高二物理基础训练42光的折射、全反射、棱镜

1、精品资源基础训练42光的折射，全反射、棱镜（时间60分钟，赋分100分）训练再要光的折射及其规律是几何光学的重点，也是高考的热点.本训练点应使我们理解掌握光的折射、折射定律、折射率、全反射和临界角等概念和规律；了解和知道棱镜及光色散现象第4题、第7题等为创新题，要求我们深刻理解和掌握各种光学器件对光的作用规律，掌握处理几何光学问题的基本方法 .一、选择题（每小题5分，共40分）1.一束光从空气射向折射率 n= Y2的某种玻璃的表面，如图1421所示，i代表入射图 1 421A.当i>45时会发.卞全发射现象B.无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45；C.欲使折射角r=30°

2、 ,应以i=45的角入射D.当入射角i=arctanJ2时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直2.如图1422所示，白无时到厚,波璃祜后，将发生色坟，其中打光灯紫光相比较图 1 422A.在射入玻璃砖时，紫光的 疔射角较大B. !玻毛伉已紫光的盅长长C.城W穿三玻米法后反方向刘央伟极人D.紫光穿过玻璃砖后偏离原方向的距离较大3 .（2003年春考理科综合能力试题）一玻璃棱镜的横截面是等腰abc,其中ac面是镀银的，现有一光线垂直于ab面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc面射出.则图 1 423A./a=30°，/b=75；B. / a=32 °，/b=74：C./a=34&

3、#176;，/b=73；D. Za=36°，/b=72°4 .（2001年全国高考理科综合能力试题）如图1 424所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质，一单色细光束 O垂直于abm, a图小的出射孔线I欢迎下载图 142一4A.1、2、3（彼此平行）+1的仔一条都有可转5 .4、5、6（彼此平行）中的仔一条都有可能C.7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能D.只能是4、6中的某一条5 .如图1425所示，在水底水平放置一平面镜，一束白光由空气垂直射向水中，现 让平面镜绕入射点O在竖直平面内转动，若紫色光从水中射向空

4、气的临界角为a ,黄色光从水中射向空气的临界角为3 ,红光从水中射向空气的临界角为丫，欲使该光束经平面镜反见用全部不能从水面射出1则平面镜转过的加度不能小于A. aa B.2图 1 425VC. 2D. 36 .（2002年全国高考理科综合能力试题）为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔 （图1 426）,将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直.从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角.已知该玻璃的折射率为 n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角是图 1 426nl A.arcsin -B.arcsinnlTrl2rC.arcsin22n % r llD

5、.arcsin22n v r l7 .如图1427所示，把由同种玻璃制成的厚度为 d的立方体和半径为 d的半球体B 分别放在报纸上，且让半球的凸面向上， 从正上方（对B来说是最高点）竖直向下分别观察 A、 b中心处报由二的攵字,卜iii的亚察记禾正声的:是图 1 427A.看到A中的字比B中的字高8 .看到B中的字比A中的字-高C.看到A、B中的字一样高D.看到B中的字和没有放玻璃半球时一样高8.井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下）,两井底都各有一只育II七则A.拈井【马'.一三得又比较1水41甘好石到二孔的比较上8 .枯力山青驾,HttU，.水力I方阵

6、看到十学的为二此仗C.枯力门古"£曲：比校L .水步I巾转到十札仁；比:校上D.两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大二、填空题（每小题6分，共24分）9 .折射率为J3的玻璃球，被一束光照射.若入射角i为60°,则在入射点。处反射光和折射光的夹角为 .（如图1 428所示）图 1428图 1 42910 .如图1 429所示，一束波长为0.40 m的紫光，从空气中垂直三棱镜的 AB面入 射，从AC面射出方向如图所示，则玻璃对紫光的折射率n=,紫光在玻璃中的传播速度v=m/s ,紫光在玻璃中的波长 入=m.11 .一根直玻璃棒的纵截面如图14210

7、所示.玻璃棒材料的折射率为n.要让从玻璃棒一端面射入的光线都能在玻璃棒内发生全反射而沿玻璃棒向前传播，则入射光线的入射角 应满足一定的条件，这条件是 .12 .如图1 42 11所示，由透明材料制成一个截面为直角三角形的三棱镜ABC,有一条单色光线以45°入射角射到AB界面，折射角是30° ,折射光线在AC界面恰好发生全反 射，那么该三棱镜的顶角为 .三、计算题（共36分）13 .（12分）水中一标竿齐水面的刻度为零，水面以上刻度为正，以下刻度为负.人浮于水 面与标竿相距L处，且水面上标竿的 J2 /2 m刻度的倒影与水下- J2 m刻度的像重合.若水的折射率为 J2,要看

8、到水面上 J2/2 m刻度的倒影与水下一 J5 m的刻度的像重合，人需后退的距离为多少？14 . （12分）（2002年广东高考试题）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由 阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路.一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心 O到入射光线的垂直距离为d,水的折射率为n.（1）在图14212上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的电路 图.（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度图 1 42 12图 1 421315 .（12分）如图14213所示，横截面积是直角三角形 ABC的

9、三棱镜对红光的折射率 为”,对紫光的折射率为 n2, 一束很细的白光由棱镜的一个侧面 AB垂直入射，从另一个侧 面AC折射出来，已知棱镜顶角/ A=30° , AC边平行于光屏 MN,且与光屏的距离为 L.（1）画出白光通过棱镜折射的光路图（出射光线只画出两条边缘光线，并指明其颜色）.（2）求在光屏MN上得到的可见光谱的宽度 d.参考答案一、1.BCD 2.D 3.D16 B 单色光束。垂直AB面射入棱镜，方向不变，进入未知透明介质，发生了两次折射，出射再进入后一棱镜时方向与在前一棱镜中方向平行，但发生了侧移，最后垂直射出BA.设玻璃的折射率为 ni,未知介质的折射率为 n2,则：电

10、=由时，出射光线为5；但“ 时，出射光线为4;n2ni时，出射光线为6.5 .C 6.B7 .AD利用如图所示光路图进行分析8 .C利用如图所示光路图分析二、9.90°10.1.6,1.9X 108,0.25X 10-69 1.i<arcsin Vn2 -112.15：三、13.1 m.作出光路图进行分析求解.14. (1)光路如图所示.(2)以i、r表示人射光的入射角、折射伍由折射定律sini = nsinr,以8 1、8 2、§3表示每一次偏转的角度，如图，由反射定律、折射定律和几何关系可dsini二 一R8 i=i-r,8 2=兀-2r,8 3=i-r, 由以卜一各式解得d d8 i=sin- r-sin- nR .1 d8 2= Tt -2sin nR .d d8 3=sin- r-sin- nR .15.(1)由于光线垂直 AB面入射，故在 AB面上光线不偏折.在AC面，设红光和紫光白折射角分别为和上，由于n2>ni,紫光偏折角度将大于红光的偏折角度，即2>1,光谱上方为紫光，