福建专版)2014届高考物理一轮复习 第四课时光的折射 全反射课时训练

1、.第课时光的折射全反射(实验:测定玻璃的折射率)【测控导航】知识点题号1.折射定律、折射率4、6、7、9、122.全反射1、3、8、113.光的色散2、54.实验:测定玻璃的折射率101.下述现象哪个不是由于全反射造成的(D)A.露水珠或喷泉的水珠,在阳光照耀下格外明亮B.口渴的沙漠旅行者,往往会看到前方有一潭晶莹的池水,当他们喜出望外地奔向那潭池水时,池水却总是可望而不可即C.用光导纤维传输光信号、图象信号D.肥皂泡呈现彩色条纹是光的色散现象造成的解析:水珠在阳光照耀下格外明亮及光导纤维传输信号都涉及到全反射;沙漠旅行者看到晶莹池水,是沙漠蜃景,也是全反射现象;肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现

2、象.2.(2011年大纲全国理综)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(B)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:不同频率单色光,同种介质对其折射率不同.频率越大,折射率越大,光传播时的偏折程度就越大.所以A、C、D错误,B正确.3.(2011年福建理综)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

3、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(C)A.减弱,紫光B.减弱,红光C.增强,紫光D.增强,红光解析:白光的七种色光在同一介质中折射率从红光到紫光逐渐增大,由全反射临界角公式sin C=1/n,折射率越大越先发生全反射,故入射光从A向B移动时紫光最先发生全反射而消失,随入射角增大反射光越来越强.本题主要考查几种色光在同一介质中折射率不同,且频率越高折射率n越大,及全反射条件及临界角的分析,属容易题.4.(2012年北京理综)一束单色光经由空气射入玻璃,这束光的(A)A.速度变慢,波长

4、变短B.速度不变,波长变短C.频率增高,波长变长D.频率不变,波长变长解析:由光在介质中的波速与折射率的关系式v=cn知,光由空气射入玻璃中,速度会变慢;光的频率与介质无关,只由光源决定,即光在玻璃中传播时,频率f不变,据v=f可得气玻,只有A项正确.5.(2011年重庆理综)在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大.关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下:c光的频率最大a光的传播速度最小b光的折射率最大a光的波长比b光的短根据老师的假定,以上回答正确

5、的是(C)A.B.C.D.解析:b像最深说明b的折射率最小,频率最小,波长最大,发生全反射的临界角最大.c照亮水面的面积比a大,说明a的折射率比c大,发生全反射的临界角比c小,总之,频率最大的是a,错误;传播速度v=cn,故传播速度最小的是a,正确;折射率最大的是a,a光波长最短,b光波长最长,错误,正确.故选项C正确.6.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成.夜间行车时,它能把车灯射出的光逆向返回,标志牌上的字特别醒目.这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的,反光膜内均匀分布着一层直径为10 m的细玻璃珠,所用玻璃的折射率为3,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射反射再折射后恰好和入射光

6、线平行,如图所示,那么第一次入射的入射角应是(D)A.15B.30C.45D.60解析:通过“回归反光膜”的光路图可知入射角i是折射角r的2倍,即i=2r,由折射定律,有n=sinisinr=2sinrcosrsinr=2cos r=3,得r=30,i=2r=60,故选项D正确.7.如图所示,一束绿光从水中的A点沿AO方向以入射角i射向空气,在界面处反射后通过水中的B点,折射后通过空气中的C点.现有一束红光也从水中的A点沿AO方向射向空气,下列说法判断正确的是(D)A.红光反射后不通过B点B.红光折射后通过C点C.若增大入射角i,红光不可能发生全反射D.若增大入射角i,红光可能发生全反射解析:

7、水对红光的折射率比绿光小,红光折射后不会通过C点,由反射定律可知,红光反射后仍通过B点,所以A、B错;若增大入射角,任何色光都可能发生全反射,所以若增大入射角i,红光可能发生全反射,C错,D对.8.如图所示,一个棱镜的顶角为=41.30,一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入,在光屏上形成由红到紫排列的彩色光带.各色光在棱镜中的折射率和临界角见下表.当入射角逐渐减小到0的过程中,彩色光带的变化情况是(A)色光紫蓝绿黄橙红折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513临界角40.7540.8841.1741.2341.3441.37A.紫光最先消失,最后剩下红光和橙光B.紫

8、光最先消失,最后剩下黄光、橙光和红光C.红光最先消失,最后剩下紫光和蓝光D.红光最先消失,最后剩下紫光解析:各种色光均以相同的入射角射向某种介质时,由于介质对不同色光的折射率不同,所以折射角就不同.介质对它的折射率越大,在AB界面上折射时的折射角越小,而在AC界面上对应的入射角越大.当入射角减小时,折射光在AC面上的入射角增大.当入射角减为0时,所有光线到AC面上时入射角均为=41.30,结合上表可知:紫、蓝、绿、黄四色光均在AC面发生全反射,且紫光最先消失,故A选项正确.9.(2011年浙江卷)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况,如图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出

9、的示意图.超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为sin 1sin 2=v1v2(式中1是入射角,2是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同.已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角为i,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度h为(D)A.9dsini2100-81sin2iB.d81-100sin2i10siniC.d81-100sin2i20siniD.d100-81sin2i18sini解析:如图所示,由题意可得sinisin=v1v2,将v2=0.9v1代入

10、,得sin =910sin i,由几何关系可得肿瘤离肝脏表面的深度为h=d2cot =d21-sin2sin=d100-81sin2i18sini,选项D正确.10.由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够,部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”实验,实验步骤如下:a.如图所示,先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、ab作为三棱镜的两个界面,并在直线上标出点O;b.标出P3、P4的位置;c.将三棱镜放在白纸上,使短边跟ab对齐,长边跟ab对齐;d.在长边ab的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像完全被P2挡住;e.在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1

11、、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像;f.过O点作一垂直ab的线段OA,在OA上垂直地插两枚大头针P1、P2;g.移去三棱镜和大头针,连接P3P4交ab于O,过O点作与ab垂直的直线MN;h.作光路图,计算折射率n.(1)正确的实验步骤顺序为: .(2)请在图中画出准确完整的光路图;(3)请根据图中所给数据,求出该玻璃的折射率n=.解析:利用插针法确定光路,注意有时挡住的是物体本身,有时挡住的是物体的像,目的是确定某一入射光线和对应的出射光线,以利用折射定律求解折射率.答案:(1)a、f、c、d、e、b、g、h(2)光路如图所示(3)211.(2011年山东理综)如图所示,扇形AOB为透明

12、柱状介质的横截面,圆心角AOB=60,一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB.(1)求介质的折射率.(2)折射光线中恰好射到M点的光线(填“能”或“不能”)发生全反射.解析:光路如图(1)由几何知识知入射角i=60,折射角r=30据折射定律n=sinisinr代入数据得n=3(2)据折射定律n=1sinC则sin C=33,入射角=30,sin =1233.C,故不能发生全反射.答案:(1)3(2)不能12.如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直,一复色光与竖直方向成=30角射入玻璃砖的圆心,由于复色光中含有两种单色光,故在光屏上出现了两个光斑,玻璃对两种单色光的折射率分别为n1=2和n2=3,求:(1)这两个光斑之间的距离;(2)为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为多少?解析:(1)作出光路如图所示,由折射定律有:n1=sin 1sin,n2=sin 2sin代入数据得:2=sin 1sin303=sin 2sin