福建專版)2014屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四課時光的折射 全反射課時訓(xùn)練

1、.第課時光的折射全反射(實驗:測定玻璃的折射率)【測控導(dǎo)航】知識點題號1.折射定律、折射率4、6、7、9、122.全反射1、3、8、113.光的色散2、54.實驗:測定玻璃的折射率101.下述現(xiàn)象哪個不是由于全反射造成的(D)A.露水珠或噴泉的水珠,在陽光照耀下格外明亮B.口渴的沙漠旅行者,往往會看到前方有一潭晶瑩的池水,當(dāng)他們喜出望外地奔向那潭池水時,池水卻總是可望而不可即C.用光導(dǎo)纖維傳輸光信號、圖象信號D.肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的色散現(xiàn)象造成的解析:水珠在陽光照耀下格外明亮及光導(dǎo)纖維傳輸信號都涉及到全反射;沙漠旅行者看到晶瑩池水,是沙漠蜃景,也是全反射現(xiàn)象;肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)

2、象.2.(2011年大綱全國理綜)雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹.設(shè)水滴是球形的,圖中的圓代表水滴過球心的截面,入射光線在過此截面的平面內(nèi),a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線,則它們可能依次是(B)A.紫光、黃光、藍光和紅光B.紫光、藍光、黃光和紅光C.紅光、藍光、黃光和紫光D.紅光、黃光、藍光和紫光解析:不同頻率單色光,同種介質(zhì)對其折射率不同.頻率越大,折射率越大,光傳播時的偏折程度就越大.所以A、C、D錯誤,B正確.3.(2011年福建理綜)如圖,半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚,在O點發(fā)生反射和折射,折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶.若入射點

3、由A向B緩慢移動,并保持白光沿半徑方向入射到O點,觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失.在光帶未完全消失之前,反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是(C)A.減弱,紫光B.減弱,紅光C.增強,紫光D.增強,紅光解析:白光的七種色光在同一介質(zhì)中折射率從紅光到紫光逐漸增大,由全反射臨界角公式sin C=1/n,折射率越大越先發(fā)生全反射,故入射光從A向B移動時紫光最先發(fā)生全反射而消失,隨入射角增大反射光越來越強.本題主要考查幾種色光在同一介質(zhì)中折射率不同,且頻率越高折射率n越大,及全反射條件及臨界角的分析,屬容易題.4.(2012年北京理綜)一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃,這束光的(A)A.速度變慢,波長

4、變短B.速度不變,波長變短C.頻率增高,波長變長D.頻率不變,波長變長解析:由光在介質(zhì)中的波速與折射率的關(guān)系式v=cn知,光由空氣射入玻璃中,速度會變慢;光的頻率與介質(zhì)無關(guān),只由光源決定,即光在玻璃中傳播時,頻率f不變,據(jù)v=f可得氣玻,只有A項正確.5.(2011年重慶理綜)在一次討論中,老師問道:“假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點光源,有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn),b在水下的像最深,c照亮水面的面積比a的大.關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì),同學(xué)們能做出什么判斷?”有同學(xué)回答如下:c光的頻率最大a光的傳播速度最小b光的折射率最大a光的波長比b光的短根據(jù)老師的假定,以上回答正確

5、的是(C)A.B.C.D.解析:b像最深說明b的折射率最小,頻率最小,波長最大,發(fā)生全反射的臨界角最大.c照亮水面的面積比a大,說明a的折射率比c大,發(fā)生全反射的臨界角比c小,總之,頻率最大的是a,錯誤;傳播速度v=cn,故傳播速度最小的是a,正確;折射率最大的是a,a光波長最短,b光波長最長,錯誤,正確.故選項C正確.6.現(xiàn)在高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反光膜”制成.夜間行車時,它能把車燈射出的光逆向返回,標(biāo)志牌上的字特別醒目.這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制成的,反光膜內(nèi)均勻分布著一層直徑為10 m的細玻璃珠,所用玻璃的折射率為3,為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠折射反射再折射后恰好和入射光

6、線平行,如圖所示,那么第一次入射的入射角應(yīng)是(D)A.15B.30C.45D.60解析:通過“回歸反光膜”的光路圖可知入射角i是折射角r的2倍,即i=2r,由折射定律,有n=sinisinr=2sinrcosrsinr=2cos r=3,得r=30,i=2r=60,故選項D正確.7.如圖所示,一束綠光從水中的A點沿AO方向以入射角i射向空氣,在界面處反射后通過水中的B點,折射后通過空氣中的C點.現(xiàn)有一束紅光也從水中的A點沿AO方向射向空氣,下列說法判斷正確的是(D)A.紅光反射后不通過B點B.紅光折射后通過C點C.若增大入射角i,紅光不可能發(fā)生全反射D.若增大入射角i,紅光可能發(fā)生全反射解析:

