高考物理新课标一轮复习习题第13章 第3讲 光的折射 全反射Word格式文档下载.docx

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D.无论怎样增大入射角,单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射

E.若让两束光从同种玻璃射向空气,单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角

4.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是（　　）

A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小

B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小

C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大

D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大

5.（2015河南三市联考）（多选）如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路图如图所示。

MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在光屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是（　　）

A.该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小

B.在真空中,A光的波长比B光的波长长

C.在该玻璃体中,A光比B光的速度大

D.A光的频率比B光的频率高

E.A光从空气进入该玻璃体后,其频率变高

6.（2016内蒙古赤峰宁城统考）有一玻璃球冠,右侧面镀银,光源S就在其对称轴上,如图所示。

从光源S发出的一束光射到球面上,其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播,另一部分光折射入玻璃球冠内,经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回。

若球面半径为R,玻璃折射率为,求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大?

7.如图所示,在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ,OP=OQ=R,一束单色光垂直OP面射入玻璃体,在OP面上的入射点为A,OA=,此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出,且与x轴交于D点,OD=R,求该玻璃的折射率。

B组　提升题组

8.（2015江西南昌调研）折射率n=的直角玻璃三棱镜截面如图所示,一束单色光从AB面入射,入射角为i（图中未标出）,ab为其折射光线,ab与AB面的夹角θ=60°

则（　　）

A.i=45°

光在AC面上不发生全反射

B.i=45°

光在AC面上发生全反射

C.i=30°

D.i=30°

9.（2016湖北孝感调研）如图所示,有一截面是直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°

它对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2。

在距AC边d处有一与AC平行的光屏,现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜。

　　①红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少?

②若两种光都能从AC面射出,求在光屏MN上两光点间的距离。

10.如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面。

试求:

（ⅰ）该材料对此平行光束的折射率;

（ⅱ）这些到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?

11.（2016四川阆中二模）如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°

∠B=60°

。

一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出。

若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等,

（ⅰ）求三棱镜的折射率;

（ⅱ）在三棱镜的AC边是否有光线透出?

写出分析过程。

（不考虑多次反射）

12.（2015辽宁抚顺六校联合体期中）如图所示,AOB是由某种透明物质制成的圆柱体的横截面（O为圆心）,折射率为。

今有一束平行光以45°

的入射角射向柱体的OA平面,这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出,设射到OB面的光线全部被吸收,也不考虑OA面的反射,求圆柱体AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几?

13.（2015陕西五校三模）如图所示为一巨大的玻璃容器,容器底部有一定的厚度,容器中装一定量的水,在容器底部有一单色点光源,已知水对该光的折射率为,玻璃对该光的折射率为1.5,容器底部玻璃的厚度为d,水的深度也为d。

求:

（1）该光在玻璃和水中传播的速度（光在真空中的传播速度为c）;

（2）水面形成的光斑的面积（仅考虑直接由光源发出的光线）。

答案全解全析

1.BCD　据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所示,知O1点应在O点的左侧,故A错。

光从光疏介质（空气）进入光密介质（水）中时,速度变小,故B对。

紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的折射角,则紫光的折射光线可能通过B点正下方的C点,故C对。

若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光的折射角,则可能通过B点正上方的D点,故D对。

若蓝光沿AO方向射入,据折射定律,知折射光线不能通过B点正上方的D点,故E错。

2.A　设光由水射向空气的临界角为i,如图所示,则sini===,解得h=r。

3.ADE　由图可知,单色光1的折射角小,根据n=知单色光1的折射率大,则单色光1的频率大,A项正确;

由v=知在玻璃中单色光1的传播速度小,B项错误;

蓝光比红光的折射率大,故有可能单色光1是蓝光,单色光2是红光,C项错误;

只要光能射进玻璃板,则折射角小于临界角,根据几何知识知光在下表面的入射角必小于临界角,因此不可能发生全反射,D项正确;

由sinC=得单色光1的临界角小,E项正确。

4.D　光从水里射入空气时发生折射,入射角相同时,折射率越大,折射角越大,从水面上看光源越浅,红灯发出的红光的折射率最小,看起来最深;

