率小于对b光的折射率

B［通过题图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖

对a光的折射率大于分光的折射率，选项D错误；a光的须率大于小光的频率，

波长小于方光的波长，选项B正确，C错误；由〃=£知，在玻璃中，a光的传播

速度小于万光的传播速度，选项A错误。］

4.（2021•江苏省新高考适应性考试）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.①B.②C.③D.④

C［根据折射定律〃=器算，«>1,解得八>口，所以折射光线

=2

向右偏折；根据折射定律〃=］，«„;n',解得八=

sin片sin「2

12,所以出射光线与入射光线平行。故选C。］

(D@③

5.(2020•武汉模拟)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面45M的单色光

从空气射向£点，并偏折到F点。已知入射方向与边A5的夹角为。=30。，E、F

分别为边43、的中点，则|()

A.该三棱镜对该单色光的折射率为由

B.光在F点发生全反射

C.光从空气进入棱镜，波长变长

D.从尸点出射的光束与入射到E点的光束可能平行

A［在E点作出法线可知入射角为i=60。，折射角为r=30。，由折射定律可

知折射率〃=号普=小，A正确；由sinC=：可知全反射的临界角大于30。，由光

路可知，在边5M上的入射角等于30。，小于全反射的临界角，故不会发生全反射，

B错误；根据公式〃=《=钓:=等，得2介=勺，可知光从空气进入棱镜，波长变

短，C错误；三棱镜两次折射使得光线都向4M边偏折，不会与入射到E点的光

束平行，D错误。］

6.(2018•江苏常州期末)在安静的夜晚钓鱼是一种乐趣。如图所示，平静湖面

岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边水面正上方加=0.9m的高度处，浮标。离岸

边尸点si=1.2m远，当鱼饵灯M与浮标的水平距离52=1.8m时，垂钓者恰好观

察到0挡住了M的像，已知水的折射率〃=/求：

(1)鱼饵灯离水面的深度h2;

(2)如果鱼饵被鱼拖着下沉，则被鱼饵灯照亮的水面范围将变大还是变小?

［解析］(1)作出折射光路图如图所示：

sini

由折射定律得〃=

sin7S2

yjhi+sl

解得：/i2=2.4mo

(2)当鱼饵灯发出的光恰好射出时，鱼饵灯与尸点的连线和竖直方向夹角为临

界角C,

则sinC=；

可知全反射的临界角一定，而tanC=》

可知人变大时，s变大；故鱼饵灯照亮的水面范围将变大。

［答案］(1)2.4m⑵变大

7.(2019•泰安二模汝口图为用一个折射率为〃=位的透明介质做成的四棱柱的

横截面图，其中NA=NC=90。，N5=60。。现有一条光线从图示的位置垂直入射

到棱镜的A5面上，请回答下列问题：

⑴画出完整的光路图，确定射出的光线。(标注好角的度数)

⑵为实现上述光路，该透明介质的折射率取值应该在什么范围？

［解析］(1)光路图如图所示。

(2)为满足和原光路图相一致，即必须满足在CD边能发生折射，A5边发生全

反射

即临界角30°<C^60°

由“=sinC可得，sin60°&”(sin30°

1\/3^n<2o

［答案］⑴见解析⑵|V5W〃<2

［8组素养提升练］

8.(2020•湖北八校二模)如图所示，若实心玻璃柱长L=40cm,宽d=4cm,

2

玻璃的折射率〃=忑,一细光束从玻璃柱的左端的正中心射入，则光最多可以在

玻璃柱中反射次；光在玻璃柱中传播的最长时间为(保留两位有效

数字，已知光在真空中传播速度c=3.0XIO,m/s)o

细光束/,L——:上

［解析］光束进入玻璃柱，在玻璃柱壁恰好发生全反射时，在玻璃柱中反射的

次数最多，所用的时间最长。

临界角。满足sin解得C=60。，

光路如图所示，

设在玻璃柱壁上两次反射之间沿轴线前进的距离为X,则x=dtanC=6.93

v

cm,光束从进入到第一次反射沿轴线前进不=3.47cm,

L~240-3.47

所以

N-l=x6.93=527

光最多可以在玻璃柱中反射N=6次；

光在玻璃柱中传播的最长距离s=sEc—m=0.46m,

2

光在玻璃柱中传播的最长时间可J^s=L8XW

［答案］61.8X10-9$

9.(2019•信阳市模拟)如图所示，半径为R、球心为。的玻璃半球置于半径为

R的上端开口的薄圆筒上，一束单色光。沿竖直方向从5点射入半球表面，。5与

竖直方向夹角为60。，经两次折射后，出射光线与50连线平行，求：

a

c

(1)玻璃的折射率；

(2)光射在圆筒侧面。点到半球下表面的距离CD。

［解析］(1)作出光经过玻璃半球的光路示意图如图所示。

根据折射定律可知

sin60°sinp

〃-sina-sin0

根据几何关系可知夕=60。

则有a=〃=30。，所以〃=小。

~OE+R

⑵根据以上几何关系可知2OEcos30。=/?,tan60°=——一,解得CD=

CD

小+1

R

3o

［答案］(1)73⑵片!

10.(2019•郑州二模汝口图所示，45CD是某种透明材料的截面，A3面为平面,

CD面是半径为R的圆弧面，。1。2为对称轴，一束单色光从。1点斜射到AB面上

折射后照射到圆弧面上E点，刚好发生全反射。已知单色光在A5面上入射角a

的正弦值为坐DO2I.CO2,透明材料对单色光的折射率为苧，光在真空中传播

速度为c,求：

⑴01。2与O2E的夹角0的大小；

(2)光在透明材料中传播的时间(不考虑光在BC面的反射)。(