骄子之路高考物理一轮复习 13.1光的折射、全反射课时强化作业.doc

课时强化作业四十九光的折射、全反射一、选择题1如图所示，a，b两束不同的单色光平行地从空气射入水中，发生折射，则下述结论正确的是()a水对光束a的折射率较大b水中光束b的速度较小c光束a的频率较大d若从水中射向空气发生全反射，光束a的临界角较光束b的临界角大解析：在水中光束b的偏折大，其折射率较大，选项a错误；光束b在水中的折射率较大，根据关系式vc/n可知，其在水中的速度较小，选项b正确；光束b的折射率较大，频率较大，选项c错误；根据公式sinc1/n可知，光束a的折射率n较小，临界角较大，选项d正确答案：bd2雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()a紫光、黄光、蓝光和红光b紫光、蓝光、黄光和红光c红光、蓝光、黄光和紫光d红光、黄光、蓝光和紫光解析：水对各种色光的折射率不同，其中对红光的偏折作用最小，对紫光的偏折作用最大，由光进入水珠的第一次折射及光路图知可能的顺序为：d为红光、c为黄光、b为蓝光、a为紫光，所以选项b正确答案：b3如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为r的扇形oab.一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到oa上，ob不透光若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为()a.r b.rc.r d.r解析：本题考查光的折射与全反射，意在考查考生综合应用数学知识，正确作出几何光路图解决几何光学问题的能力作出如图所示的几何光路图，其中on为从o点入射的折射光线，故圆弧nb段没有光线射出，由折射定律 n可知，即bon30.若在圆弧ab上的m点，折射光线发生了全反射，则圆弧am段没有光线射出，由sinc可得c45，由几何关系则有aom90453015.所以圆弧ab上有光透出的长度为s2rr，b正确答案：b4(2014年北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n0)现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n0)，称为负折射率材料位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出若该材料对此电磁波的折射率n1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()解析：由题意可知该材料的折射率n1，由折射定律可知，入射角和折射角相等，且入射光和折射光在法线的同侧，故选项b正确答案：b5一玻璃砖横截面如图所示，其中abc为直角三角形(ac边未画出)，ab为直角边，abc45；adc为一圆弧，其圆心在bc边的中点此玻璃的折射率为1.5.p为一贴近玻璃砖放置的、与ab垂直的光屏若一束宽度与ab边长度相等的平行光从ab边垂直射入玻璃砖，则()a从bc边折射出一束宽度与bc边长度相等的平行光b屏上有一亮区，其宽度小于ab边的长度c屏上有一亮区，其宽度等于ac边的长度d当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小，然后变大解析：入射到bc边上的光线入射角为45，由玻璃的折射率n1.5，则临界角为carcsin0，光束可能会从上表面消失解析：所有光都在上表面发生反射故光束仍为复色光，折射进玻璃砖的光，折射率大的折射角小，经反射再折射出来靠近入射光，选项a错误；根据反射定律，光束的反射角等于入射角，光束、经折射、反射、折射后射出玻璃砖的折射角相等且等于最初的入射角，故三束光束平行，选项b正确；增大角，也就是减小了入射角，折射角也减小，故光束、将靠近光束，选项c错误；根据平行玻璃砖的特点，光经折射后在上表面的入射角等于第二次折射后的折射角，只要光能射进玻璃砖，说明折射角小于临界角，故光肯定能射出，选项d错误答案：b二、非选择题9(2013年新课标全国卷)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为l，折射率为n，ab代表端面已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的ab端面传播到另一端面，求光线在端面ab上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的ab端面传播到另一端面所需的最长时间解析：(1)设光线在端面ab上的c点入射，见光路图入射角为i，折射角为，由折射定律有sininsinr设该光线射向玻璃丝内壁d点的入射角为，为使该光线可在此光导纤维中传播，应有，式中是光线在玻璃丝内发生全反射的临界角，满足sin.由几何关系得r90由以上关系得sini.(2)光在玻璃丝中的传播速度大小为v.光线从玻璃丝端面ab传到其另一端面所需的时间为t其v2为光在玻璃丝中沿轴线方向的分速度，有v2vsin，光在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从ab端面传到另一端面所用时间最长由以上各式得tmax.答案：(1)sini(2)10(2013年海南卷)如图，三棱镜的横截面为直角三角形abc，a30，ac平行于光屏mn，与光屏的距离为l.棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的侧面ab垂直射入，直接到达ac面并射出画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置；求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离解析：光路如图所示，红光和紫光在ac面上的入射角相同，设为i，折射角分别为r1，r2，它们射到屏上的位置离o点的距离分别为d1和d2，由折射定律得n1sinisinr1n2sinisinr2由几何关系得iad1ltanr1d2ltanr2联立并利用题中条件得，红光和紫光在光屏上的位置之间的距离为d2d1l.答案：l11(2014年全国卷)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：从圆形发光面边缘a点发出的一条光线，该光线射到上表面圆纸片的边缘且此光线刚好发生全反射，此种情况下发光面发出的光全部被纸片遮挡如图所示由折射定律n，由几何关系sin，lrr，联立以上各式解得n.答案：n 12在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示(1)根据图甲画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n_(保留3位有效数字)；(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象，某同学做了两次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示图中p1和p2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是p3和_(填“a”或“b”)解析：(1)连接两大头针1、2，延长线与梯形玻璃砖上表面交于o，再连接两大头针3、4，延长线与梯形玻璃砖下表面交于o，再连接oo，标上箭头以示光线传播方向(2)入射角的正弦：sin，折射角的正弦sin，可取ococ，则折射率n.用刻度尺测量cd、cd，代入测量数据可得n1.