【紅對勾】2014屆高三物理總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)36光的折射全反射色散

PAGEPAGE9課時(shí)作業(yè)3?6光的折射全反射色散時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×8′＝64′)1．如圖所示，一個(gè)三棱鏡?的截面為等?腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在?平面內(nèi)的光?線沿平行于?BC邊的方?向射到AB?邊，進(jìn)入棱鏡后?直接射到A?C邊上，并剛好能發(fā)?生全反射．該棱鏡材料?的折射率為?()A.eq\f(\r(6),2) B.eq\r(2)C.eq\f(3,2) D.eq\r(3)解析：如右圖所示?，由折射規(guī)律?可得eq\f(sin45?°,sinr)＝n，若光線在A?C邊上的D?點(diǎn)發(fā)生全反?射，則sinβ?＝eq\f(1,n)，由幾何關(guān)系?又有r＝90°－β，結(jié)合以上三?式可得n2?＝eq\f(3,2)，即n＝eq\f(\r(6),2)，正確答案為?A.答案：A2．(2011·浙江高考)“B超”可用于探測?人體內(nèi)臟的?病變狀況．如右圖所示?是超聲波從?肝臟表面入?射，經(jīng)折射與反?射，最后從肝臟?表面射出的?示意圖．超聲波在進(jìn)?入肝臟發(fā)生?折射時(shí)遵循?的規(guī)律與光?的折射規(guī)律?類似，可表述為eq\f(sinθ1?,sinθ2?)＝eq\f(v1,v2)(式中θ1是?入射角，θ2是折射?角，v1，v2分別是?超聲波在肝?外和肝內(nèi)的?傳播速度)，超聲波在腫?瘤表面發(fā)生?反射時(shí)遵循?的規(guī)律與光?的反射規(guī)律?相同．已知v2＝0.9v1，入射點(diǎn)與出?射點(diǎn)之間的?距離是d，入射角為i?，腫瘤的反射?面恰好與肝?臟表面平行?，則腫瘤離肝?臟表面的深?度h為()A.eq\f(9dsin?i,2\r(100－81sin?2i)) B.eq\f(d\r(81－100si?n2i),10sin?i)C.eq\f(d\r(81－100si?n2i),20sin?i) D.eq\f(d\r(100－81sin?2i),18sin?i)解析：畫出波的傳?播示意圖，如圖所示，則有eq\f(sini,sinβ)＝eq\f(v1,v2)＝eq\f(1,0.9)，得sinβ?＝0.9sini?.由幾何關(guān)系?得tanβ?＝eq\f(d,2h)，即eq\f(0.9sini?,\r(1－0.9sini?2))＝eq\f(d,2h)，所以h＝eq\f(d\r(100－81sin?2i),18sin?i)，選項(xiàng)D正確?．答案：D3．(2011·福建高考)如右圖，半圓形玻璃?磚置于光屏?PQ的左下?方．一束白光沿?半徑方向從?A點(diǎn)射入玻?璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生?反射和折射?，折射光在光?屏上呈現(xiàn)七?色光帶．若入射點(diǎn)由?A向B緩慢?移動(dòng)，并保持白光?沿半徑方向?入射到O點(diǎn)?，觀察到各色?光在光屏上?陸續(xù)消失．在光帶未完?全消失之前?，反射光的強(qiáng)?度變化以及?光屏上最先?消失的光分?別是()A．減弱，紫光 B．減弱，紅光C．增強(qiáng)，紫光 D．增強(qiáng)，紅光解析：入射點(diǎn)由A?向B緩慢移?動(dòng)的過程中?，同一介質(zhì)對?各色光的折?射率不同，各色光對應(yīng)?的全反射的?臨界角也不?同．七色光中紫?光的折射率?最大，由sinC?＝eq\f(1,n)可知紫光的?臨界角最小?，所以最先發(fā)?生全反射的?是紫光，折射光減弱?，則反射光增?強(qiáng)，故C正確．答案：C4．酷熱的夏天?，在平坦的柏?油公路上，你會(huì)看到在?一定距離之?外，地面顯得格?外明亮，仿佛是一片?水面，似乎還能看?到遠(yuǎn)處車、人的倒影．但當(dāng)你靠近?“水面”時(shí)，它卻隨你靠?近而后退．對此現(xiàn)象正?確的解釋是?()A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的?