2016年高考物理一轮复习练习选修3-4振动与波动光学相对论 课时作业36.doc

三十六 光的折射 全反射

1．(2013·福建理综)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )

答案：B 解析：解答本题首先要搞清楚七种色光在同一介质中折射率的大小关系，其次还要明确三棱镜有使光线向底边偏折的作用．在玻璃中，有n红2．(2015·浙江五校联考)如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰好平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )

A.3，不能发生全反射 B.3，能发生全反射 23C.，不能发生全反射 323D.，能发生全反射

3

答案：A 解析：画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示，由图可知，介质sin 60°131

的折射率n＝＝3；因为sin 30°＝<＝＝sin C，所以折射光线中恰好射到M点

sin 30°23n的光线不能发生全反射，选项A正确．

3．(2015·四川攀枝花二模)如图所示，折射率n＝2的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB与MN的距离h＝10 cm.一束单色光沿图示方向射向圆心O点，经玻璃砖后

射到光屏上的O′点．现使玻璃砖绕圆心O点逆时针转动，下列关于光屏上光点的移动方向，距O′点的最远距离的说法，正确的是( )

A．向右移动，最远距离10 cm B．向左移动，最远距离10 cm C．向右移动，最远距离10 2 cm D．向左移动，最远距离10 2 cm

答案：B 解析：当玻璃砖绕圆心O点逆时针转动45°时，在AB界面发生全反射，距O′点的距离最远，光屏上光点向左移动，最远距离10 cm，选项B正确．

4．(2015·安徽省江南十校联考)如图所示，一束含有红光和蓝光的光线，由空气射入玻璃三棱镜，折射后分成了a、b两束光，其中有一束光在AC边界发生了全反射，则下列说法中正确的是( )

A．a为红光，b为蓝光，发生全反射的是a B．a为红光，b为蓝光，发生全反射的是b C．a为蓝光，b为红光，发生全反射的是a D．a为蓝光，b为红光，发生全反射的是b

答案：B 解析：a为红光，b为蓝光，发生全反射的是b，选项B正确．

5．(2015·安徽省合肥市一模)一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径．进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D所用的时间分别为t1和t2，则( )

A．AC是蓝光，t1小于t2 C．AC是蓝光，t1等于t2

B．AC是红光，t1小于t2 D．AC是红光，t1大于t2

答案：C 解析：因为蓝光折射率大于红光，所以折射光线靠近法线，则AC为蓝光，排除B、D选项．

设折射角为α，折射光线长度为L，玻璃砖直径为d，折射率为n，光在真空中的速度Ldsin αsin θdsin αdsin θ

为c，光在玻璃中的速度为v，则时间t＝＝，又n＝，代入得t＝·sin θ＝.

vc/nsin αcsin αc所以时间相等，选项C正确．

6．(2015·陕西省质检)如图所示，ABC是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向AC面时，光在AB面恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为c，求液体的折射率及光在该液体中传播速度多大？

233

答案： c

32

解析：设液体的折射率为n，光在里面传播的速度为v，发生全反射的临界角为C，则由题意知

C＝60°

1123

所以n＝＝＝

sin Csin 60°3c

又因为n＝ vc3

所以v＝＝c

n2

7．(2015·南京市模拟)如图所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束光，其中光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，已知光在真空中的速度c＝3.0×108 m/s.则：

(1)a光在玻璃中的传播速度是多少？

(2)入射光绕O点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光？

答案：(1)1.7×108 m/s (2)15°

sin isin 60°解析：(1)a光折射率n＝＝＝3

sin rsin 30°

c

v＝＝1.73×108 m/s n(2)b光折射率n′＝

sin 45°

＝2 sin 30°

n′sin(θ＋30°)＝1，θ＝15°

8．(2015·东北三省四市模拟)如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面，经AB和AC折射后射出．为了使上述入射光线能从AC面射出，求折射率n的取值范围．

答案：n<

7

2

解析：由折射定律可得 sin 60°＝nsin θ

若光线在AC边发生了全反射现象，由折射定律可得 nsin α＝sin 90° 又α＋θ＝90° 得n＝

7

2

7 2

为使光线能从AC边射出，即n<

9．(2015·大连双基)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图所示，半径R＝5 cm，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．玻璃砖下端紧靠水平面PQ，且MN垂直于PQ.一束单色光沿半径方向射向O点，当入射光线与OO′夹角θ＝30°时，水平面PQ上会出现两个光斑．逐渐增大夹角θ，当θ＝45°时，水平面NQ区域的光斑刚好消失，求：

(1)玻璃砖的折射率；

(2)当θ＝30°时两个光斑间的距离．

答案：(1)2 (2)13.7 cm

解析：(1)当θ＝45°时，水平面NQ区域的光斑刚好消失，说明光线恰好在MN面发生全反射

1sin θ＝

n

1

所以n＝＝2

sin 45°

(2)当θ＝30°时，光线在MN面同时发生反射和折射，反射光线沿半径射出到A点α＝θ＝30°

可得AN＝Rcot α＝3R sin β在MN面发生折射，＝n

sin θβ＝45°

可得BN＝R＝5 cm

则两光斑间距离AB＝AN＋BN＝(53＋5) cm≈13.7 cm

10．(2015·昆明一中期末)如图所示，ABC为一块立在水平地面上的玻璃砖的截面示意图，△ABC为一直角三角形，∠ABC＝90°，∠BAC＝60°，AB边长度为L＝12 m，AC垂直于地面放置．现在有一束单色光垂直于AC边从P点射入玻璃砖，折射率n＝2，已知PA1

＝L，该束光最终射到了水平地面上某点，试求该点距离C点的距离．(取tan 15°≈0.25) 8

答案：11.2 m

1

解析：由题意知，设临界角为C，有n＝ sin C可得C＝45°

当单色光照射到AB上时入射角为60°，发生全反射，入射点为R，然后射入到BC面上Q点，入射角为30°

sin θ设折射角为θ，有＝n

sin 30°可得θ＝45°

最终单色光射到地面上的K点，如图

L8

AR＝＝3 m，BQ＝(AB－AR)tan 30°＝33 m

sin 30°则CQ＝BC－BQ＝93 m 由此可知CS＝CQcos 60°＝SK＝CQsin 60°·tan 15°＝

93

m 2

27 m 8

所以出射点K与C点间距离d＝SK＋CS≈11.2 m