2019-2020年高考物理一轮总复习 第十二章 振动和波 光 相对论(选修3-4) 第36讲 光的折射 全反射课时达标.doc

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2019-2020年高考物理一轮总复习 第十二章 振动和波 光 相对论(选修3-4) 第36讲 光的折射 全反射课时达标 解密考纲主要考查光的折射和光的全反射,应透彻理解折射率、临界角、全反射的条件,掌握折射率、临界角的计算1(xx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( D )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关于光纤的说法,正确的是( C )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3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( D )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4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( B )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5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( C )ArB1.5rC2rD2.5r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6a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时,其折射光束如图所示用a、b两束光( C )A先后照射双缝干涉实验装置,在缝后屏上都能出现干涉条纹,由此确定光是横波B先后照射某金属,a光照射时恰能逸出光电子,b光照射时也能逸出光电子C从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面,若b光不能进入空气,则a光也不能进入空气D从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面,a光的反射角比b光的反射角大解析:横波与纵波均能发生干涉现象,双缝干涉只能证明光具有波动性,A项错误;从题图可看出a光折射率较大,频率也较大,a光照射某金属时恰能逸出光电子,b光的频率低于该金属的极限频率,b光照射时一定不能逸出光电子,B项错误;a光折射率较大,发生全反射的临界角较小,以相同角度入射,b光已发生全反射,a光一定发生全反射,C项正确;由于入射角相同,由反射定律知反射角也相同,D项错误7(xx浙江杭州模拟)如图所示,一半圆形玻璃砖半径R18 cm,可绕其圆心O在纸面内转动,M为一根光标尺,开始时玻璃砖的直径PQ与光标尺平行一束激光从玻璃砖左侧垂直于PQ射到O点,在M上留下一光点Q1.保持入射光方向不变,使玻璃砖绕O点逆时针缓慢转动,光点在标尺上移动,最终在距离O1点h32 cm处消失已知O、O1间的距离l24 cm,光在真空中传播速度c3.0108 m/s.求:(1)玻璃砖的折射率n;(2)光点消失后,光从射入玻璃砖到射出过程经历的时间t.解析:(1)发生全反射时光路如图所示,tan 全反射临界角C玻璃的折射率n1.67(2)光在玻璃中传播的速度v全反射时光穿过玻璃砖的时间t2109 s答案: (1)1.67(2)2109 s8(xx全国卷)如图所示,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,A30,B60.一束平行于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(1)求三棱镜的折射率;(2)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)解析:(1)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i60 由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得,rrOO为过M点的法线,C为直角,OOAC. 由几何关系有MNCr由反射定律可知PNAMNC联立式得PNAr由几何关系得r30联立式得n(2)设在N点的入射角为i,由几何关系得i60此三棱镜的全反射临界角满足nsin C1由式得iC此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出答案: 见解析9(xx湖北黄冈模拟)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)解析:(1)由v得,光在水中的速度为v1c,光在玻璃中的速度为v2c.(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sin C,在玻璃与水的分界面上,由相对折射关系可得,解得sin 代入数据可计算出光斑的半径rd(tan tan C)d水面形成的光斑的面积Sr2.答案: (1)cc(2)
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