折射造成的?B．“水面”不存在，是由于酷熱?難耐，人產(chǎn)生的幻?覺C．太陽輻射到?地面，使地表溫度?升高，折射率大，發(fā)生全反射?D．太陽輻射到?地面，使地表溫度?升高，折射率小，發(fā)生全反射?解析：酷熱的夏天?地面溫度高?，地面附近空?氣的密度小?，空氣的折射?率下小上大?，遠(yuǎn)處車、人反射的太?陽光由光密?介質(zhì)射入光?疏介質(zhì)發(fā)生?全反射．答案：D5．如下圖所示?，一細(xì)束紅光?和一細(xì)束藍(lán)?光平行射到?同一個(gè)三棱?鏡上，經(jīng)折射后交?于光屏上的?同一個(gè)點(diǎn)M?，若用n1和?n2分別表?示三棱鏡對?紅光和藍(lán)光?的折射率，下列說法中?正確的是()A．n1<n2，a為紅光，b為藍(lán)光B．n1<n2，a為藍(lán)光，b為紅光C．n1>n2，a為紅光，b為藍(lán)光D．n1>n2，a為藍(lán)光，b為紅光解析：由圖可知，b光線經(jīng)過?三棱鏡后的?偏折角較小?，因此折射率?較小，是紅光．故B正確．答案：B6．香港中文大?學(xué)第三任校?長高錕榮獲?了2009?年諾貝爾物?理學(xué)獎(jiǎng)．諾貝爾獎(jiǎng)委?員會(huì)高度評?價(jià)了高錕的?貢獻(xiàn)，評委會(huì)指出?：高錕196?6年發(fā)現(xiàn)如?何通過光學(xué)?玻璃纖維遠(yuǎn)?距離傳輸光?信號的工作?，成為今日電?話和高速互?聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代?通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)?行的基石．下列關(guān)于“光纖”及原理的說?法中，正確的是()A．光纖通信具?有傳輸容量?大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)?等優(yōu)點(diǎn)B．光纖通信、全息照相、數(shù)碼相機(jī)及?醫(yī)用纖維式?內(nèi)窺鏡都是?利用了光的?全反射原理?C．實(shí)用光導(dǎo)纖?維是由內(nèi)芯?和外套兩層?組成，內(nèi)芯的折射?率比外套的?小，光傳播時(shí)在?內(nèi)芯與外套?的界面上發(fā)?生全反射D．當(dāng)今，在信號的傳?輸領(lǐng)域中，光纖電纜(“光纜”)已經(jīng)幾乎完?全取代了傳?統(tǒng)的銅質(zhì)“電纜”，成為傳播信?息的主要工?具，是互聯(lián)網(wǎng)的?骨架，并已聯(lián)接到?普通社區(qū)解析：全息照相是?利用了光的?干涉的原理?，數(shù)碼相機(jī)是?一種利用電?子傳感器把?光學(xué)影像轉(zhuǎn)?換成電子數(shù)?據(jù)的照相機(jī)?，它們都不是?利用了光的?全反射原理?，B錯(cuò)誤；實(shí)用光導(dǎo)纖?維是由內(nèi)芯?和外套兩層?組成，內(nèi)芯的折射?率比外套的?大，C錯(cuò)誤．答案：AD7．(2013·浙江期末調(diào)?研)為了表演“隱形的大頭?針”節(jié)目，某同學(xué)在半?徑為r的圓?形軟木片中?心垂直插入?一枚大頭針?，并將其放入?盛有水的碗?中，如圖所示．已知水的折?射率為eq\f(4,3)，為了保證表?演成功(在水面上看?不到大頭針?)，大頭針末端?離水面的最?大距離h為?()A.eq\f(\r(7),3)r B.eq\f(4,3)rC.eq\f(3,4)r D.eq\f(3\r(7),7)r解析：只要從大頭?針末端發(fā)出?的光線射到?圓形軟木片?邊緣界面處?能夠發(fā)生全?反射，就從水面上?看不到大頭?針，如圖所示，根據(jù)圖中幾?何關(guān)系有s?inC＝eq\f(r,\r(r2＋h2))＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,4)，所以h＝eq\f(\r(7),3)r，選項(xiàng)A對．答案：A8．(2013·浙江溫州八?校聯(lián)考)高速公路上?的標(biāo)牌常用?“回光返膜”制成，夜間行車時(shí)?，它能將車燈?照射出去的?光逆向返回?，標(biāo)志牌上的?字特別醒目?．這種“回光返照膜?”是用球體反?射原件制成?的．如圖所示，反光膜內(nèi)均?勻分布著直?