（四川專用）高考物理一輪復習 第十二章 課時跟蹤檢測（四十一）光的折射 全反射.DOC

課時跟蹤檢測(四十一)光的折射全反射對點訓練：折射定律圖11.如圖1所示，一條光線從空氣垂直射到直角玻璃三棱鏡的界面ab上，棱鏡材料的折射率為1.414，這條光線從bc邊射出棱鏡后的光線與界面bc的夾角為()a90b60c30 d45圖22.如圖2所示，玻璃球的半徑為r，折射率n，今有一束平行直徑ab方向的光照射在玻璃球上，經b點最終能沿原方向相反方向射出的光線離ab的距離為()a.r b.rc.r d.圖33(多選)一束光從空氣射向折射率n的某種玻璃的表面，如圖3所示。i代表入射角，則()a當入射角i0時不會發(fā)生折射現(xiàn)象b無論入射角i是多大，折射角r都不會超過45c欲使折射角r30，應以i60的角度入射d當入射角iarctan時，反射光線跟折射光線恰好互相垂直圖44有一玻璃半球，右側面鍍銀，光源s就在其對稱軸so上(o為球心)，且so水平，如圖4所示。從光源s發(fā)出的一束光射到球面上，其中一部分光經球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折入玻璃半球內，經右側鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回。若球面半徑為r，玻璃折射率為，求光源s與球心o之間的距離so為多大？對點訓練：全反射5(2014福建高考)如圖5，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，o點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()圖56公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是()a紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小b紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小c紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大d紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大圖67如圖6所示，扇形aob為透明柱狀介質的橫截面，圓心角aob60。一束平行于角平分線om的單色光由oa射入介質，經oa折射的光線恰平行于ob，以下對該介質的折射率值及折射光線中恰好射到m點的光線能不能發(fā)生全反射的說法正確的是()a.，不能發(fā)生全反射b.，能發(fā)生全反射c.，不能發(fā)生全反射 d.，能發(fā)生全反射圖78如圖7所示，空氣中有一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90，半徑為r的扇形nbc。該柱體厚度為h，即mndcabh。一束剛好覆蓋abnm面的單色光，以與該面成45角的方向照射到abnm面上。若只考慮首次入射到abcd面上的光，則abcd面上有光透出部分的面積為()a. b.c. d.圖8對點訓練：色散現(xiàn)象9.如圖8所示是一觀察太陽光譜的簡易裝置，一加滿清水的碗放在有陽光的地方，將平面鏡m斜放入水中，調整其傾斜角度，使太陽光經水面折射再經水中平面鏡反射，最后由水面折射回空氣射到室內白墻上，即可觀察到太陽光譜的七色光帶。逐漸增大平面鏡的傾斜角度，各色光將陸續(xù)消失，則此七色光帶從上到下的排列順序以及最先消失的光分別是()a紅光紫光，紅光 b紫光紅光，紅光c紅光紫光，紫光 d紫光紅光，紫光10.圖9如圖9所示，一細束白光通過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，下列說法正確的是()a若b光為綠光，則c光可能為藍光b若分別讓a、b、c三色光通過一雙縫裝置，則a光形成的干涉條紋的間距最小ca、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越小d若讓a、b、c三色光以同一入射角，從某介質射向空氣，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射對點訓練：綜合應用11如圖10所示，一束截面為圓形(半徑r1 m)的平行紫光垂直射向一半徑也為r的玻璃半球的平面，經折射后在屏幕s上形成一個圓形亮區(qū)。屏幕s至球心距離為d(1)m，不考慮光的干涉和衍射，試問：圖10(1)若玻璃半球對紫色光的折射率為n，請求出圓形亮區(qū)的半徑；(2)若將題干中紫光改為白光，在屏幕s上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色？12如圖11所示為某種透明介質的截面圖，aoc為等腰直角三角形，obc為半徑r10 cm的四分之一圓弧，ab與水平屏幕mn垂直并接觸于a點。由紅光和紫光兩種單色光組成的復色光射向圓心o，在ab分界面上的入射角i45，結果在水平屏幕mn上出現(xiàn)兩個亮斑。