教科版物理选修3-4教科版物理选修3-4专题二

圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。典题训练知能夯实1.(2014四川高考)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.小球所发出的光能从水面任何区域射出C.小球所发出的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发出的光从水中进入空气后传播速度变大【解析】选D。光从水中射向水与空气的分界面,只要不发生全反射现象,就能有光线射入空气中,则A、B错误;光的频率由光源决定,与介质无关,则C错误;由n=cv知v=cn,光由水进入空气,n变小,则传播速度变大,故D正确。2.(2016乐山高二检测)两束平行的单色光分别沿A、B方向射向长方形玻璃砖,光从上表面入射,恰好从下表面重叠射出,如图所示,比较两种单色光,下列说法正确的是()A.玻璃对A光的折射率较大B.在相同条件下做双缝干涉实验,A光相邻条纹间距较窄C.在玻璃中,A光的传播速度较大D.以相同的入射角从玻璃射向空气,若B光能发生全反射,则A光也一定能发生全反射【解析】选C。由光路图可知B光的偏折程度较大,则B光的折射率较大,A错误;A光的折射率小,则频率小,波长长,根据x=知,A光相邻条纹的间距较大,B错误;A光的折射率小,根据v=cn知A光的传播速度较大,C正确;B光的折射率较大,根据sinC=1n知,B光发生全反射的临界角较小,以相同的入射角从玻璃射向空气,若B光能发生全反射,则A光不一定能发生全反射,D错误。故选C。3.(2016绍兴高二检测)如图所示,自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示,下面说法中正确的是()A.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射【解析】选A。车灯光应从右面射向自行车尾灯,光在尾灯内部左表面发生全反射,使自行车后面的汽车司机发现前面有自行车,避免事故的发生。故选A。4.(2016全国卷)如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为43。(1)求池内的水深。(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接收的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。【解析】(1)如图,设到达池边的光线的入射角为i。依题意,水的折射率n=43,光线的折射角=90。由折射定律有nsini=sin由几何关系有sini=式中,l=3m,h是池内水的深度。联立式并代入题给数据得h=7m2.6 m(2)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为=45。由折射定律有nsini=sin式中,i是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有sini=aa2+h2x+l=a+h式中h=2m。联立各式得x=(3723-1)m0.7 m答案:(1)2.6m(2)0.7m【补偿训练】如图所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n=2,AB=BC=8cm,OA=2cm,OAB=60。(1)求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向。(2)第一次的出射点距C点_cm。【解析】(1)设发生全反射的临界角为C,由折射定律得sinC=1n,代入数据得:C=45。光路如图所示,由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60,均发生全反射。设光线在CD边的入射角为,折射角为,由几何关系得,=30,小于临界角,光线第一次射出棱镜在CD边,由折射定律得n=sinsin,代入数据解得:=45,故出射光线与CD边夹角为45。(2)由几何知识可知,第一次的出射点离C点的距离为4cmtan30=433cm答案:(1)出射光线与CD边夹角为45(2)4335.(2016宜兴高二检测)为从军事工事内部观察外面的目标,如图所示,在工事壁上开一长方形孔。设工事壁厚d=34.64cm,孔的宽度L=20cm,孔内嵌入折射率n=3的玻璃砖。(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界视野最大张角为多少?(2)要想使外界180范围内景物全被观察到,应嵌入多大折射率的玻璃砖?【解析】(1)光路图如图所示,由几何关系sin2=LL2+d2=12,2=30,由折射定律n=sin1sin2得sin1=nsin2=32,1=60,则视野的最大张角为=21=120