（新高考）2021届高考物理 小题必练30 光的折射和全反射.docVIP

Page 9 小题必练30： 小题必练30：光的折射和全反射 (1)光的干涉、衍射和偏振现象；(2)光的折射定律；(3)折射率；(4)全反射、光导纤维等。 例1．(2020?山东卷?9)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2，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总面积的eq \f(1,2) B．光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的eq \f(2,3) 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 【答案】AC 【解析】由题可知sin C＝eq \f(\r(2),2)，可知临界角为45o，因此从D点发出的光，竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘，同时C点也恰好是出射光线的边缘，如图所示，因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在AACC 平面上有一半的面积有光线射出，A正确，B错误；由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，C正确，D错误。 【点睛】几何光学临界问题的分析方法：画出正确的光路图，从图中找出各种几何关系；利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的临界条件。 1．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则(　　) A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】D 【解析】小球在缸底的其他位置也能从侧面看到，A项错误；光线由水射向空气时，有可能发生全反射，B项错误；光在不同介质中的频率是不变的，C项错误；由v＝eq \f(c,n)可知，光在水中的速度小于在空气中的速度，D项正确。 2．(多选)如图为一直角棱镜的横截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°，一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n＝eq \r(2)，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线(　　) A．从ab面射出 B．从ac面射出 C．从bc面射出，且与bc面斜交 D．从bc面射出，且与bc面垂直 【答案】BD 【解析】由棱镜材料的折射率n＝eq \r(2)可知，全反射临界角为45°，平行细光束在ab面上入射角为60°，大于临界角，发生全反射，反射光在ac面上入射角为30°，小于临界角，既有反射又有折射，光线在bc面上垂直出射，B、D项正确。 现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成。夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为eq \r(3)，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是(　　) A．15° B．30° C．45° D．60° 【答案】D 【解析】通过“回归反光膜”的光路图可知入射角i是折射角γ的2倍，即i＝2γ，由折射定律，有n＝eq \f(sini,sinγ)＝eq \f(2sinγcosγ,sinγ)＝2cosγ＝eq \r(3)，得γ＝30°，i＝2γ＝60°，故D项正确。 4．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹。要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以(　　) A．增大S1与S2的间距 B．减小双缝屏到光屏的距离 C．将绿光换为红光 D．将绿光换为紫光 【答案】C 【解析】据光的干涉产生的条纹间距满足的关系Δx＝eq \f(L·λ,d)可知，增大S1与S2的间距，条纹间距减小，A项错误；减小双缝屏到光屏的距离，条纹间距减小，B项错误；将绿光换成红光，波长增大，条纹间距增大，C项正确；绿光换成紫光，波长减小，条纹间距减小，D项错误。 5．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹。若在双缝中的一缝前放一块红色滤光片，在另一缝前放一块绿色滤光片(只能分别透过红光和绿光)，这时(　　) A．屏上只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失 B．屏上红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在 C．屏上任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但仍有光亮 D．屏上无任何光亮 【答案】C 【解析】红色