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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 第3單元 光的折射 全反射課時跟蹤檢測（選修3-4） 高考?？碱}型：選擇題＋計算題 一、單項選擇題 1．(xx北京高考)一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的(　　) A．速度變慢，波長變短 B．速度不變，波長變短 C．頻率增高，波長變長 D．頻率不變，波長變長 2．如圖1所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶。若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失。在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(　　) 圖1 A．減弱，紫光　　　　　　 B．減弱，紅光 C．增強，紫光 D．增強，紅光 3.(xx合肥質(zhì)量檢測)如圖2所示為一直角三棱鏡的橫截面，棱鏡材料的折射率為2，∠A＝40，∠C＝90，當(dāng)入射光線以垂直于AB面的方向射入棱鏡時，則有光線(　　) 圖2 A．從AC面射出 B．從CB面射出 C．從AB面射出，且與AB面斜交 D．從AB面射出，且與AB面垂直 4．(2011全國高考)雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹。設(shè)水滴是球形的，圖3中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是(　　) 圖3 A．紫光、黃光、藍光和紅光 B．紫光、藍光、黃光和紅光 C．紅光、藍光、黃光和紫光 D．紅光、黃光、藍光和紫光 5．(xx安徽六校聯(lián)考)公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是(　　) A．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小 B．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小 C．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大 D．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大 二、多項選擇題 6.頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖4所示，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．單色光1的波長小于單色光2的波長 B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 C．單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間 D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 7.(xx銀川模擬)平面MN、PQ、ST為三個相互平行的界面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為三種不同的介質(zhì)，平面ST的上表面涂有反射層(光線不能通過)，某種單色光線射向界面MN后，發(fā)生了一系列的反射和折射現(xiàn)象，光路如圖5所示。則(　　) 圖5 A．當(dāng)入射角β適當(dāng)減小時，光線c、d都可能會消失 B．當(dāng)入射角β適當(dāng)增大時，光線d可能會消失 C．對于三種介質(zhì)，光在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度最小 D．出射光線b、c、d不一定平行 8．光纖通信采用的光導(dǎo)纖維是由內(nèi)芯和外套組成，如圖6所示，其中內(nèi)芯的折射率為n1，外套的折射率為n2，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2 B．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＜n2 C．從左端面入射的光線，其入射角θ必須大于某值，全部光才能被傳導(dǎo) D．從左端面入射的光線，其入射角θ必須小于某值，全部光才能被傳導(dǎo) 三、計算題 9.(xx淄博模擬)某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC，折射率為n，角A等于30。一細束光線在紙面內(nèi)從O點射入棱鏡，如圖7所示，當(dāng)入射角為θ1時，發(fā)現(xiàn)剛好無光線從AC面射出，光線垂直于BC面射出。求： 圖7 (1)透明物質(zhì)的折射率n。 (2)光線的入射角θ1。(結(jié)果可以用θ1的三角函數(shù)表示) 10．(xx洛陽五校聯(lián)考)DVD光盤由塑料保護層和信息記錄層組成。如圖8所示，激光束以入射角θ1從空氣入射到厚度為d、折射率為n的塑料保護層后，聚焦到信息記錄層的光斑寬度為a，才能有效獲取信息。 圖8 (1)寫出sin θ1應(yīng)當(dāng)滿足的關(guān)系式； (2)在保證a不變的前提下，減小激光束照到塑料保護層的寬度l(l＝a＋2b)，可采取哪些措施？(答出三條措施) 答 案 1．選A　根據(jù)光的折射特點，在折射過程中頻率不變，由公式v＝，玻璃的折射率比空氣的大。所以由空氣進入玻璃時，速度變慢，由λ＝可知光的波長變短，所以選項A正確。 2．選C　入射點由A向B移動，入射角增大，反射光強度增強，可見光中紫光折射率最大，由sin C＝知，紫光臨界角最小，最先發(fā)生全反射，故紫光先在光屏上消失，C項正確。 3．選D　由題意知，三棱鏡的臨界角滿足sin C＝，解得C＝30；由幾何關(guān)系知，光線在AC面的入射角為40，在BC面的入射角為50，均發(fā)生全反射，可得，光線將從AB面垂直射出，故D正確。 4．選B　作出a、b、c、d四條光線第一次折射時的法線，可知其折射率大小關(guān)系為na＞nb＞nc＞nd，則它們可能依次是紫光、藍光、黃光和紅光，所以本題只有選項B正確。 5．選D　光從水里射入空氣發(fā)生折射，入射角相同時，折射率越大，折射角越大，從水面上看光源越淺，紅燈發(fā)出的紅光的折射率最小，看起來最深；設(shè)光源的深度為d，光的臨界角為C，則光能夠照亮的水面面積大小為S＝π(dtan C)2，可見，臨界角越大，照亮的面積越大，各種色光中，紅光的折射率最小，臨界角最大，所以紅燈照亮的水面面積較大，選項D正確。 6．選AD　由圖知單色光1在界面折射時的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的，那么單色光1的波長小于單色光2的，A項對；由n＝知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當(dāng)單色光1、2垂直射入玻璃時，二者通過玻璃板的路程相等，此時單色光1通過玻璃板所需的時間大于單色光2的，B、C項都錯；由sin C＝及單色光1的折射率大知，D項對。 7．選BC　a光在MN界面不會發(fā)生全反射，但隨著β角增大，a光就可能會在PQ界面發(fā)生全反射，則光線d消失，選項B正確。Ⅱ介質(zhì)折射率最大，光在Ⅱ中速度最小，選項C正確。如光線b、c、d都有，由幾何關(guān)系可知必相互平行，故選項D錯。 8．選AD　光纖通信是利用光的全反射原理來工作的，光只有從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)中時，才能發(fā)生全反射，因而內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2。從圖中看由左端面入射的光線，其入射角越小，進入介質(zhì)后，在n1與n2的界面上入射角越大，越易發(fā)生全反射，故A、D對。 9．解析：(1)由題意可知，光線射向AC面恰好發(fā)生全反射，反射光線垂直于BC面從棱鏡射出，光路圖如圖所示。 設(shè)該透明物質(zhì)的臨界角為C，由幾何關(guān)系可知 C＝θ3＝θ4＝60，sin C＝1/n， 解得n＝。 (2)由幾何關(guān)系得：θ2＝30 由折射定律n＝ sin θ1＝ 所以θ1＝arcsin 答案：(1)　(2)arcsin 10．解析：(1)由折射定律得n＝， 式中θ2為折射角，sin θ2＝， 解得sin θ1＝ (2)要保證a不變的前提下，減小寬度l，即減小b，由(1)的求解過程得 b2＝，故在θ1和n不變時，減小d，或在θ1和d不變時，增大n，或在n和d不變時，減小θ1。 答案：(1)sin θ1＝　(2)見解析