2019届高考物理一轮复习第十四章机械振动机械波光电磁波相对论第3讲光的折射全反射实验：测定玻璃的折射率作业新人教版.doc

第3讲 光的折射 全反射（实验：测定玻璃的折射率）课时作业单独成册方便使用一、选择题1关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是()A一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景D一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化E一束白光从空气斜射进入水中，也将发生色散解析：一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A正确；由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正确；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误；白光斜射入水中，由于水对不同色光的折射率不同，各种色光将分开，故E正确答案：ABE2.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示下列说法中正确的是()A此介质的折射率等于1.5B此介质的折射率等于C当光线从介质射向真空中时，入射角大于45时可发生全反射现象D当光线从介质射向真空中时，入射角小于30时可能发生全反射现象E光进入介质时波长变短解析：n，选项A错，B对当光线从介质中射向真空中时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于90时，即发生全反射，此时入射角为C，则有n，解得C45，即入射角大于等于45时发生全反射现象，选项C对，D错因进入介质后光速变小，而频率不变，故E对答案：BCE3如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水中以相同角度射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(vbD在空气中的传播速度vavbE当a、b入射角为0时，光线不偏折，但仍然发生折射现象解析：由于vb，C正确由sin C知随着a、b入射角的逐渐增加，b先发生全反射，A错误a、b在空气中的传播速度都是光速，D错误当a、b入射角为0时，光线虽然不偏折，但仍然发生折射现象，E正确答案：BCE4.如图所示，有一束平行于等边三棱镜横截面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30，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是()A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，波长变长D光从空气进入棱镜，光速变小E从F点出射的光束与入射到E点的光束相比较偏折了60解析：如图所示作出光路的两个法线，两次入射角i、i和两次折射角r、r，由题意和几何知识可知i60，r30，i30，则该棱镜的折射率为n，A正确i30arcsin arcsin，故光在F点不会发生全反射，B错误光从空气进入棱镜，频率不变，传播速度v，光速变小，波长变短，C错误，D正确由n，代入数据得r60，E正确答案：ADE5如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知ABD30，光在真空中的传播速度为c，则()A此玻璃的折射率为B光线从B到D需用时C该玻璃球的临界角应小于45D若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象E若减小ABD，从AD段射出的光线均平行于AB解析：由题图可知光线在D点的入射角为i30，折射角为r60，由折射率的定义得n知n，A正确；光线在玻璃中的传播速度为vc，由题图知BDR，所以光线从B到D需用时t，B正确；若增大ABD，则光线射向DM段时入射角增大，射向M点时为45，而临界角满足sin Csin 45，即光线可以在DM段发生全反射现象，C正确，D错误；要使出射光线平行于AB，则入射角必为30，E错误答案：ABC二、非选择题6如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的_面不能用手直接接触在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示计算折射率时，用_(选填“d”或“e”)点得到的值较小，用_(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小解析：光学面若被手接触污染，会影响观察效果，增加实验误差；分别连接cd和ce并延长到界面，与界面分别交于f、g两点，由n不难得出用d点得到的折射率值较小，过c点的出射光线应平行于ab，利用直尺比对并仔细观察，可知ecab，故用e点得到的折射率值误差较小答案：光学de7(2017高考全国卷)一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率解析：设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示设液体的折射率为n，由折射定律有nsin i1sin r1nsin i2sin r2由题意知r1r290联立式得n2由几何关系可知sin i1sin i2联立式得n1.55答案：1.558.如图所示是一个半球形透明物体的侧视图，现在有一细束单色光沿半径OA方向入射，保持入射方向不变，不考虑光线在透明物体内部的反射(1)将细光束平移到距O点R处的C点，此时透明体左侧恰好不再有光线射出，求透明体对该单色光的折射率；(2)若细光束平移到距O点0.5R处，求出射光线与OA轴线的交点距O点的距离解析：(1)如图甲所示，光束由C处水平射入，在B处发生全反射，OBC为临界角，则sin CsinOBC，n.(2)如图乙所示，光束由D点水平射入，在E点发生折射，入射角为OED，折射角为NEF，折射率nsin 以上两式联立，解得sin ，60由几何关系可知FOE，OFE，则出射光线与OA轴线的交点F与O点的距离为OF2Rcos 30R.答案：(1)(2)R9.(2018广东华南三校联考)如图所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，AEFB为四分之一圆弧，BCDO为矩形，一细光束从圆弧的中点E沿半径射入棱镜后，在圆心O点恰好发生全反射，经CD面反射，再从圆弧的F点射出，已知，OAa，ODa，光在真空中的传播速度为c，求：(1)从F点射出的光线与法线夹角的正弦值；(2)从F点射出的光线在棱镜中传播的时间解析：(1)作出光路图如图所示根据几何关系可知，临界角为C45n由几何关系知OGODa，sin 又n解得sin .(2)光在棱镜中的传播速度v由几何知识得，光线传播的路程为saaa光在棱镜中传播的时间t解得ta.答案：(1)(2)10.(2016高考全国卷)如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角解析：设球半径为R，球冠底面中心为O，连接OO，则OOAB.令OAO，有cos 即30由题意知MAAB所以OAM60设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，则光线的光路图如图所示设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为i，反射角为i，玻璃的折射率为n，由于OAM为等边三角形，有i60由折射定律有sin insin r代入题给条件n得r30作底面在N点的法线NE，由于NEAM，有i30根据反射定律，有i30连接ON，由几何关系知MANMON，故有MNO60由式得ENO30于是ENO为反射角，ON为反射光线这一反射光线经球面再次折射后不改变方向所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为180ENO150答案：150