2022年步步高_高三物理总复习第十二章第讲光的折射全反射 .pdf

第3讲光的折射全反射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9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 ()图1A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错答案 A2有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是( )名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 解析本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，又因为有折射就有反射，故D正确答案 D 3一个等腰直角三棱镜的截面如图2所示，一细束蓝光从AC面的 P点沿平行底面 AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从 BC面的Q点射出，且有 PQAB(图中未画光在棱镜内的光路)如果将一细束绿光仍从 P点沿平行底面 AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - ()图2A仍从 Q点射出，出射光线平行于ABB仍从 Q点射出，出射光线不平行于ABC可能从 Q 点射出，出射光线平行于ABD可能从 Q 点射出，出射光线平行于AB解析将蓝光换成绿光，其折射率变小，在AC面的折射角变大，光路如图所示，可能从Q 点射出且平行于 AB，故D正确答案 D4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3所示，则 ()图3A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 D名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 5安庆市市民广场灯光音乐喷泉的水池中，有处于同一深度的若干彩灯，晚上在彩灯上方附近观察不同颜色彩灯的深度会有所不同，假设所有彩灯均视为点光源，现就红光灯和绿光灯比较，下列说法正确的是()A红灯看起来较浅，因为红光折射率较大B绿灯看起来较浅，因为绿光折射率较小C绿灯看起来较深，因为绿光折射率较大D红灯看起来较深，因为红光折射率较小解析红绿两种色光中，折射率n红n绿，设灯的实际深度为H，则它们在水中视深 h，红光看起来较深，则正确答案为D.答案 D6. 某同学利用 “ 插针法 ” 测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图4所示玻璃的折射率计算式为n_(用图4中的1、2表示)；如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度 _(填“ 大” 或“ 小”)的玻璃砖来测量图4解析对于玻璃砖的测定要明确原理，明确图中哪个角是入射角，哪个角是折射角，因此n；厚度不同的玻璃砖在入射角相同的情况下，厚度大的玻璃砖侧移量大，出射光线越容易找准，误差小答案大7. 一束光波以 45 的入射角，从 AB面射入如图 5所示的透明三棱镜中，棱名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 镜折射率 n.试求光进入 AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路图5解析 sin r，r30 ，由sin C，得 C45 ，光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出答案 r30 光路图如下8. 如图6所示，一透明球体置于空气中，球半径R10 cm，折射率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - n.MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于 MN射向球体，B为入射点， AB与MN间距为 5 cm，CD为出射光线图6(1)补全光路并求出光从B点传到 C点的时间；(2)求CD与MN所成的角 .(需写出求解过程 )解析 (1)连接BC，如图所示，在 B点光线的入射角、折射角分别标为i、rsin i，得 i45在B点有： n得： sin r，故 r30又有BC2Rcos rt得：t109 s.(2)由几何关系可知 COP15 ，又 ECPi45 ，由几何知识得 30.答案 (1) 109 s(2)30 9. 如图7所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n，下表面镶有银反射名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 面，一束单色光与界面的夹角 45 射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h2.0 cm的光点 A和B(图中未画出 A、B)图7(1)请在图中画出光路示意图(2)求玻璃砖的厚度 d.解析 (1)光路图如图所示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - (2)设第一次折射时折射角为r.则有：n，解得： r30 ，设第二次折射时折射角为 ，则有：，解得： 45 ，由几何关系得： h2dtan r，d cm.答案 (1)见解析 (2) cm10一玻璃立方体中心有一点状光源今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值解析如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射根据折射定律有nsin sin 式中， n是玻璃的折射率，入射角等于 ， 是折射角现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点由题意，在A点刚好发生全反射，故 A设线段 OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sin A式中a为玻璃立方体的边长由式得RA由题给数据得 RA名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆所求的镀膜面积 S 与玻璃立方体的表面积S之比为由得 .答案名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -