高三物理一轮复习 第十三章 光学 1 光的折射 全反射课时达标

光的折射全反射1(2014四川卷)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()A小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B小球所发的光能从水面任何区域射出C小球所发的光从水中进入空气后频率变大D小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大答案：D解析：光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以A、B两项错误；光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以C项错误；由v得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D项正确2(2015天津卷)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在玄真子涛之灵中写道：“雨色映日而为虹”从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光()A在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能D以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光答案：C解析：由折射图象可知，a的折射程度大，玻璃对a的折射率大，a光的频率高，由v可知，在同种玻璃中a光的传播速度小于b光，A项错误；以相同的角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，由于a光的折射程度大，因此a光的侧移量大，B项错误；分别照射同一光电管，由于a光的频率高，因此如果b能引起光电效应，a光一定能，C项正确；由sin C可知，光从水中射入空气，由于a光的临界角小于b光的临界角，因此如果有一种光发生全反射，这个光一定是a光，射出空气的一定是b光，D项错误3关于光纤的说法，正确的是()A光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的答案：C解析：光导纤维的作用是传导光，是特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点在实际应用中，光纤是可以弯曲的4实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长的变化符合科西经验公式：nA，其中A、B、C是正的常量太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示则()A屏上c处是紫光B屏上d处是红光C屏上b处是紫光D屏上a处是红光答案：D解析：根据nA知波长越长，折射率越小，光线偏折越小从题图可知，d光偏折最厉害，折射率最大，应是紫光；a光偏折最小，折射率最小，应是红光；D项正确5.如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()答案：A解析：光束沿玻璃砖半径射向O点，在界面处入射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中的折射角大于入射角，A项正确，C项错误；当光束由空气射向玻璃砖时，由发生全反射的条件可知B项错误；在玻璃中的折射角应小于入射角，D项错误6(多选)(2015全国新课标卷)如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，则()A在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B在真空中，a光的波长小于b光的波长C玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a首先消失E分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距答案：ABD解析：由n可知nanb，vavb，真空中a光的波长0小于b光的波长，故A、B两项正确，C项错误；由sin C可知a光的临界角小于b光的临界角，D项正确；由条纹间距公式x可知E项错误7某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左上方竖直放置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，如图所示他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是()A单色光a的波长小于单色光b的波长B在玻璃中单色光a的传播速度大于单色光b的传播速度C单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光答案：B解析：根据光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由可知A项错误；由v可知B项正确；由于光在玻璃砖中传播距离相同，根据t可知C项错误；由sin C可知D项错误8如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为()Ar B1.5rC2r D2.5r答案：C解析：由n1.5，可知光线首先发生全反射，作出光路图如图所示，由图中几何关系可得rtan 60(Rr)tan 30，故R2r.C项正确9半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示已知入射光线与桌面的距离为R，光在真空中的传播速度为c，求：(1)出射角.(2)光穿越球体的时间.答案：(1)60(2)解析：(1)设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线，因此，图中的角为入射角，过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B，如图所示依题意，COB又由OBC知：sin 设光线在C点的折射角为，由折射定律得由式得30由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角如图所示为30由折射定律得，因此sin ，解得60.(2)由几何知识知ACO为等腰三角形，故2ACcos 30R光线在球体内的传播速度为v设光穿越球体的时间为t，则t由得t10如图为由某种透明材料做成的三棱镜的横截面，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(1)求该材料对此平行光束的折射率(2)这些到达BC面的光线从BC面射出后，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？答案：(1)(2)da解析： (1)从AB面入射的光线，在棱镜中是平行于AC面的，则光线进入AB面时的入射角、折射角分别为60，30由折射定律知，该材料对此平行光束的折射率n.(2)如图所示，O为BC的中点，在B点附近折射的光线从BC面射出后与直线AO交于D点，只要屏放得比D点远，光斑就会分成两块由几何关系可得ODa所以当屏到BC面的距离da时，此光斑分为两块