2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 光的折射定律 全反射課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-4.doc

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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 光的折射定律 全反射課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-4 1．高速公路上的標(biāo)牌常用“回光返照膜”制成，夜間行車(chē)時(shí)，它能將車(chē)燈照射出去的光逆向返回，標(biāo)志牌上的字特別醒目．這種“回光返照膜”是用球體反射原件制成的．如圖所示，反光膜內(nèi)均勻分布著直徑10μm的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為，為使入射的車(chē)燈光線經(jīng)玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角是(　　) 第1題圖 A．60 B．45 C．30 D．15 2．某棱鏡頂角θ＝41.3，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入，通過(guò)棱鏡從另一個(gè)側(cè)出射出，在光屏上形成由紅到紫的彩色光帶如圖所示，當(dāng)入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中彩色光帶變化情況是 第2題圖 色光 紫 藍(lán) 綠 黃 橙 紅 折射率 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.513 臨界角 40.75 40.88 41.17 41.23 41.34 41.37 A．紫光最先消失，最后只剩下橙光、紅光 B．紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光、紅光 C．紅光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和藍(lán)光 D．紅光最先消失，最后只剩下紫光、靛光、藍(lán)光和綠光 3．如圖所示，階躍型光導(dǎo)纖維是由“纖維芯”和“包層”兩個(gè)同心圓組成的圓柱體，中心部分是纖維芯，纖維芯以外的部分稱(chēng)為包層．關(guān)于光導(dǎo)纖維，下列說(shuō)法正確的是(　　) 第3題圖 A．纖維芯的折射率大于包層的折射率 B．不同頻率的光波從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢说臅r(shí)間相同 C．光波從纖維芯一端傳到另一端的時(shí)間跟從纖維芯端面射入時(shí)的入射角無(wú)關(guān) D．以上說(shuō)法都不正確 4．如圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為(　　) 第4題圖 A. B. C. D. 5．光纖維通信是一種現(xiàn)代化的通信手段，它可以為客戶(hù)提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)，為了研究問(wèn)題方便，我們將光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)化為一根長(zhǎng)直玻璃管，如圖所示．設(shè)此玻璃管長(zhǎng)為L(zhǎng)，折射率為n.已知從玻璃管左端面射入玻璃內(nèi)的光線在玻璃管的側(cè)面上恰好能發(fā)生全反射，最后從玻璃管的右端面射出．設(shè)光在真空中的傳播速度為c，則光通過(guò)此段玻璃管所需的時(shí)間為(　　) 第5題圖 A. B. C. D. 6．a(chǎn)bc為一全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖所示．一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發(fā)生全反射．若光線的入射點(diǎn)O的位置不變，改變?nèi)肷涔獾娜肷浞较?，則(不考慮bc面反射的光線)(　　) 第6題圖 A．使入射光按圖中所示的逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，則紅光將首先射出ab面 B．使入射光按圖中所示的逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，則紫光將首先射出ab面 C．使入射光按圖中所示的順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，則紅光將首先射出ab面 D．使入射光按圖中所示的順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，則紫色將首先射出ab面 7．光線從折射率n＝的玻璃進(jìn)入真空中，當(dāng)入射角為30時(shí)，折射角為_(kāi)_______；當(dāng)入射角為_(kāi)_______時(shí)，剛好發(fā)生全反射． 8．如圖所示，平行玻璃的厚度d＝4cm，光線AB以入射角i＝60從空氣射到平行玻璃板的上表面，經(jīng)兩次折射后從玻璃板的下表面射出．已知玻璃的折射率n＝.求出射光線CD相對(duì)于入射線AB偏離的距離． 第8題圖 9．