《【步步高】2014高考物理大一轮复习 12.3 光的折射 全反射》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【步步高】2014高考物理大一轮复习 12.3 光的折射 全反射（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、112.312.3 光的折射光的折射 全反射全反射1华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父” 光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图 1231 所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播下列关于光导纤维的说法中正确的是( )A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C波长越短的光在光纤中传播的速度越大D频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析 光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A 对、B 错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D
2、 错选 A.本题容易答案 A2频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 1232 所示，下列说法正确的是( )A单色光 1 的波长小于单色光 2 的波长B在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度C单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间D单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角解析 由题图可知，光线 1 的折射率大，频率高，波长小，在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小选项 A、D 正确，B 错误设玻璃板的宽度为d，由n，sin 1 sin 2在玻璃板中传播的距
3、离l，传播的速度v ，所以光在玻璃板中传播的时间d cos 2c ntl v，光线 1 的折射角小，所经历的时间应该长，选项 C 错dsin 1 csin 2cos 22dsin 1 csin 22误答案 AD3如图 1233 所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，Rr.现有一束单色光垂2图 1231图 1233图 12322直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则( )An可能为 Bn可能为 23Ct可能为 Dt可能为2 2rc4.8r c解析 只经过两
4、次全反射可知第一次入射角为 45，反射光路图如图所示根据全反射可知临界角C45，再根据n可知n；光在透明柱体中运动路程为L1 sin C24r，运动时间为t ，则t，C、D 错误，A、B 正确L v4nr c4 2rc答案 AB4实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长的变化符合科西经验公式：nA，其中A、B、C是正的常量太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图B 2C 41234 所示，则 ( )图 1234A屏上c处是紫光 B屏上d处是红光C屏上b处是紫光 D屏上a处是红光解析 可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光，而紫光折射率最大，所以d为紫光答案 D5如图
5、 1235 所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，AA130，AC面和A1C1面平行，且A、B1、C1在一条直线上，放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从右面的三棱镜射出时，出射光线方向与入射光线O的方向_(填“平行”或“不平行”)若玻璃的折射率n，AC133两点间的距离为d，光线从右面的三棱镜A1B1面上的b点(图上未画)射出，则a、b两点间的距离s_.图 1235解析 AC与A1C1间的空气相当于平行板玻璃砖，光线穿过平行板玻璃砖，出射方向与原入射方向平行sin nsin 30，dce3030，dec30，abdcos 30d.32答案 平行 d326如图 12
6、36 所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出求该玻璃棒的折射率若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_(填“能” “不能”或“无法确定能否”)发生全反射解析 如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C45由折射定律得nsin 90 sin C联立式得n2答案 能27在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图 1237 所示，O为半圆的圆心甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人
7、贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙已知半圆柱体的半径为R，OC0.6R，BCOC，则半圆图 1236图 12374柱形透明物体的折射率为多少？解析 设OBC，透明物体的折射率为n，则 sin 0.6，sin ，n .OC R1 n5 3答案 5 38一束光波以 45的入射角，从AB面射入如图 1324 所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n.试求光进入AB面的折射角，2并在图上画出该光束在棱镜中的光路解析 sin r ，r30sin i n22 21 2由 sin C ，得C45.1 n22光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出答案 r30 光路图如下9. 如图 1239 所示，
8、某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_，则玻璃砖的折射率可表示为_(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_(填“偏大”
9、 、 “偏小”或“不变”)答案 (1)l1和l3 n (2)偏大l1 l310用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，图 1238图 1239图 123105在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图 12310 所示(1)在本题的图上画出所需的光路(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_，_，在图上标出它们(3)计算折射率的公式是_解析 (1)如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交
10、AC面于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB面于O.则光线OO就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线(2)在所画的图上注明入射角1和折射角2，并画出虚线部分，用量角器量出1和2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度)(3)n；(或因为 sin 1，sin 2，sin 1 sin 2EF OEGH OG则n)EF OE GH OGEFOG OEGH答案 见解析11如图 12311 所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光关于这两束单色光，下列说法中正确的是( )A此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B在
11、此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角C在此玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度D用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的宽解析 本题考查光的折射根据n，1为入射角，2为折射角，可知玻璃sin 1 sin 2对a光折射率大，故 A 选项错误；由临界角公式 sin C ，可知折射率大的临界角小，故 B1 n选图 123116项正确；由n 得v ，折射率大的传播速度小，故 C 选项错误；根据光的频率越大，c vc n折射率越大，对应光的波长越短，所以a光波长短 ；再根据条纹间距 x，故知l da光的干涉条纹间距比b光的窄，故 D 选项错误答案 B12麦克斯韦在 186
12、5 年发表的电磁场的动力学理论一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波(1)一单色光波在折射率为 1.5 的介质中传播，某时刻电场横波图像如图 12312 甲所示，求该光波的频率(2)图乙表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光线光线a在玻璃砖中的光路已给出画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数图 12312解析 (1)设光在介质中的传播速度为v，波长为，频率为f，则fv v c n联立式得fc n从波形图上读出波长4107m，代入数据解得f51014Hz答案 (1)51014Hz (2)
13、光路图如图所示713一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h10.6 m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s10.8 m 处有一浮标，示意如图 12313 所示一潜水员在浮标前方s3.0 m 处下潜到深度为h24.0 m 时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜 h4.0 m，恰好能看见Q.求：(1)水的折射率n；(2)塞艇的长度l.(可用根式表示)解析 (1)设过P点的光线恰好被浮标挡住时，入射角、折射角分别为：、，则：sin ，s1s12h12sin ，s2s22h22n.sin sin 由得：n .4 3(2)潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则：sin C ， tan C.1 n3 4h2h s1s2l由得：lm3.3 m.(8 733.8)答案 (1) (2)3.3 m4 3图 12313
