适用于新高考新教材浙江专版2025届高考物理一轮总复习第13单元光学作业33光的折射全反射新人教版

作业33光的折射、全反射A组基础达标微练一全反射现象的理解及应用1.(2024浙江桐乡一中月考)如图所示的风景照片中,湖水澄澈见底,近处湖面水下的景物都看得很清晰,而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影,水面下的景物则根本看不到。下列说法正确的是()A.水下的石头看起来的深度比实际深一些B.彩虹的成因是光的衍射C.远处对岸山峰和天空彩虹的倒影特殊清晰,是由于光的干涉所引起的D.远处水面下景物看不到,是由于光线发生了全反射2.如图甲所示,一种检测油深度的油量计竖直固定在油桶内,当入射光竖直向下照耀时,通过视察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图,它是一块锯齿形的透亮塑料,锯齿形的底是一个等腰直角三角形,最右边的锯齿刚接触到油桶的底部,已知透亮塑料的折射率小于油的折射率,则下列说法正确的是()A.透亮塑料的折射率应小于2B.塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区C.油量增加时,亮区范围变大D.对于透亮塑料和油来说,油是光密介质微练二折射定律与全反射综合3.(2024浙江嘉兴高三一模)某同学将半圆形透亮砖平放在方格纸上,用激光笔将激光束垂直于AC面射入,可以看到光束从圆弧面ABC出射,缓慢平移激光束,在如图所示位置时,出射光束恰好消逝,则该透亮砖材料的折射率为()A.1.3 B.1.4C.1.6 D.1.94.(多选)(2024浙江宁波高三二模)如图所示,两块完全相同的半圆形玻璃砖的圆心分别为O1和O2,两直径平行且拉开一段距离d,现让一细光束沿玻璃砖A的半径方向入射,并从O1出射后入射到玻璃砖B。设入射方向与直线O1O2的夹角为i,已知玻璃砖的折射率为1.5,忽视光在每种介质中的二次反射,下列说法正确的是()A.i确定,变更d,玻璃砖B圆弧面的出射光线与入射光线始终平行B.i确定,变更d,光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射C.d确定,变更i,始终有光束从玻璃砖A的圆弧面出射D.d确定,变更i,光束可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射B组综合提升5.(2024浙江温州高三一模)如图所示,ABCD是底角为45°的等腰梯形的棱镜横截面,与底边BC平行的两束单色光a、b(间距可调)从AB边射入,经BC边反射从CD边射出(图中未画出)。已知棱镜对a、b两束光的折射率满意na>nb>2,下列说法正确的是()A.a、b两束光不行能从CD边同一位置射出B.a光从CD边射出位置确定离底边BC更近C.b光从AB边射入到CD边射出时间确定更短D.a、b两束光从AB边射入到CD边射出时间可能一样长6.(2024浙江东阳高三三模)如图所示,半径为R的半圆形透亮介质材料固定在地面上,AB面垂直地面,在地面上有一单色点光源P,发出两束光线,分别射向圆心O和圆弧上与O在同一高度的C点,两束光从AB面出射后恰好平行,已知PA=43R,光在真空中传播速度为c。下列说法正确的是(A.光在此介质中的传播速度为0.75cB.从AB面出射的两束平行光间距为0.75RC.若光源P向左移动距离23R时,从ABD.若光源P向右移动23R过程中,两束光都可能在AB7.(2024浙江Z20名校协作体高三二模)如图甲所示,O点是一半径为R的匀质玻璃半球体的球心,平面水平放置,有一束光线从距离O点为r=33R的P点入射至玻璃半球内,光线与竖直方向的夹角为θ,当θ=0°时间线恰好在球面发生全反射,若只考虑第一次射到各表面的光线,则(A.玻璃的折射率为3B.若要使光线从球形表面出射后恰好与入射光平行,则θ=30°C.变更夹角θ,光线在半球中传播的最长时间为(D.如图乙所示,若半球球面区域均有光线竖直向下入射,则平面有光出射的面积为(2+2)8.人工锆石的折射率介于一般玻璃和钻石之间,通常用来代替钻石做成“物美价廉”的饰品。现有一块等腰三棱镜形态的人工锆石材料,如图所示。