高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 光學(xué) 1 光的折射 全反射課時(shí)達(dá)標(biāo)

光的折射全反射1(2014四川卷)如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則()A小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大答案：D解析：光從水中進(jìn)入空氣，只要在沒有發(fā)生全反射的區(qū)域，就可以看到光線射出，所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；由v得，光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大，所以D項(xiàng)正確2(2015天津卷)中國古人對(duì)許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí)，唐人張志和在玄真子濤之靈中寫道：“雨色映日而為虹”從物理學(xué)角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光()A在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定大于b光B以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大C分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應(yīng)，a光也一定能D以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是a光答案：C解析：由折射圖象可知，a的折射程度大，玻璃對(duì)a的折射率大，a光的頻率高，由v可知，在同種玻璃中a光的傳播速度小于b光，A項(xiàng)錯(cuò)誤；以相同的角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，由于a光的折射程度大，因此a光的側(cè)移量大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分別照射同一光電管，由于a光的頻率高，因此如果b能引起光電效應(yīng)，a光一定能，C項(xiàng)正確；由sin C可知，光從水中射入空氣，由于a光的臨界角小于b光的臨界角，因此如果有一種光發(fā)生全反射，這個(gè)光一定是a光，射出空氣的一定是b光，D項(xiàng)錯(cuò)誤3關(guān)于光纖的說法，正確的是()A光纖是由高級(jí)金屬制成的，所以它比普通電線容量大B光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)的D在實(shí)際應(yīng)用中，光纖必須呈筆直狀態(tài)，因?yàn)閺澢墓饫w是不能導(dǎo)光的答案：C解析：光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，是特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大載有聲音、圖象及各種數(shù)字信號(hào)的激光傳播時(shí)，在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的4實(shí)驗(yàn)表明，可見光通過三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨波長的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：nA，其中A、B、C是正的常量太陽光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示則()A屏上c處是紫光B屏上d處是紅光C屏上b處是紫光D屏上a處是紅光答案：D解析：根據(jù)nA知波長越長，折射率越小，光線偏折越小從題圖可知，d光偏折最厲害，折射率最大，應(yīng)是紫光；a光偏折最小，折射率最小，應(yīng)是紅光；D項(xiàng)正確5.如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()答案：A解析：光束沿玻璃磚半徑射向O點(diǎn)，在界面處入射角大于臨界角時(shí)，發(fā)生全反射，小于臨界角時(shí)，在空氣中的折射角大于入射角，A項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光束由空氣射向玻璃磚時(shí)，由發(fā)生全反射的條件可知B項(xiàng)錯(cuò)誤；在玻璃中的折射角應(yīng)小于入射角，D項(xiàng)錯(cuò)誤6(多選)(2015全國新課標(biāo)卷)如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則()A在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B在真空中，a光的波長小于b光的波長C玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距答案：ABD解析：由n可知na>nb，va<vb，真空中a光的波長0小于b光的波長，故A、B兩項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由sin C可知a光的臨界角小于b光的臨界角，D項(xiàng)正確；由條紋間距公式x可知E項(xiàng)錯(cuò)誤7某物理興趣小組用實(shí)驗(yàn)探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左上方豎直放置一個(gè)很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖所示他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個(gè)猜想，你認(rèn)為正確的是()A單色光a的波長小于單色光b的波長B在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度C單色光a通過玻璃磚所需的時(shí)間大于單色光b通過玻璃磚所需的時(shí)間D當(dāng)光束SA繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在光屏P上最早消失的是a光答案：B解析：根據(jù)光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，由可知A項(xiàng)錯(cuò)誤；由v可知B項(xiàng)正確；由于光在玻璃磚中傳播距離相同，根據(jù)t可知C項(xiàng)錯(cuò)誤；由sin C可知D項(xiàng)錯(cuò)誤8如圖所示，在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為()Ar B1.5rC2r D2.5r答案：C解析：由n1.5，可知光線首先發(fā)生全反射，作出光路圖如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可得rtan 60(Rr)tan 30，故R2r.C項(xiàng)正確9半徑為R的球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示已知入射光線與桌面的距離為R，光在真空中的傳播速度為c，求：(1)出射角.(2)光穿越球體的時(shí)間.答案：(1)60(2)解析：(1)設(shè)入射光線與球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線，因此，圖中的角為入射角，過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B，如圖所示依題意，COB又由OBC知：sin 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為，由折射定律得由式得30由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角如圖所示為30由折射定律得，因此sin ，解得60.(2)由幾何知識(shí)知ACO為等腰三角形，故2ACcos 30R光線在球體內(nèi)的傳播速度為v設(shè)光穿越球體的時(shí)間為t，則t由得t10如圖為由某種透明材料做成的三棱鏡的橫截面，其形狀是邊長為a的等邊三角形現(xiàn)用一束寬度為a的單色平行光束以垂直于BC面的方向入射到該三棱鏡的AB及AC面上，結(jié)果所有從AB、AC面入射的光線進(jìn)入后恰好全部直接到達(dá)BC面(1)求該材料對(duì)此平行光束的折射率(2)這些到達(dá)BC面的光線從BC面射出后，如果照射到一塊平行于BC面的屏上形成光斑，則當(dāng)屏到BC面的距離d滿足什么條件時(shí)，此光斑分為兩塊？答案：(1)(2)da解析： (1)從AB面入射的光線，在棱鏡中是平行于AC面的，則光線進(jìn)入AB面時(shí)的入射角、折射角分別為60，30由折射定律知，該材料對(duì)此平行光束的折射率n.(2)如圖所示，O為BC的中點(diǎn)，在B點(diǎn)附近折射的光線從BC面射出后與直線AO交于D點(diǎn)，只要屏放得比D點(diǎn)遠(yuǎn)，光斑就會(huì)分成兩塊由幾何關(guān)系可得ODa所以當(dāng)屏到BC面的距離da時(shí)，此光斑分為兩塊