如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，AB邊豎直，一單色光束從玻璃磚的某一點(diǎn)水平射入，入射角θ1＝60，玻璃磚對(duì)該單色光的折射率n＝，已知光在真空中的速度度為c，求光束經(jīng)玻璃磚折射后第一次AB邊所需要的時(shí)間． 第9題圖 10．如圖所示的玻璃磚為半徑R的半圓形玻璃磚上截取的一部分，其折射率為n，一束光線垂直于AB邊入射，當(dāng)入射點(diǎn)P距AB邊中點(diǎn)至少為多遠(yuǎn)時(shí)，曲面上將無(wú)光線透射？ 第10題圖 11．如圖所示，半圓玻璃磚的半徑R＝10cm、折射率為n＝，直徑AB與屏幕垂直接觸于A點(diǎn)，激光a以入射角i＝30射向半圓玻璃磚的圓心O，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑． (1)畫(huà)出光路圖． (2)求兩個(gè)光斑之間的距離L. 第11題圖 12．賽艇停在平靜的水面上，賽艇前端有一標(biāo)記P離水面的高度為h1＝0.6m，尾部下端Q略高于水面；賽艇正前方離賽艇前端s1＝0.8m處有一浮標(biāo)，示意如圖．一潛水員在浮標(biāo)前方s2＝3.0m處下潛到深度為h2＝4.0m時(shí)，看到標(biāo)記剛好被浮標(biāo)擋住，此處看不到船尾端Q；繼續(xù)下潛Δh＝4.0m，恰好能看見(jiàn)Q.求： 第12題圖 (1)水的折射率n； (2)賽艇的長(zhǎng)度l(可用根式表示)． 課時(shí)作業(yè)(五十二)　光的折射定律　全反射 　1.A　【解析】 設(shè)入射角為i，折射角為θ，作出光路圖如圖所示，因?yàn)槿肷涔饩€恰好和出射光線平行，所以i＝2θ，根據(jù)折射定律＝＝，所以θ＝30，i＝2θ＝60.本題答案為A. 第1題圖 　2.A　【解析】 屏上的彩色光帶最上端為紅色，最下端為紫色，當(dāng)入射角i減小時(shí)，使光線在棱鏡右側(cè)面的入射角變大，因紫光臨界角最小，所以紫光最先達(dá)到臨界角，在棱鏡右側(cè)面發(fā)生全反射，紫光首先在屏上消失．當(dāng)入射角i＝0時(shí)，光線在棱鏡右側(cè)面的入射角為i′＝41.3，這時(shí)僅剩下橙光和紅光未達(dá)到臨界角而射出，到達(dá)光屏． 　3.A　【解析】 光導(dǎo)纖維利用的是光的全反射原理，根據(jù)全反射原理的條件可知，A正確，C錯(cuò)誤；介質(zhì)對(duì)不同的頻率的光的折射率不同，入射角不同，從同一光纖維輸出的時(shí)間不同，B、C錯(cuò)誤． 第4題圖 　4.A　【解析】 根據(jù)折射率定義有，sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45　又∠2＋∠3＝90，解得：n＝，所以A正確． 　5.A　【解析】 用C表示臨界角，則有sinC＝，光在介質(zhì)中的傳播速度為v＝.光在沿光纜軸線的方向上做勻速傳播．所用時(shí)間為t＝＝＝.故A正確． 　6.C　 第6題圖 【解析】 入射光垂直ac面入射，到達(dá)ab面時(shí)其入射角為45，可見(jiàn)白光中的各色光的臨界角均小于或至多等于45.所以更不可能有任何顏色的光透出ab面．若入射光按圖中所示的逆時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，則到達(dá)ab面時(shí)的入射角α必定大于45.若入射光按圖中所示的順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)，則到達(dá)ab面時(shí)的入射角α將小于45.這樣才有可能使α小于某單色光的臨界角，使該顏色的光透出ab面．由于臨界角C＝arcsin1/n，所以n愈小，臨界角愈大．在紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫這七色光中，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以紅光的臨界角最大，紫光的臨界角最?。@樣一來(lái)，當(dāng)ab面處的入射角α從45開(kāi)始減小時(shí)首先達(dá)到紅光的臨界角，可見(jiàn)若有光從ab面處射出，將首選紅光．選項(xiàng)C正確． 　7.45　45　【解析】 設(shè)折射角為α，則有nsin30＝1sin α，α＝45；設(shè)入射角為C時(shí)，剛好發(fā)生全反射，則有nsin C＝1sin 90，C＝45. 　8. cm. 第8題圖 　【解析】 設(shè)折射角為r，畫(huà)出光路圖，如圖所示，由折射定律有n＝，可得r＝30；由圖中的幾何關(guān)系得，側(cè)移量δ＝sin(i－r)＝ cm. 　9. 　【解析】 由光的折射定律＝n　解得θ2＝30 由幾何關(guān)系知，光在玻璃磚中的傳播的距離x＝R.光在玻璃中的傳播速度v＝，解得t＝. 第9題圖 　10.　【解析】 當(dāng)射到曲面上的光發(fā)生全反射時(shí)，曲面上將無(wú)光線，透射．圖中∠PO′O等于臨界角，即sin∠PO′O＝，設(shè)入射點(diǎn)P距AB中點(diǎn)為L(zhǎng)，則有sin∠PO′O＝L/R.聯(lián)立解得L＝R/n . 第10題圖 　11.(1)見(jiàn)解析　(2)cm　【解析】 (1)畫(huà)出如圖所示光路圖　(2)設(shè)折射角為r，根據(jù)折射定律有：＝.解得：r＝60 PQ之間的距離L＝PA＋AQ＝Rtan30 ＋Rtan60 解得L＝ cm. 第11題圖 　12.(1)　(2)(－3.8)m　【解析】 (1)如圖甲所示，n＝＝＝＝　(2)剛好看到Q點(diǎn)時(shí)的光路圖如圖乙所示． 第12題圖　甲 　　第12題圖　乙 x＝S1＋S2＋l　　y＝h2＋Δh sinC＝　　n＝ 聯(lián)立以上各個(gè)方程解得 l＝－S1－S2＝(－3.8)m.