徑10μm的細(xì)玻?璃珠，所用玻璃的?折射率為eq\r(3)，為使入射的?車燈光線經(jīng)?玻璃的折射?、反射、再折射后恰?好和入射光?線平行，那么第一次?入射的入射?角是()A．60° B．45°C．30° D．15°解析：設(shè)入射角為?i，折射角為θ?，作出光路圖?如圖所示，因?yàn)槌錾涔?線恰好和入?射光線平行?，所以i＝2θ，根據(jù)折射定?律n＝eq\f(sini,sinθ)＝eq\f(sin2θ?,sinθ)＝eq\r(3)，所以θ＝30°，i＝2θ＝60°，選項(xiàng)A正確?．答案：A二、計(jì)算題(3×12′＝36′)9．夏日晚上，小明去游泳?池游泳，他站在池邊?發(fā)現(xiàn)對岸標(biāo)?桿上有一燈?A，水下池壁上?有一彩燈B?(B燈在圖中?未畫出)，如右圖所示?，他調(diào)整自己?到岸邊的距?離，直到發(fā)現(xiàn)A?燈經(jīng)水面反?射所成的像?與B燈經(jīng)水?面折射后所?成的像重合?，此時(shí)人到對?岸的距離L?＝10m，A燈距水面?高為0.5m，人眼E距水?面高為2m，水的折射率?為eq\f(4,3).(1)畫出小明看?到A、B燈的像重?合時(shí)的光路?圖．(2)求B燈在水?面下的深度?．解析：(1)光路圖如下?圖所示(2)設(shè)水面為C?F，A到水面的?距離為L1?，B燈與水面?的距離為L?2，人眼到水面?的距離為L?3，點(diǎn)C、D之間的距?離為L4，得eq\f(L4,L－L4)＝eq\f(L1,L3)即eq\f(L4,10－L4)＝eq\f(0.5,2)得L4＝2m對B燈光的?折射過程，有sinθ?1＝sin∠CBD＝eq\f(2,\r(22＋L\o\al(2,2)))sinθ2?＝sin∠CA′D＝eq\f(2,\r(22＋0.52))eq\f(sinθ1?,sinθ2?)＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,4)得燈在水面?下深處L2?＝eq\f(4,3)eq\r(2)m＝1.89m答案：(1)見解析圖(2)1.89m10．如圖所示，AB為一長?L＝30km的光導(dǎo)?纖維，一束光線從?端面A射入?，在側(cè)面發(fā)生?全反射，最后從B端?面射出．已知光導(dǎo)纖?維的折射率?n＝1.35，光線從纖維?內(nèi)側(cè)面向外?射出時(shí)，臨界角的正?弦值為0.9，設(shè)在側(cè)面發(fā)?生全反射的?光線從A端?傳播到B端?所需時(shí)間為?t，求t的最小?值和最大值?．解析：光線在光導(dǎo)?纖維中傳播?的時(shí)間取決?于光沿AB?方向的分速?度大小，這與入射角?的大小有關(guān)?．設(shè)光在光導(dǎo)?纖維中傳播?的速度為v?，則當(dāng)入射角?θ1＝0時(shí)，光在光導(dǎo)纖?維中沿AB?方向直線傳?播，此時(shí)時(shí)間最?短，為tmin＝eq\f(L,v)，又v＝eq\f(c,n)可得tmin＝eq\f(Ln,c)＝1.35×10－4s當(dāng)入射角恰?能使光線在?光導(dǎo)纖維側(cè)?面發(fā)生全反?射時(shí)，光在沿AB?方向分速度?最小，對應(yīng)時(shí)間最?長，為tmax＝eq\f(L,v·sinα)＝1.5×10－4s.答案：1.35×10－4s1.5×10－4s11．(2012·課標(biāo)全國理?綜)一玻璃立方?體中心有一?點(diǎn)狀光源．今在立方體?的部分表面?鍍上不透明?薄膜，以致從光源?發(fā)出的光線?只經(jīng)過一次?折射不能透?出立方體．已知該玻璃?的折射率為?eq\r(2)，求鍍膜的面?積與立方體?表面積之比?的最小值．解析：如右圖，考慮從玻璃?立方體中心?O點(diǎn)發(fā)出的?一條光線，假設(shè)它斜射?到玻璃立方?體上表面發(fā)?生折射．根據(jù)折射定?律有nsinθ?＝sinα①式中，n是玻璃的?折射率，入射角等于?θ，α是折射角?．現(xiàn)假設(shè)A點(diǎn)?是上表面面?積最小的不?透明薄膜邊?緣上的一點(diǎn)?．由題意，在A點(diǎn)剛好?發(fā)生全反射?，故αA＝eq\f(π,2)②設(shè)線段OA?在立方體上?表面的投影?長為RA，由幾何關(guān)系?有sinθA?＝eq\f(RA,\r(R\o\al(2,A)＋\b\lc\(\