7、水對紅光的折射率比綠光小,紅光折射后不會通過C點,由反射定律可知,紅光反射后仍通過B點,所以A、B錯;若增大入射角,任何色光都可能發(fā)生全反射,所以若增大入射角i,紅光可能發(fā)生全反射,C錯,D對.8.如圖所示,一個棱鏡的頂角為=41.30,一束白光以較大的入射角從棱鏡的左側(cè)面射入,在光屏上形成由紅到紫排列的彩色光帶.各色光在棱鏡中的折射率和臨界角見下表.當(dāng)入射角逐漸減小到0的過程中,彩色光帶的變化情況是(A)色光紫藍綠黃橙紅折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513臨界角40.7540.8841.1741.2341.3441.37A.紫光最先消失,最后剩下紅光和橙光B.紫

8、光最先消失,最后剩下黃光、橙光和紅光C.紅光最先消失,最后剩下紫光和藍光D.紅光最先消失,最后剩下紫光解析:各種色光均以相同的入射角射向某種介質(zhì)時,由于介質(zhì)對不同色光的折射率不同,所以折射角就不同.介質(zhì)對它的折射率越大,在AB界面上折射時的折射角越小,而在AC界面上對應(yīng)的入射角越大.當(dāng)入射角減小時,折射光在AC面上的入射角增大.當(dāng)入射角減為0時,所有光線到AC面上時入射角均為=41.30,結(jié)合上表可知:紫、藍、綠、黃四色光均在AC面發(fā)生全反射,且紫光最先消失,故A選項正確.9.(2011年浙江卷)“B超”可用于探測人體內(nèi)臟的病變狀況,如圖是超聲波從肝臟表面入射,經(jīng)折射與反射,最后從肝臟表面射出

9、的示意圖.超聲波在進入肝臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似,可表述為sin 1sin 2=v1v2(式中1是入射角,2是折射角,v1、v2分別是超聲波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度),超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同.已知v2=0.9v1,入射點與出射點之間的距離是d,入射角為i,腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行,則腫瘤離肝臟表面的深度h為(D)A.9dsini2100-81sin2iB.d81-100sin2i10siniC.d81-100sin2i20siniD.d100-81sin2i18sini解析:如圖所示,由題意可得sinisin=v1v2,將v2=0.9v1代入

10、,得sin =910sin i,由幾何關(guān)系可得腫瘤離肝臟表面的深度為h=d2cot =d21-sin2sin=d100-81sin2i18sini,選項D正確.10.由于實驗室中矩形玻璃磚的數(shù)量不夠,部分同學(xué)需改用直角三棱鏡做“測定玻璃的折射率”實驗,實驗步驟如下:a.如圖所示,先在一張白紙上作相互垂直的直線ab、ab作為三棱鏡的兩個界面,并在直線上標(biāo)出點O;b.標(biāo)出P3、P4的位置;c.將三棱鏡放在白紙上,使短邊跟ab對齊,長邊跟ab對齊;d.在長邊ab的外側(cè)透過三棱鏡觀察大頭針P1、P2的像,調(diào)整視線方向,直到P1的像完全被P2擋住;e.在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1

11、、P2的像,P4擋住P3和P1、P2的像;f.過O點作一垂直ab的線段OA,在OA上垂直地插兩枚大頭針P1、P2;g.移去三棱鏡和大頭針,連接P3P4交ab于O,過O點作與ab垂直的直線MN;h.作光路圖,計算折射率n.(1)正確的實驗步驟順序為: .(2)請在圖中畫出準(zhǔn)確完整的光路圖;(3)請根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù),求出該玻璃的折射率n=.解析:利用插針法確定光路,注意有時擋住的是物體本身,有時擋住的是物體的像,目的是確定某一入射光線和對應(yīng)的出射光線,以利用折射定律求解折射率.答案:(1)a、f、c、d、e、b、g、h(2)光路如圖所示(3)211.(2011年山東理綜)如圖所示,扇形AOB為透明

12、柱狀介質(zhì)的橫截面,圓心角AOB=60,一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì),經(jīng)OA折射的光線恰平行于OB.(1)求介質(zhì)的折射率.(2)折射光線中恰好射到M點的光線(填“能”或“不能”)發(fā)生全反射.解析:光路如圖(1)由幾何知識知入射角i=60,折射角r=30據(jù)折射定律n=sinisinr代入數(shù)據(jù)得n=3(2)據(jù)折射定律n=1sinC則sin C=33,入射角=30,sin =1233.C,故不能發(fā)生全反射.答案:(1)3(2)不能12.如圖所示,半圓形玻璃磚的半徑為R,光屏PQ置于直徑的右端并與直徑垂直,一復(fù)色光與豎直方向成=30角射入玻璃磚的圓心,由于復(fù)色光中含有兩種單色光,故在光屏上出現(xiàn)了兩個光斑,玻璃對兩種單色光的折射率分別為n1=2和n2=3,求:(1)這兩個光斑之間的距離;(2)為使光屏上的光斑消失,復(fù)色光的入射角至少為多少?解析:(1)作出光路如圖所示,由折射定律有:n1=sin 1sin,n2=sin 2sin代入數(shù)據(jù)得:2=sin 1sin303=sin 2sin