（全国通用）高三物理一轮复习 第十二章 波与相对论 第3节 光的折射 全反射课时跟踪检测（选修34）.doc

光的折射 全反射对点训练：折射定律1如图1所示，一条光线从空气垂直射到直角玻璃三棱镜的界面ab上，棱镜材料的折射率为1.414，这条光线从bc边射出棱镜后的光线与界面bc的夹角为()图1a90 b60c30 d45解析：选d由sin c得：光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角为：c45。由几何关系可求得在bc面的入射角为30，由折射定律知：n得sin rnsin isin 30，所以r45，则射出棱镜后的光线与界面bc的夹角为45，故d正确。2如图2所示，玻璃球的半径为r，折射率n，今有一束平行直径ab方向的光照射在玻璃球上，经b点最终能沿原方向相反方向射出的光线离ab的距离为()图2ar brcr d解析：选c由题意分析：光线照射在玻璃球上，最终能沿原方向相反方向射出，说明入射光路与出射光路平行对称，作出光路图，由光路图知：122，又由折射定律得n，解以上两式得：cos 2，即230，160，则drsin 1，所以dr，c正确。3(多选)一束光从空气射向折射率n的某种玻璃的表面，如图3所示。i代表入射角，则()图3a当入射角i0时不会发生折射现象b无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45c欲使折射角r30，应以i60的角度入射d当入射角iarctan 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直解析：选bd当入射角i0时光能从空气进入玻璃，故发生了折射，a错误；当入射角是90时，根据折射定律n，解得：r45，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45，b正确；欲使折射角r30，根据折射定律n，解得：i45，故c错误；当iarctan ，有tan i，设入射角为i，折射角为r，根据折射定律ntan i，解得sin rcos i，所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直，故d正确。4(2015徐州一模)如图4所示，一束激光垂直于ac面照射到等边玻璃三棱镜的ab面上。已知ab面的反射光线与折射光线的夹角为90。光在真空中的传播速度为c。求图4(1)玻璃的折射率；(2)激光在玻璃中传播的速度。解析：(1)如图所示，由几何关系知：光在ab界面的入射角160，折射角230则n。(2)由n得v。答案：(1)(2)对点训练：全反射5公路交通标志牌是由基板和附着在基板上的反光膜组成，反光膜一般由镀在玻璃微珠上的铝层组成，夜间能将汽车射来的灯光反射回去，使司机看清交通标志。交通标志牌的结构示意图如图5，这种交通标志牌的原理是()图5a利用了光的反射b利用了光的折射c利用了光的色散 d利用了光的全反射解析：选d汽车灯光射向交通标志牌，光在交通标志牌内表面发生全反射，使司机发现交通标志牌，实现指示作用，故选d。6(2016南充模拟)如图6所示，mn是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中，当入射角是45时，折射角为30。以下说法正确的是()图6a反射光线与折射光线的夹角为120b该液体对红光的折射率为c该液体对红光的全反射临界角为45d当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30解析：选c根据反射定律得到反射角为45，由几何知识得，反射光线与折射光线的夹角是105，故a错误。由折射率公式n，得n，故b错误。由临界角公式sin c，得，sin c，则c45，故c正确。根据折射定律得知，紫光的折射率大于红光的折射率，则紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角小于30。故d错误。7(2015四川第一次大联考)如图7所示是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径ab射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到b点。已知入射光线到直径ab的距离为r，r是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则()图7a该透明圆柱体介质的折射率为b该单色光从c点传播到b点的时间为3r/cc折射光线过b点时可能发生全反射d改变入射光线到直径ab的距离，折射光线仍然能够射到b点解析：选b如图所示cos 1，即130，230，r30，i60，折射率n，故a错误；该单色光从c到b的时间t，故b正确；光线折射到b点不可能发生全反射，因为出射角为60，故c错误；改变光线到直径ab的距离，折射光线不能射到b点，故d错误。8(2014重庆高考)打磨某剖面如图8所示的宝石时，必须将op、oq边与轴线的夹角切割在12，光线一定在op边发生全反射b若2，光线会从oq边射出c若1，光线会从op边射出d若1，光线会在op边发生全反射解析：选d题图中，要使光线可在op边发生全反射，图中光线在op边上的入射角大于902。从op边上反射到oq边的光线，入射角大于90(18031)3190可使光线在oq边上发生全反射。若2，光线不能在op边上发生全反射；若1，光线不能在oq边上发生全反射，综上所述，选项d正确。9(2016长沙模拟)某透明物体的横截面如图9所示，其中abc为直角三角形，ab为直角边，长度为2l，abc45，adc为一圆弧，其圆心在ac边的中点。此透明物体的折射率为n2.0。若一束宽度与ab边长度相等的平行光从ab边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从adc圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s。图9解析：如图，作出两条边缘光线，所求光线射出的区域为edf。如图，从圆弧adc射出的边缘光线的入射角等于材料的临界角，因sin 故30由几何关系得：圆弧edf长度为s2l故所求s。答案：图见解析10(2014全国卷)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 : 对点训练：色散现象11如图10所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是()图10a若b光为绿光，则c光可能为蓝光ba、b、c三色光在玻璃三棱镜中的折射率依次越来越小ca、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小d若让a、b、c三色光以同一入射角，从某介质射向空气，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射解析：选b白光经过色散后，从c到a形成红光到紫光的彩色光带，从c到a波长在逐渐减小，因为蓝光的波长小于绿光的波长，所以如果b是绿光，c绝对不可能是蓝光，a错误；由图看出，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式v分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，故c错误，b正确；c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式sin c分析得知，a光的临界角最小，c光临界角最大，则若让a、b、c三色光以同一入射角，从某介质射向空气，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，故d错误。12(2015乐山二模)如图11所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是()图11aa光的频率小于b光的频率b光束a在空气中的波长较大c出射光束a、b一定相互平行da、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大解析：选c作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，故a错误。a光的频率较大，则波长较小，故b错误。因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故c正确。因为a光的折射率较大，由临界角公式sin c，则知a光的临界角小，故d错误。13(2015天津高考)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在玄真子涛之灵中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。图12是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光()图12a在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光b以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大c分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能d以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光解析：选c由题图可知，a光在同一介质中的折射率大，其频率大。选项a：根据n，知a光在玻璃中的传播速度小，选项a错误。选项b：当a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路图如图所示，由图可知，a光的侧移量大，选项b错误。选项c：由于a光的频率大，且频率越大，越容易引起光电效应，选项c正确。选项d：由sin c，可知a光的临界角小，即a光比b光容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b光，