已知該介質對紅光和紫光的折射率分別為n1，n2。圖11(1)判斷在am和an兩處產生亮斑的顏色；(2)求兩個亮斑間的距離。答 案1選d由sin c得：光從玻璃射向真空時，發(fā)生全反射時的臨界角為：c45。由幾何關系可求得在bc面的入射角為30，由折射定律知：n得sin rnsin isin 30，所以r45，則射出棱鏡后的光線與界面bc的夾角為45，故d正確。2.選c由題意分析：光線照射在玻璃球上，最終能沿原方向相反方向射出，說明入射光路與出射光路平行對稱，作出光路圖，由光路圖知：122，又由折射定律得n，解以上兩式得：cos 2，即230，160，則drsin 1，所以dr，c正確。3選bd當入射角i0時光能從空氣進入玻璃，故發(fā)生了折射，a錯誤；當入射角是90時，根據(jù)折射定律n，解得：r45，所以無論入射角i是多大，折射角r都不會超過45，b正確；欲使折射角r30，根據(jù)折射定律n，解得：i45，故c錯誤；當iarctan ，有tan i，設入射角為i，折射角為r，根據(jù)折射定律ntan i，解得sin rcos i，所以反射光線跟折射光線恰好互相垂直，故d正確。4解析：如圖所示，由光的反射定律可知：13，2390，n可得：160，230，則230，130可得so2rcos 30r。答案：r5選a光只有從光密介質射向光疏介質且入射角大于全反射臨界角時才會發(fā)生全反射現(xiàn)象，而玻璃相對于空氣是光密介質，故b項錯；由折射定律可知，光由空氣射入玻璃，入射角大于折射角，d項錯；由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空氣，入射角小于折射角，c項錯，故a項對。6選d光從水里射入空氣時發(fā)生折射，入射角相同時，折射率越大，折射角越大，從水面上看光源越淺，紅燈發(fā)出的紅光的折射率最小，看起來最深；設光源的深度為d，光的臨界角為c，則光能夠照亮的水面面積大小為s(dtan c)2，可見，臨界角越大的光，照亮的面積越大，各種色光中，紅光的折射率最小，臨界角最大，所以紅燈照亮的水面面積較大，選項d正確。7.選a畫出光路圖，并根據(jù)幾何關系標出角度，如圖所示。由圖可知，介質的折射率n；因為sin 30sin c，所以折射光線中恰好射到m點的光線不能發(fā)生全反射，選項a正確。8.選b根據(jù)折射定律有：n，得sin r0.5，折射角r30，即光進入玻璃后光線與豎直方向的夾角為30。過n的光線垂直入射到bc界面上點g射出，g到c之間沒有光線射出；越接近b的光線入射到bc界面上時的入射角越大，發(fā)生全反射的可能性越大。根據(jù)臨界角公式：sin c，可得臨界角c45，設bc界面上的臨界點為e，此光線由nb界面上點f入射，在三角形nef中可求得ne與水平方向的夾角為：180(12045)15，所以e到b之間沒有光線射出。由此可得沒有光線射出的圓弧對應圓心角為90(3015)45，所以有光透出的部分的弧長為，則abcd面上有光透出部分的面積為s，故a、c、d錯誤，b正確。9選c根據(jù)折射定律作出光路圖可知，此七色光帶從上到下的排列順序是紅光紫光；因為水對紫光的折射率n最大，根據(jù)公式sin c可知，其從水中射向水平面時發(fā)生全反射的臨界角最小，所以最先消失。綜上分析，正確選項為c。10選b白光經過色散后，從c到a形成紅光到紫光的彩色光帶，從c到a波長在逐漸減小，因為藍光的波長小于綠光的波長，所以如果b是綠光，c絕對不可能是藍光，a錯誤；c光的波長最長，a光波長最短，由于干涉條紋的間距與波長成正比，a光形成的干涉條紋的間距最小，故b正確；由圖看出，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式v分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越大，故c錯誤；c光的折射率最小，a光的折射率最大，由臨界角公式sin c分析得知，a光的臨界角最小，c光臨界角最大，則若讓a、b、c三色光以同一入射角，從某介質射向空氣，b光恰能發(fā)生全反射，則c光一定不能發(fā)生全反射，故d錯誤。11解析：(1)如圖，紫光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕s上的點e，e點到亮區(qū)中心g的距離r就是所求最大半徑。設紫光臨界角為c，由全反射的知識：sin c由幾何知識可知：abrsin cobrcos crbfabtan c，gfd(obbf)d，所以有：rmgednr1 m。由于白色光中紫光的折射率最大，臨界角最小，故在屏幕s上形成的圓形亮區(qū)的邊緣應是紫色光。答案：(1)1 m(2)紫色12解析：(1)設紅光和紫光的臨界角分別為c1、c2，則sin c1，c160，同理c245，i45c2，i45c1，所以紫光在ab面發(fā)生全反射，而紅光在ab面一部分折射，一部分反射，且由幾何關系可知，反射光線與ac垂直，所以在am處產生的亮斑p1為紅色，