【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測4 3光的反射 全反射

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1、 課時(shí)跟蹤檢測(四十三)　光的折射　全反射 高考?？碱}型：選擇題＋計(jì)算題 1．(2012·北京高考)一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的(　　) A．速度變慢，波長變短 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 2．如圖1所示，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(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)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(diǎn)由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，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(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是(　　) 圖1 A．減弱，紫光　

2、　　　　　 B．減弱，紅光 C．增強(qiáng)，紫光 D．增強(qiáng)，紅光 3. (2012·唐山模擬)某學(xué)習(xí)小組在探究三棱鏡對光的色散的實(shí)驗(yàn)中，用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入，并從另一面射出，如圖2所示。由此我們可以知道(　　) A．在同種介質(zhì)中，A光的波長比B光的波長長 圖2 B．從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的小 C．A、B兩種光在水中的速度一樣大 D．A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射 4．光纖通信采用的光導(dǎo)纖維是由內(nèi)芯和外套組成，如圖3所示，其中內(nèi)

3、芯的折射率為n1，外套的折射率為n2，下列說法正確的是(　　) A．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2 B．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＜n2 圖3 C．從左端面入射的光線，其入射角θ必須大于某值，全部光才能被傳導(dǎo) D．從左端面入射的光線，其入射角θ必須小于某值，全部光才能被傳導(dǎo) 5．(2012·安徽六校聯(lián)考)公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是(　　) A．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小 B．紅燈看

4、起來較深，紅燈照亮的水面面積較小 C．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大 D．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大 6.頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖4所示，下列說法正確的是(　　) A．單色光1的波長小于單色光2的波長 B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 圖4 C．單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2通過玻璃板所需的時(shí)間 D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 7．(2012·廣西模擬)一束紅、紫兩色的混合光，從某種液體射向空氣，

5、當(dāng)研究在界面上發(fā)生折射和反射現(xiàn)象時(shí)，可能發(fā)生的情況是下圖中的(　　) 圖5 8．(2011·全國高考)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6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(　　) 圖6 A．紫光、黃光、藍(lán)光和紅光　 B．紫光、藍(lán)光、黃光和紅光 C．紅光、藍(lán)光、黃光和紫光 D．紅光、黃光、藍(lán)光和紫光 9．(2012·浙江五校聯(lián)考)如圖7所示，扇形AOB為透明柱狀介質(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折射的光線恰好平

6、行于OB，以下對介質(zhì)的折射率值及折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線能不能發(fā)生全反射的說法正確的是(　　) 圖7 A.，不能發(fā)生全反射 B.，能發(fā)生全反射 C.，不能發(fā)生全反射 D.，能發(fā)生全反射 10. (2013·淄博模擬)某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC，折射率為n，角A等于30°。一細(xì)束光線在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入棱鏡，如圖8所示，當(dāng)入射角為θ1時(shí)，發(fā)現(xiàn)剛好無光線從AC面射出，光線垂直于BC面射出。求： (1)透明物質(zhì)的折射率n。 (2)光線的入射角θ1。(結(jié)果可以用θ1的三角函數(shù)表示)

7、 圖8 11．(2012·陜西師大附中模擬)如圖9所示，ABC是三棱鏡的一個截面，其折射率為n＝1.5?，F(xiàn)有一細(xì)束平行于截面的光線沿MN方向射到棱鏡的AB面上的N點(diǎn)，AN＝NB＝2 cm，入射角的大小為θ1，且sin θ1＝0.75。已知真空中的光速c＝3.0×108 m/s，求： (1)光在棱鏡中傳播的速率； (2)此束光進(jìn)入棱鏡后從棱鏡射出的方向和位置。 圖9 (不考慮AB面的反射) 12. (2012·洛陽五校聯(lián)考)DVD光盤由塑料保護(hù)層和信息記錄層組成。如圖10所示，激光束以入射角θ1從空氣入

8、射到厚度為d、折射率為n的塑料保護(hù)層后，聚焦到信息記錄層的光斑寬度為a，才能有效獲取信息。 (1)寫出sin θ1應(yīng)當(dāng)滿足的關(guān)系式； 圖10 (2)在保證a不變的前提下，減小激光束照到塑料保護(hù)層的寬度l(l＝a＋2b)，可采取哪些措施？(答出三條措施) 答 案 課時(shí)跟蹤檢測(四十三) 光的折射　全反射 1．選A　根據(jù)光的折射特點(diǎn)，在折射過程中頻率不變，由公式v＝，玻璃的折射率比空氣的大。所以由空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，速度變慢，由λ＝可知光的波長變短，所以選項(xiàng)A正確。 2．選C　入射點(diǎn)由A向B移動，入射角增大，反射光