设光源的深度为d,光的临界角为C,则光能够照亮的水面面积大小为S=π（dtanC）2,可见,临界角越大的光,照亮的面积越大,各种色光中,红光的折射率最小,临界角最大,所以红灯照亮的水面面积较大,选项D正确。

5.ABC　由图可知B光的偏折程度比A光大,则玻璃体对B光的折射率大于对A光的折射率,说明B光的频率较大,由c=λν知,A光的波长较长,故A、B正确,D错误;

根据v=得,A光的折射率较小,则A光在玻璃中的速度较大,故C正确;

光由一种介质进入另一种介质时频率不变,故E错误。

6.

答案　0.73R

解析　如图所示,n=

θ1=θ3

θ3+θ2=90°

可得:

θ1=60°

θ2=30°

β=θ2=30°

α=θ1-β=30°

SO=R

SM=SO-R=（-1）R≈0.73R

7.

答案　

解析　设入射角为θ1,折射角为θ2,如图所示。

则有

sinθ1==,

解得θ1=30°

由几何关系可得θ2=60°

则折射率n==

8.B　由题图中几何关系可知折射角r=30°

由折射定律n=可得,入射角i=45°

由全反射关系可知,sinC=,得C=45°

由几何关系可得,光在AC面上的入射角为60°

因此光在AC面上会发生全反射。

所以选B。

9.

答案　①=　②d

解析　①根据n=,得v红=,v紫=

所以有=

②根据几何关系可知,光从AC面上发生折射时的入射角为30°

根据折射定律有:

n1=,n2=

可知tanr1=,tanr2=

所以光屏MN上两光点间的距离为x=d（tanr2-tanr1）=d。

10.

答案　（ⅰ）　（ⅱ）d>

解析　（ⅰ）由于对称性,我们考虑从AB面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC面的,由对称性不难得出,光线进入AB面时的入射角α、折射角β分别为

α=60°

β=30°

由折射定律,得材料的折射率

n==

（ⅱ）如图O为BC中点,在B点附近折射的光线从BC面射出后与直线AO交于D,可看出只要光屏放得比D点远,则光斑会分为两块。

由几何关系可得OD=a

所以当光屏到BC的距离d>

a时,光斑会分为两块。

11.

答案　（ⅰ）　（ⅱ）见解析

解析　（ⅰ）光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点。

设光线在P点的入射角为i、折射角为r,在M点的入射角为r'

、折射角依题意也为i,有

i=60°

①

由折射定律有

sini=nsinr②

nsinr'

=sini③

由②③式得

r=r'

④

OO'

为过M点的法线,∠C为直角,OO'

∥AC。

由几何关系有

∠MNC=r'

⑤

由反射定律可知

∠PNA=∠MNC⑥

联立④⑤⑥式得

∠PNA=r⑦

由几何关系得

r=30°

⑧

联立①②⑧式得

n=⑨

（ⅱ）设在N点的入射角为i″,由几何关系得

i″=60°

⑩

此三棱镜的全反射临界角满足

nsinC=1

由⑨⑩

式得

i″>

C

此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出。

12.

解析　在OA面上,入射角i=45°

设折射角为r,则sinr==,r=30°

光路图如图所示,从O点射入的光沿半径从E点射出,BE段无光射出。

临界角C满足sinC=,解得C=45°

设∠FDO=C=45°

则由几何关系可得∠AOD=15°

照到AD弧上的光均发生全反射,不能射出。

综上所述,光线不能从弧AD和BE射出,对应的圆心角为45°

故能射出光线的部分占AB表面的。

13.

答案　

（1）c　c　

（2）

解析　

（1）由v=得,光在水中的传播速度为v1=c,

光在玻璃中的传播速度为v2=c。

（2）根据几何关系画出光路图,如图所示。

光恰好在水和空气的分界面发生全反射时,有

sinC==,

在玻璃与水的分界面上,由相对折射关系可得=

解得:

sinθ=

代入数据可计算出光斑的半径

r=d（tanθ+tanC）=（+）d

水面形成的光斑的面积S=πr2=