物理人教选修3-4第2章第1单元检测.doc

1(2011年高考福建理综)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A减弱，紫光B减弱，红光C增强，紫光 D增强，红光解析：因n红n紫，再由临界角公式sin C可得，C红C紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.答案：C2.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析：在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，折射率为 ，A对；由光路可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；根据公式n，得介可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错答案：AC3(2011年高考江苏单科)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为_解析：由题意知n，得60.vc.答案：60c4.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，下图为过轴线的截面图，调整入射角，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sin 的值解析：当光线在水面发生全反射时有sin C当光线从左侧射入时，由折射定律有n联立这两式代入数据可得sin .答案： 5.(2010年高考山东理综)如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出(1)求该玻璃棒的折射率(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射解析：(1)如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C45由折射定律得n由式得n (2)当光线向N端移动后，入射角变大，则一定能发生全反射答案：(1) (2)能6.如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图，FD为圆周，圆心为O，光线从AB面入射，入射角160，它射入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出(1)画出光路图；(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c3.0108 m/s)解析：(1)光路图如图所示(2)设光线在AB面的折射角为2，折射光线与OD的夹角为C，则n.由题意，光线在BF面恰好发生全反射则，sin C，由图可知，2C90，联立以上各式解出n1.3(或)又n，故解出v2.3108 m/s(或108 m/s)答案：(1)见解析图(2)1.3(或)2.3108 m/s(或108 m/s)7.如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R10 cm，折射率n，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 cm，CD为出射光线(1)补全光路图并求出光从B点传到C点的时间：(2)求CD与MN所成的角.解析：(1)连接BC，如图所示在B点光线的入射角、折射角分别标为1、2，sin 15/10/2，所以45由折射定律：在B点有：n，sin 21/2，故：230，BC2Rcos 2，tBCn/c2Rncos 2/c代入数据解得 t8.21010 s.(2)由几何关系可知COP15，OCP135，30.答案：(1)见解析(2)30.8.如图所示，一条长度为L5.0 m的光导纤维用折射率n的材料制成一细束激光由其左端的中心点以145的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出，求：(1)该激光在光导纤维中的速度v是多大？(2)该激光在光导纤维中传播所经历的时间是多少？解析：(1)由n可得v2.1108 m/s.(2)由n可得光线从左端面射入后的折射角为30，射到侧面时的入射角为60，大于临界角45，因此发生全反射，同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线达到右端面，由三角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为x，因此该激光在光导纤维中传播所经历的时间是t2.7108 s.答案：(1)2.1108 m/s(2)2.7108 s9(2011年高考课标全国卷)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出已知光线在M点的入射角为30，MOA60，NOB30.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率解析：(1)如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线设在M点处，光的入射角为1，折射角为2，OMQ3，PNF4.根据题意有330由几何关系得，PNOPQO2，于是4260且324由式得215(2)根据折射率公式有sin 1nsin 2由式得n答案：(1)15(2)或1.93210一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为，(1)它在时间t内辐射的光能为_，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_(2)由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄露”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？解析：(1)激光器t时间内发出的光能WPt由n，sin C，则Carcsin.(2)设激光束在光导纤维端面的入射角为1，折射角为2，折射光线射向侧面时的入射角为1，折射角为2，