已知AB=BC=a,∠B=120°,一束激光垂直于AB边由D点入射,BD=14a,在AC面上恰能发生全反射,并由BC面的E点(图中未画出)射出,已知光在真空中的速度大小为c,求(1)该人工锆石的折射率n;(2)光在该人工锆石中的传播速度大小;(3)激光在材料中由D到E的传播时间t。参考答案第十三单元光学作业33光的折射、全反射1.D解析水下石头反射的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得石头位置变浅了,所以水下的石头看起来的深度比实际浅一些,故A错误;彩虹的成因是光的折射,故B错误;远处对岸山峰和天空彩虹的倒影特殊清晰,是由于光在水面上发生了反射,故C错误;远处水面下景物的光线射到水面上,入射角很大,当入射角大于等于临界角时间线不能射出水面,因而看不见,故D正确。2.D解析如图所示光由上面射入塑料板中,在直角部分发生全反射时上面看起来才会光明,光从透亮塑料板射向空气,此时发生全反射的条件是折射率n>1sin45°=2,即透亮塑料的折射率应大于2,故A错误;光从塑料锯齿和油的界面处发生折射,光线射向油中,在矩形窗口形成暗区,故B3.B解析画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的光路图如图所示则由图可得sinα=57,所以折射率为n=1sinα4.BCD解析依据题意作出光路如图甲所示甲i确定,变更d,依据折射定律可知变更d前后入射光线平行,出射光线不平行,故A错误;i确定,变更d,如图乙所示乙角α不变,d越大入射角θ越大,θ越接近等于α,而α>i,故d变大,θ有可能大于i,可知θ有可能大于全反射临界角,光束有可能在玻璃砖B的圆弧面发生全反射,故B正确;d确定,变更i,始终有光束在O1点被反射,反射光线始终沿玻璃砖A的半径射出,故C正确;d确定,变更i,当i增大时,光束可能在玻璃砖B的圆弧面的入射角大于临界角C,会发生全反射,故D正确。5.C解析作出光路图如图所示由图可知,由于a、b光束的间距可调,故a光束上移,b光束下移,a、b光束就有可能从CD边同一位置射出,故A错误;由图可知,a光束从CD边射出可能离底边BC更远,故B错误;依据图中b光束的光路图,由正弦定理得EFsin45°=BEsin(90°+β)=BEcosβ,可知EF=sin45°cosβBE,同理可得EG=sin45°cosβCE,b光束在玻璃中的路程为sb=EF+EG=sin45°cosβ(CE+BE)=12cosβBC,b光束在玻璃中运动的速度vb=cnb=csin45°sinβ6.C解析从C点入射的光线,经玻璃砖折射后,从AB面出射的光线与PC平行,射向圆心O光线PO不变更传播方向,从AB面出射后,两出射光线平行,两束光的光路如图所示设光线在O点的入射角为i,折射角为r,依据几何关系可得tani=R43R=34,tanr=R43R-R=3,可得sini=35,sinr=310,故折射率为n=sinrsini=102,光在此介质中的传播速度为v=cn=105c,A错误;在玻璃砖中的两光线平行,光线在C点的折射角为i,则从AB面出射的两束平行光间距为Δd=Rtani·cosr=31040R,B错误;设当PA=x时,从AB面出射的两束光平行,则n=sin7.D解析当θ=0°时间线恰好在球面发生全反射,即在球面处入射角恰好等于全反射临界角C,光路图如图1所示,依据几何关系可得sinC=rR,依据全反射临界角C满意的条件可得sinC=1n,解得n=3,故图1若要使光线从球形表面出射后恰好与入射光平行,那么出射光线与入射光线以及法线必在同一平面内,且入射点与出射点的法线平行,入射光线必需在竖直平面内,光路图如图2所示,出射点必在O点的正上方;依据几何关系可得tanβ=rR,解得β=30°,依据折射定律可知,光线与竖直方向的夹角θ必大于30°,故B图2要使光线在半球中传播的时间最长,因只考虑第一次射到各表面的光线,当θ临界等于90°时,光线在半球中传播路程最长,光路图如图3所示,其中路程s满意要求;图3因入射角临界为90°,故折射角等于C,由余弦定理得R2=r2+s2-2rs·cos(90°-C),解得s=(7+1)R3,光在介质中传播速度为v=cn,最长时间为t能从平面出射的临界光路图如图4所示,光线在平面的B点恰好发生全反射,以OB的长L为半径的圆形区域有光出射;设临界光线在A点入射角为α,折射角为γ,在B点出射时入射角等于全反射临界角C;由折射定律得n=sinαsinγ;由几何关系