9、強(qiáng)度增強(qiáng)，可見光中紫光折射率最大，由sin C＝知，紫光臨界角最小，最先發(fā)生全反射，故紫光先在光屏上消失，C項(xiàng)正確。 3．選AD　由圖可知，B光折射率較大，B光的頻率大。在同種介質(zhì)中，A光的波長比B光的波長長，選項(xiàng)A正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的大，選項(xiàng)B錯誤；A、B兩種光在水中的速度，A光較大，選項(xiàng)C錯誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項(xiàng)D正確。 4．選AD　光纖通信是利用光的全反射原理來工作的，光只有從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)中時(shí)，才能發(fā)生全反射，因而內(nèi)芯和外套的折射

10、率應(yīng)滿足n1＞n2。從圖中看由左端面入射的光線，其入射角越小，進(jìn)入介質(zhì)后，在n1與n2的界面上入射角越大，越易發(fā)生全反射，故A、D對。 5．選D　光從水里射入空氣發(fā)生折射，入射角相同時(shí)，折射率越大，折射角越大，從水面上看光源越淺，紅燈發(fā)出的紅光的折射率最小，看起來最深；設(shè)光源的深度為d，光的臨界角為C，則光能夠照亮的水面面積大小為S＝π(dtan C)2，可見，臨界角越大，照亮的面積越大，各種色光中，紅光的折射率最小，臨界角最大，所以紅燈照亮的水面面積較大，選項(xiàng)D正確。 6．選AD　由圖知單色光1在界面折射時(shí)的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的，那么單色光1

11、的波長小于單色光2的，A項(xiàng)對；由n＝知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當(dāng)單色光1、2垂直射入玻璃時(shí)，二者通過玻璃板的路程相等，此時(shí)單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間大于單色光2的，B、C項(xiàng)都錯；由sin C＝及單色光1的折射率大知，D項(xiàng)對。 7．選C　在同種液體中，紫光的折射率較大，所以當(dāng)它們從某種液體射向空氣并且入射角相同時(shí)，紫光的折射角較大，選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)臨界角公式C＝arcsin可知，紫光的折射率較大，臨界角較小，紫光更容易發(fā)生全反射，而選項(xiàng)B中的紅光首先發(fā)生了全反射，所以可排除；兩種色光在界面處都要發(fā)生光的反射，所以選項(xiàng)D也可排除，故選項(xiàng)C正確。 8．選B　作出a、b、c、d四

12、條光線第一次折射時(shí)的法線，可知其折射率大小關(guān)系為na＞nb＞nc＞nd，則它們可能依次是紫光、藍(lán)光、黃光和紅光，所以本題只有選項(xiàng)B正確。 9.選A　畫出光路圖，并根據(jù)幾何關(guān)系標(biāo)出角度，如圖所示，由圖可知，介質(zhì)的折射率n＝＝；因?yàn)閟in 30°＝＜＝＝sin C，所以折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線不能發(fā)生全反射，選項(xiàng)A正確。 10．解析：(1)由題意可知，光線射向AC面恰好發(fā)生全反射，反射光線垂直于BC面從棱鏡射出，光路圖如圖所示。 設(shè)該透明物質(zhì)的臨界角為C，由幾何關(guān)系可知 C＝θ3＝θ4＝60°，sin C＝1/n， 解得n＝。 (2)由幾何關(guān)系得：θ2＝30° 由折射定律n＝

13、 sin θ1＝ 所以θ1＝arcsin 答案：(1)　(2)arcsin 11．解析：(1)光在棱鏡中傳播的速率 v＝c/n＝2.0×108 m/s (2)設(shè)此束光從AB面射入棱鏡后的折射角為θ2，由折射定律， n＝sin θ1/sin θ2解得θ2＝30°。 顯然光線從AB射入棱鏡后的折射光線NP平行于底邊AC，由圖中幾何關(guān)系可得，光線入射到BC面上入射角θ3＝45°， 光線從棱鏡側(cè)面發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為C，則：sin C＝1/n＝2/3＜/2，C＜45°， 所以光線射到棱鏡側(cè)面BC時(shí)將發(fā)生全反射，由圖可知光線將沿垂直于底面AC方向由圖中Q點(diǎn)射出棱鏡。 CQ＝PQ＝AN sin 60°＝ cm。 答案：(1)2×108 m/s　(2)見解析 12．解析：(1)由折射定律得n＝， 式中θ2為折射角，sin θ2＝， 解得sin θ1＝ (2)要保證a不變的前提下，減小寬度l，即減小b，由(1)的求解過程得 b2＝，故在θ1和n不變時(shí)，減小d，或在θ1和d不變時(shí)，增大n，或在n和d不變時(shí)，減小θ1。 答案：(1)sin θ1＝　(2)見解析 6