高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械震動 機(jī)械波 光 電磁波 相對論簡介 第三講 光的折射 全反射課時(shí)作業(yè)

1、第三講 光的折射 全反射 a組·基礎(chǔ)題一、選擇題1(多選)一束光從空氣射向折射率n的某種玻璃表面，下列說法正確的是()a入射角大于45°時(shí)，會發(fā)生全反射現(xiàn)象b無論入射角多大，折射角都不超過45°c欲使折射角等于30°，應(yīng)以45°入射角入射d當(dāng)入射角等于arctan時(shí)，反射光線和折射光線垂直e當(dāng)入射角等于arctan時(shí)，入射光線和反射光線垂直解析：發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)且入射角大于等于臨界角，故光線從空氣射入玻璃，無論角度多大，都不能發(fā)生全反射，a錯(cuò)因?yàn)檎凵渎蕿?，臨界角為45°，所以光線從空氣射入玻璃時(shí)，折射角不能大

2、于45°，b對根據(jù)折射定律n，入射角為45°，折射角為30°，可得c對由光路圖和幾何知識可知，當(dāng)反射光線和折射光線垂直，入射角為，則折射角為90°.由折射定律n，解得arctan，故d對，e錯(cuò)答案：bcd2(2017·河北定州中學(xué)模擬)如圖是一個(gè)1/4圓柱體棱鏡的截面圖，圖中e、f、g、h將半徑om分成5等份，虛線ee1、ff1、gg1、hh1平行于半徑on，on邊可吸收到達(dá)其上的所有光線已知該棱鏡的折射率n，若平行光束垂直入射并覆蓋om，則光線()a不能從圓弧nf1射出b只能從圓弧ng1射出c能從圓弧g1h1射出d能從圓弧h1m射出解析：由臨

3、界角公式得到sinc.設(shè)圓弧的半徑為r，rsin cr，則由題可知，當(dāng)光線從g點(diǎn)入射到圓弧面g1點(diǎn)時(shí)，恰好發(fā)生全反射當(dāng)入射點(diǎn)在g1的右側(cè)時(shí)，入射角大于臨界角，將發(fā)生全反射，光線將不能從圓弧射出當(dāng)入射點(diǎn)在g1的左側(cè)時(shí)，入射角小于臨界角，不發(fā)生全反射，光線將從圓弧面射出所以光線只能從圓弧ng1射出，故選b.答案：b二、非選擇題3某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖所示(1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n_(用圖中的1、2表示)(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度_(選填“大”或“小”)的玻璃磚來測量解

4、析：(1)據(jù)題意可知入射角為(90°1)，折射角為(90°2)，則玻璃的折射率為n.(2)玻璃磚越寬，光線在玻璃磚內(nèi)的傳播方向越容易確定，測量結(jié)果越準(zhǔn)確故應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量答案：(1)(或)(2)大4.(2017·湖北襄陽四中模擬)如圖所示，一半徑為r的圓柱形玻璃磚放置在水平地面上，一束由紅光和紫光組成的細(xì)光束從玻璃磚的a點(diǎn)水平射入，最后在玻璃磚右側(cè)的地面上形成兩個(gè)光點(diǎn)已知oa，該玻璃磚對紅光的折射率為，對紫光的折射率為，求地面上兩個(gè)光點(diǎn)之間的距離解析：因?yàn)閛or，oa，所以aoo30°，oob60°設(shè)紅光折射后的折射角為，由折射定律得

5、解得45°，由幾何關(guān)系得bod75°設(shè)藍(lán)光折射后的折射角為，由折射定律得解得60°由幾何關(guān)系得boc60°由幾何知識可得bcr，bdr兩個(gè)光點(diǎn)間的距離為cdbdbcr答案：r5.如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知a60°，c90°；一束極細(xì)的光于ac邊距c點(diǎn)為a的點(diǎn)e垂直ac面入射，aca，棱鏡的折射率n.求：(1)光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時(shí)的折射角；(2)光從進(jìn)入棱鏡到第一次射入空氣時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間(設(shè)光在真空中的傳播速度為c)解析：(1)如圖所示，因?yàn)楣饩€在d點(diǎn)發(fā)生全反射，由反射定律和幾何知識得430°

6、，則n，sin 5 第一次射入空氣的折射角545°.(2)設(shè)光線由o點(diǎn)到e點(diǎn)所需的時(shí)間t，則t，v，由數(shù)學(xué)知識得oda，dea，由以上各式可得a.答案：(1)45°(2)ab組·能力題非選擇題6如圖甲所示為光學(xué)實(shí)驗(yàn)用的長方體玻璃磚，它的_面不能用手直接接觸在用插針法測定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)繪出的玻璃磚和三個(gè)針孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的針正好擋住插在a、b位置的針的像，但最后一個(gè)針孔的位置不同，分別為d、e兩點(diǎn)，如圖乙所示計(jì)算折射率時(shí)，用_(選填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值較小，用_(選填“d”或“e”)點(diǎn)得到的值誤差較小解析：若用手接觸光學(xué)面，

7、則油污層可使透過光的量及部分光的傳播方向發(fā)生變化，使玻璃磚折射成像不清，觀察模糊，影響實(shí)驗(yàn)效果如圖所示，用d點(diǎn)得到n的測量值較小由圖可得，ce與ad近似平行，故用e點(diǎn)得到n的測量值誤差較小答案：光學(xué)de7(2014·高考全國卷)一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面在玻璃板上表面放置一半徑為r的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率解析：如圖，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的a點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的a點(diǎn)發(fā)生折射，根據(jù)折射定律有nsin sin 式中，n是玻璃

8、的折射率，是入射角，是折射角現(xiàn)假設(shè)a恰好在紙片邊緣由題意，在a點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故設(shè)aa線段在玻璃上表面的投影長為l，由幾何關(guān)系有sin 由題意，紙片的半徑應(yīng)為rlr聯(lián)立以上各式得n.答案： 8.某半圓形有機(jī)玻璃磚的橫截面如圖所示，半徑為r，o為圓心，一束平行光線照射到玻璃磚mo面上，中心光線a沿半徑方向射入玻璃磚后，恰在o點(diǎn)發(fā)生全反射，已知aom45°.求： (1)玻璃磚的折射率n；(2)玻璃磚底面mn出射光束的寬度解析：(1)由n得n(2)分析可知：進(jìn)入玻璃磚入射到mo的光線均發(fā)生全反射，從o點(diǎn)入射光的路徑如圖所示由n得30°，由光路可逆30°、45°

9、;，出射平行odrtan 30°r出射光束的寬度dodcos 45°r答案：(1)(2)r9.(2017·廣西南寧二中等三校聯(lián)考)一半徑為r的球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成現(xiàn)有一束位于過球心o的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示已知入射光線與桌面的距離為r，光在真空中的傳播速度為c，求：(1)出射角；(2)光穿越球體的時(shí)間解析：(1)設(shè)入射光線與球體的交點(diǎn)為c，連接oc，oc即為入射點(diǎn)的法線因此，圖中的角為入射角過c點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為b，如圖所示依題意，cob又由obc知sin 設(shè)光線在c點(diǎn)的折射角為，由折射定律得n聯(lián)立得30°由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角如圖所示為30°由折射定律得因此sin ，解得60°.(2)由幾何知識知aco為等腰三角形，故2ac·cos 30°r光線在球體內(nèi)的傳播速度為v設(shè)光穿越球體的時(shí)間為t，則t聯(lián)立得t答案：(1)60°(2)6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc31