1、课时跟踪检测（二十一）光的折射、全反射组重基础体现综合1如图所示，在长方体玻璃砖的底面中心和实心玻璃半球的球心处，分别放有点光源，人从上面观察，看到的像点位置()A均在点光源位置B均在点光源上方C玻璃砖的在光源上方，玻璃半球的在光源处D玻璃砖的在光源处，玻璃半球的在光源上方解析：选C玻璃砖底面中心点光源发出的光，经玻璃表面折射后，折射角大于入射角，人逆着折射光看去，看到的虚像在光源上方，玻璃半球球心处的点光源发出的光射出时不发生偏折，看到的像点仍在光源处，选项C正确，A、B、D错误。2(多选)有一束单色光从介质A穿过介质B再折向介质C，如图所示，下面说法中正确的是()A介质B的折射率最大B介质
2、C的折射率最大C光在介质B中的速度最大D光在介质C中的速度最大解析：选BC由光路的可逆性，假设光分别由介质B进入介质A和介质C，根据折射率的物理意义知介质C的折射率比介质A的大，即nCnAnB，故选项B正确；利用n可以判断出，光在介质B中传播速度最大，在介质C中传播速度最小，故选项C正确。3一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQAB(图中未画光在棱镜内的光路)。如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线()A仍从Q点射出，出射光线平行于ABB仍从Q点射出，出射光线不平行
3、于ABC可能从Q点射出，出射光线平行于ABD可能从Q点射出，出射光线平行于AB解析：选D将蓝光换成绿光，其折射率变小，在AC面的折射角变大，光路如图所示，可能从Q 点射出且平行于AB，故D正确。4(多选)某同学用插针法测量玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa与bb不平行，如图所示。则()AAO与OB两条直线平行BAO与OB两条直线不平行C他测出的折射率偏大D他测出的折射率不受影响解析：选BD如图所示，在光线由aa面进入玻璃砖的折射现象中，由折射定律知：n。在光线由bb面射出玻璃砖的偏折现象中，同理得n。若aa与bb平行，则i，因此r，此时
4、入射光线AO与出射光线OB平行；若aa与bb不平行，则i，r，此时入射光线AO与出射光线OB不平行，选项B正确。在具体测定折射率时，要求实验方法、光路均准确无误，折射率的测量值不受aa与bb是否平行的影响，选项D正确。5(多选)如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。则()A玻璃砖对a光的折射率为B玻璃砖对a光的折射率为1.5Cb光在玻璃砖中的传播速度比a光的小Db光在玻璃砖中的传播速度比a光的大解析：选AC由题图可知a光的偏折程度比b光的小，则玻璃砖对a光的折射率较小，a光在玻璃砖中的传播速度较大，故C正确，D错误；根据折射定律可知玻璃砖对
5、a光的折射率n，故A正确，B错误。6.如图所示是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线()A不能从圆弧NF1射出B只能从圆弧NG1射出C能从圆弧G1H1射出 D能从圆弧H1M射出解析：选B由该棱镜的折射率为n，可知其临界角C满足sin C，由题图中的几何关系可求出GG1右边的入射光线全部发生全反射，GG1左边的入射光线没有发生全反射，所以光线只能从圆弧NG1射出，选项B正确。7.如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截
6、面，且BAC30，有一束平行光线垂直射向AC面，已知这种介质的折射率n2，则()A可能有光线垂直AB边射出B光线只能从BC边垂直射出C光线只能从AC边垂直射出D一定既有光线垂直BC边射出，又有光线垂直AC边射出解析：选D因为n2，而sin C，所以sin C，C30，射到AB边的入射角i30，发生了全反射，此光线反射到AC边的入射角i60，再次发生全反射而垂直射到BC边上，从BC边射出，同理，射到BC边上的光线，经两次全反射后垂直AC边射出，故选项D正确。8.在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱
7、形平行光束垂直射入到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为()Ar B1.5rC2r D2.5r解析：选C若折射率大于，则临界角小于60，光路如图所示，由几何关系可知ONr，OA2r，AOMOMA30，即AMOA2r，故光斑半径为2r，故C正确。9一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率。解析：如图，考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜
8、射到玻璃上表面的A点发生折射，根据折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃的折射率，是入射角，是折射角。现假设A恰好在纸片边缘。由题意，在A点刚好发生全反射，故设AA线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有sin 由题意，纸片的半径应为RLr联立以上各式得n 。答案： 组重应用体现创新10(多选)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BBCC面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为，只考虑由DE直接射向侧面AACC的光线。下列说法正确的是()A光从AACC面出射的区域占该侧面
9、总面积的B光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的C若DE发出的单色光频率变小，AACC面有光出射的区域面积将增大D若DE发出的单色光频率变小，AACC面有光出射的区域面积将减小解析：选AC由全反射临界角与折射率的关系sin C 可知，临界角为45，即光线垂直BC方向射出在AACC面恰好发生全反射，由几何知识可知光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的，所以A项正确，B项错误；若DE发出的单光色频率变小，则折射率n随之减小，由sin C可知，其临界角增大，所以AACC面有光出射的区域面积将增大，C项正确，D项错误。11.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界
10、面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则()A玻璃砖的折射率为1.5BOP之间的距离为RC光在玻璃砖内的传播速度为cD光从玻璃到空气的临界角为30解析：选C光路图如图所示，设OP距离为x，当60时，折射角为r，光从玻璃砖圆形表面射出时与玻璃砖的界面交点为Q，由出射光线与入射光线平行知过P点的法线与过Q点的法线平行，则玻璃砖的折射率n ，又沿P点垂直入射的光恰好发生全反射，则sin C，联立解得xR，n，故A、B项错误。临界角Carcsin，光在玻璃砖中的速度vc，故C项正确，D项错误。12如图，平静湖面岸边的
11、垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方h10.9 m的高度处，浮标Q离P点s11.2 m远，PQ水平，鱼饵灯M在浮标正前方s21.8 m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知鱼饵灯离水面的深度h22.4 m，求：(1)水的折射率n；(2)若让鱼饵灯继续缓慢竖直下沉至恰好有光线从P处射出，则下沉距离h多大？(2.6)解析：(1)设空气中和水中光线与法线的夹角分别为i、r则有：sin i，sin r根据光的折射定律可知n，联立并代入数据得：n。(2)当光线恰好从P处射出时，鱼饵灯与P点的连线和竖直方向夹角为临界角C则有sin C，又sin C，解得h m2.4 m0.2 m。答案：(1)(2)0.2 m
