第15章 第3课时 光的折射 全反射.docx

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1、课时规范训练（单独成册）基础巩固题组1 . （2016高考上海卷）一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传 播时（）A.速度相同，波长相同B.速度不同，波长相同C.速度相同，频率相同D.速度不同，频率相同解析：选D.不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式。=2可以判断，水的折射率大于空气的, n所以该单色光进入水中后传播速度减小.故选项D正确.2 .（多选）已知介质对某单色光的临界角为仇贝1（）A.该介质对此单色光的折射率为上8 .此单色光在该介质中传播速度为csin 0（c为真空中光速）C.此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin。

2、倍D.此单色光在该介质中的频率是真空中的烹 bill解析：选ABC介质对该单色光的临界角为仇它的折射率=一4, A正确; sin Czc csin 0此单色光在介质中的传播速度v=csm 0, B正确；波长=%osin 9, njc/ZoC正确；光的频率是由光源决定的，与介质无关，D错误.3 .光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它 的结构如图所示，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

3、大D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析：选A.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.4 .如图所示，是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其 顶角8=16。,今有一细束单色光在横截面内从。4边上的点E 沿垂直于OA的方向射入玻璃砖，光线直接到达AB面且恰好3未从A3面射出.已知0=彳。4 cos 53=0.6,试求：(1)玻璃砖的折射率n；光线第一次从08射出时折射角的正弦值.解析：(1)因0E=|O4,由数学知识知光线在AB面的 入射角等于37。，光线恰好未从AB面射出，所以A3面入 射角等于临界角，

4、则临界角为。=37。.由 sin C=，得 n=.n 3(2)据几何知识得用=夕=76。，则03面入射角为。=180。-2C一4=30。.设光线第一次从08射出的折射角为r,.sin r由i一sin a=得 sin r=56,答案：d)| (2)|5 .如图所示，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面, AB=L, ZC=90, NA = 60。,一束单色光 PD 从 AB 边上 的。点射入玻璃砖，入射角为45。，DB=*折射光 恰好射到玻璃砖3C边的中点E,已知光在真空中的传播速度为c求:玻璃砖的折射率;该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间.解析：(1)作出光路图，如图所

5、示，过E点的法线是 三角形的中位线，由几何关系可知QE8为等腰三角 形，故 DE=DB=*由几何知识知光在A8边折射时折射角为30。，所以sin 45n=W=(2)设临界角为仇 有sin9=L可解得8=45。，由光路图及几何知识可判断, 光在边发生全反射，在AC边第一次射出玻璃砖.根据几何知识可知EF=J,则光束从A8边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖DE + EFc3、5 J所需要的时间t=-.代入可解得/二号口.答案：霹斗”能力提升题组6 .(多选)如图所示是一玻璃球体，其半径为R, 0为球心，A3为水平直径.M点是玻璃球的最高点，来自3点的光线/ V从。点射出，出射光线平行于A3,已知NAa

6、)=3。，光 ,在真空中的传播速度为C,贝1)()A.此玻璃的折射率为仍O DB.光线从B到。需用时亍C.若增大NAB。，光线不可能在3段发生全反射现象D.若减小NA3O,从AD段射出的光线均平行于A3E.若NA8D=0。，则光线从A点射出，传播方向不变，光速增大解析:选ABE.由题图可知光线在。点的入射角为i=30。,折射角为r= 60,*由折射率的定义得=斗二知=M, A正确；光线在玻璃中的传播速度为0=2 sin i=申。，由题图知8。=爽后 所以光线从8到。需用时，=弊=，B正确； 若增大NA8O,则光线射向。段时入射角增大，射向M点时为45。，而临界角 满足sinC=-=为为-=si

7、n45。，即光线可以在OM段发生全反射现象，C错误;要使出射光线平行于A3,则入射角必为30。，D错误；入射角为0。时，折射角 为0。，光沿直线传播，传播速度增大，E正确.7 .打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、。边与 轴线的夹角。切磨在仇的范围内，才能使从MN边垂直 入射的光线在0尸边和0。边都发生全反射（仅考虑如图所示的 光线第一次射到0P边并反射到0Q边后射向N边的情况）， 则下列判断正确的是（）A.若。仇，光线一定在0P边发生全反射8 .若0仇,光线会从0Q边射出C.若6仇，光线会从0尸边射出D.若光线会在0P边发生全反射解析：选D.光线发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质

8、时，入射JT角i大于临界角C光线从图示位置入射，到达0P边时入射角八=5一仇。越小， il越大，发生全反射的可能性越大，根据题意，要在。尸边上发生全反射，应满 足。仇，A、B错误.若光线在0P上发生全反射后到达0Q边，入射角,2=3。JT5,。越大，2越大，发生全反射的可能性越大，根据题意，要在。边上发生 全反射，应满足C错误，D正确.8 .虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用 白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面 上会形成和P。两条彩色光带，光路如图所示.M. N、P、。点的颜色分别 为（）A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红

9、、紫、紫、红D.紫、红、紫、红解析：选A.玻璃对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大，由折射定律 和反射定律可知点为紫色，N点为红色，P点为红色，。点为紫色，故A项 正确.9 .（2017.高考全国卷川）如图，一半径为R的玻璃半球， 。点是半球的球心，虚线00表示光轴（过球心。与半球底 面垂直的直线）.已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂 直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半 球的内表面反射后的光线）.求：（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;距光轴号的入射光线经球面折射后与光轴的交点到。点的距离.发生折射时的入射角为，当i等于全反射临界角ic时，对解

10、析：（1）如图，从底面上A处射入的光线，在球面上应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为/.i=ic设是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有sin zc= 1由几何关系有.Isin 1=示联立式并利用题给条件，得l=RR（2）设与光轴相距彳的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为ii和r1,由折射定律有nsin n = sin n设折射光线与光轴的交点为C,在08。中，由正弦定理有sin 乙C sin（180。一ui）R= 0C由几何关系有ZC=n-zisin zi=z联立式及题给条件得3(22+3)OC= v v v JR2.14R2答案：空(2)2.747?10 .如图所示，三角形

11、A3。为某透明介质的横截面，O为3C边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角， 入射，第一次到达A3边恰好发生全反射.已知。=15。，BC边长为，该介质的折射率为噌，求: 入射角/;解析：（1）如图所示，根据全反射规律可知,光线在面上尸点的入射角等于临界角C,由折射定律得sin C= n代入数据得C=45设光线在8C面上的折射角为人 由几何关系得厂=30。由折射定律得=sin isin r（2）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c,可能 用至I：5苗75。=逅学但或11115。=2仍）.联立式，代入数据得，=45。（2）在OPB中，根据正弦定理得OPsin 75 sin 45设所用时间为才,光线在介质中的速度为小得OP =vtCv= n联立式，代入数据得1=2ce (%(6+V2)L答案：(1)45 (2尸 2c