2019-2020年高考物理一轮复习 3光的折射 全反射课时作业 新人教版选修3-4.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 3光的折射 全反射课时作业 新人教版选修3-41(xx浙江暨阳联考)有经验的捕鱼人都知道，如果在岸上把鱼枪射向水中的目标是射不中鱼的，这是因为鱼反射的光在通过水面时发生了折射。不考虑光的频率不同对折射率的影响，下列说法正确的是()A要让鱼枪射中鱼，必须瞄准鱼的上方发射B如果用高能激光笔照射水中的鱼，那么只要对准鱼在水中的像即可照到鱼C捕鱼人在岸上不同的位置看到的鱼的位置不变D由于全反射现象，人只要离开鱼一定的水平距离，鱼反射出的光就不会到达捕鱼人的眼睛解析根据光的折射定律，岸上的人看到的是鱼的像，像的位置比实物浅一点，故选项A错；用高能激光笔照射水中的鱼，遵循光的折射定律，只要对准鱼在水中的像即可照到鱼，故选项B对；在岸上不同位置观察到的鱼的位置不同，故选项C错；根据全反射条件，水中的鱼能看到范围在180内的水面上的物体，所以由光路的可逆性可知，不论人离开鱼多远，人均能看到鱼，故选项D错。答案B2如图1所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经折射后，汇聚在屏上同一点，若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列判断正确的有()图1An1n2，a为蓝光，b为红光Bn1n2，a为红光，b为蓝光Dn1n2，a为蓝光，b为红光解析由于红光的频率低于蓝光的频率，有n1n2，由光路图可知，a为蓝光，b为红光，A正确。答案A3.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。光盘截面示意如图2所示，若入射的红、蓝混合激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。下列说法中正确的是()图2A图中光束是蓝光，光束是红光B对同一小孔，光束的衍射现象更明显C在透明介质层中光束比光束传播得更快D若光束、以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中，则光束先发生全反射解析由蓝光的频率大于红光的频率可知，蓝光的折射率大于红光的折射率，由题图可知，光束是蓝光，光束是红光，故A正确；由于红光波长较长，红光更容易发生衍射现象，故B错误；根据v可得出，在透明介质层中光束比光束传播得更慢，故C错误；根据全反射条件sin C易知，光束、以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中时，光束先发生全反射，D错误。答案A4(多选)(xx南京质检)如图3所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()图3A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，折射率为，选项A正确；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，选项B错误；由关系式介，可知选项C正确；从F点出射的反射光线与法线的夹角为30，折射光线与法线的夹角为60，由几何关系知，不会与入射到E点的光束平行，选项D错误。答案AC5.发出白光的细线光源ab长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图4所示。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则()图4Al1l2l2l0Cl2l1l0 Dl2l1l0解析如图所示，由于蓝光折射率比红光折射率大，则同一点发出的光经过水面折射时，蓝光比红光偏折角大，则沿反方向延长线所成虚像的长度比较小，则l2l1l0。答案D6.某学习小组利用大色拉油圆桶(去掉上半部)、小石子A来测定水的折射率，如图5所示。当桶内没有水时，从某点B恰能看到桶底边缘的某点C；当桶内水的深度等于桶高的一半时，仍沿BC方向看去，恰好看到桶底上的小石子A，A在圆桶的底面直径CD上。用毫米刻度尺测得直径CD16.00 cm，桶高DE12.00 cm，AC3.50 cm。光在真空中的传播速度为c3108 m/s，求水的折射率n和光在水中的传播速度v。图5解析由题意画出光路图，如图所示。根据折射定律有n由公式n得v2.25108 m/s答案2.25108 m/s7(xx威海模拟)如图6所示为一半圆形玻璃砖，一足够大的光屏MN与直径PQ平行，圆心O到MN的距离为d，一束由两种单色光组成的复色光沿与竖直方向成30角射入玻璃砖的圆心，在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为n1和n2。求：图6(1)离A点最远的光斑与A点之间的距离x；(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角最小为多少？解析(1)作出光路图如图所示，折射率为n2的光折射后在光屏上形成的光斑离A点最远，根据折射定律得n2，xdtan d(2)当复色光的入射角大于或等于两种单色光的临界角时，光屏上的光斑消失。单色光的折射率越小，临界角越大，由全反射条件sin C，可得C45，即复色光的入射角最小为45。答案(1)d(2)45能力提高练8xx重庆卷，11(1)打磨某剖面如图7所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12，光线一定在OP边发生全反射B若2，光线会从OQ边射出C若1，光线会从OP边射出D若1，光线会在OP边发生全反射解析在题图中，要使光线可在OP边发生全反射，图中光线在OP边上的入射角大于902。从OP边上反射到OQ边的光线，入射角大于90(18031)3190可使光线在OQ边上发生全反射。若2，光线不能在OP边上发生全反射；若1，光线不能在OQ边上发生全反射，综上所述，选项D正确。答案D9如图8甲所示，是空气中一折射率为的透明玻璃砖，图乙是它的截面图，左侧是半径为R的半圆，右侧是长4R、宽2R的长方形。一束单色光从左侧A点沿半径方向与长边成45角射入玻璃砖，求光线从A点射入玻璃砖到刚好射出玻璃砖的时间为多少？(光在空气中的速度为c，结果可以保留根号)图8解析设光从玻璃射向空气的临界角为C，则sin C，则C45所以光在玻璃砖内发生5次全反射，光路如图所示光程L(28)R光在玻璃砖中的速度v所以传播时间t。答案10(xx陕西五校三模)如图9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：图9(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) 11xx海南卷，16(2)如图10所示，矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB的距离分别为l1和l2，在截面所在平面内，改变激光束在AB面上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB的距离为l3时，光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H。图10解析设玻璃砖的折射率为n，入射角和反射角为1，折射角为2，由光的折射定律n根据几何关系有sin 1，sin 2因此求得n根据题意，折射光线在某一点刚好无法从底面射出，此时发生全反射，设在底面发生全反射时的入射角为3，有sin 3，由几何关系得sin 3解得Hl3答案l3