2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)46 光的折射 全反射新人教版選修3-4

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1、課時(shí)作業(yè)46光的折射全反射時(shí)間：45分鐘1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(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)光和紫光解析：四種光線紅、黃、藍(lán)、紫的頻率為f紅f黃f藍(lán)f紫，故其折射率n紅n黃n藍(lán)n紫，因折射率大，光在折射時(shí)，偏折程度大，故太陽光經(jīng)水滴折射后，在水中傳播，從上到下依次為紅光、黃光、藍(lán)光、紫光，再由光的反射定律，結(jié)合傳播圖可知其反射后從上到下順序顛倒，因此出射光依次為紫光、藍(lán)光、黃光和紅光

2、，B正確，A、C、D均錯(cuò)2如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣當(dāng)出射角i和入射角i相等時(shí)，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為.已知棱鏡頂角為，則計(jì)算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為(A)A. B.C. D.解析：如圖所示，設(shè)AB面上的折射角為，AC面上的入射角為，由于ii，由光的折射定律及光路可逆知，又設(shè)兩法線的夾角為，則由幾何關(guān)系得：180，又由180，則解得：，又由幾何關(guān)系得：ii，解得：i，則棱鏡對該色光的折射率n，故A正確3如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60.已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行此玻

3、璃的折射率為(C)A. B1.5C. D2解析：作出光線在玻璃球體內(nèi)光路圖，A、C是折射點(diǎn)，B是反射點(diǎn)，OD平行于入射光線，由幾何知識(shí)得，AODCOD60，則OAB30，即折射角30，入射角i60，所以折射率n.4一束白光從頂角為的一邊以較大的入射角i射入并通過三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，在入射角i逐漸減小到零的過程中，假如屏上的彩色光帶先后全部消失，則(B)A紅光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，紅光最后消失C紫光最先消失，黃光最后消失D紅光最先消失，黃光最后消失解析：白光從AB面射入玻璃后，由于紫光偏折大，從而到達(dá)另一側(cè)面AC時(shí)的入射角較大，且因紫光折射率大，sinC1

4、/n，因而其全反射的臨界角最小，故隨著入射角i的減小，進(jìn)入玻璃后的各色光中紫光首先發(fā)生全反射不從AC面射出，隨后依次是藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅，逐漸發(fā)生全反射而不從AC面射出5在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的若紅、藍(lán)激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時(shí)會(huì)發(fā)生偏折而改變行進(jìn)的方向，如圖所示下列說法中正確的是(C)A圖中光束是紅光，光束是藍(lán)光B在光盤的透明介質(zhì)層中，光束比光束傳播速度更快C若光束、從透明介質(zhì)層以相同且逐漸增大的入射角射向空氣中，則光束先發(fā)生全反射D若光束、先后通過同一小孔，則光束衍射現(xiàn)象更明顯解析：由圖可知光束

5、偏折程度大，則其折射率大，光束偏折程度小，則其折射率小，故光束為藍(lán)光，光束為紅光，A錯(cuò)；由n知，在透明介質(zhì)層中光束比光束傳播速度慢，B錯(cuò)；由sinC知：光束的臨界角比光束的小，因此光束先發(fā)生全反射，故C對；由c/v知，光束的波長比光束的小，故光束、先后通過同一小孔，則光束衍射現(xiàn)象更明顯，D錯(cuò)6如圖所示，真空中有一個(gè)半徑為R、質(zhì)量分布均勻的玻璃球，一細(xì)激光束在真空中沿直線BC傳播，并與玻璃球表面的C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入玻璃球，在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中，已知COD120，激光束的入射角為60，則下列說法中正確的是(A)A玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿锽該激光在玻璃中的波長是在真空中波長的倍C該激光束

6、的光子在玻璃球中的能量小于在真空中的能量D改變?nèi)肷浣牵摷す馐赡茉诓Ａ虻膬?nèi)表面發(fā)生全反射解析：本題考查光的折射定律和對全反射的理解由幾何知識(shí)得到激光束在C點(diǎn)的折射角30，則玻璃球?qū)υ摷す馐恼凵渎蕿閚，A正確；激光在玻璃中的傳播速度為vc，根據(jù)vf可知，激光由真空射入玻璃球時(shí)頻率f不變，故波長與波速成正比，即該激光在玻璃中的波長是在真空中波長的倍，B錯(cuò)誤；根據(jù)激光光子的能量Ehf，可知h為常數(shù)，激光由真空射入玻璃球時(shí)頻率f不變，故該激光束的光子在玻璃球中的能量等于在真空中的能量，C錯(cuò)誤；激光束從C點(diǎn)進(jìn)入玻璃球時(shí)，無論怎樣改變?nèi)肷浣牵凵浣嵌夹∮谂R界角，根據(jù)幾何知識(shí)可知光線在玻璃球內(nèi)表面的入

7、射角不可能大于臨界角，所以都不可能發(fā)生全反射，D錯(cuò)誤7如圖所示，寬為a的平行光束從空氣斜射到平行玻璃磚上表面，入射角為60，光束中包含兩種波長的光，玻璃磚對這兩種光的折射率分別為n1，n2，光束從玻璃下表面射出時(shí)恰好分成不重疊的兩束，求玻璃磚的厚度d為多少？(已知sin370.6，cos370.8，結(jié)果可用根式表示)解析：根據(jù)光的折射定律，則有：n1n2得：130，237由分析可知，恰好分開時(shí)：xd(tan37tan30)又有：x解得：d答案：8(2019山西豫南一聯(lián))如圖所示，一截面為直角三角形的棱鏡ABC，AB面涂有反射層，A30，一束單色光垂直AC邊從AC邊上的P點(diǎn)(圖中未畫出)射入棱鏡

8、，折射光線經(jīng)AB面反射后直接射到BC邊的中點(diǎn)Q，已知棱鏡對該單色光的折射率為，AB長L1 m求：(1)P與C點(diǎn)間的距離；(2)從Q點(diǎn)射出的光線與BC邊的夾角解析：(1)如圖所示，由幾何關(guān)系知，光線射到AB邊的D點(diǎn)時(shí)的入射角為30，反射后從BC邊的中點(diǎn)Q射出，則BDQ為等邊三角形，又因?yàn)锳B長L1 m，則lBQlCQlBD0.25 mP與C點(diǎn)間的距離lPClBDsin60 m(2)由幾何關(guān)系知：光線從BC邊入射的入射角為30，則由折射定律有：n解得光線在BC邊的折射角60所以從Q點(diǎn)射出的光線與BC邊的夾角為30答案：(1) m(2)309(2019河南南陽檢測)如圖所示，AOB是由某種透明物質(zhì)制

9、成的圓柱體的橫截面(O為圓心)，其折射率為.今有一束平行光以45的入射角射向柱體的OA平面，這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出，設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射(1)光線從透明物質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射的臨界角(2)圓柱AB面上有射出光線的部分占AB表面的幾分之幾？解析：(1)由公式sinC，得臨界角C45(2)設(shè)光線從某位置P點(diǎn)入射的光線，作出其光路如圖所示：從O點(diǎn)射入的光線，折射角為，根據(jù)折射定律有：n解得30折射到AB弧面上Q點(diǎn)時(shí)，入射角恰等于臨界角C，PQO中18090C15所以能射出的光線區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角9045能射出光線的部分占AB面的比例為答案：(1)4

10、5(2)10(2019湖南師大附中月考)如圖所示，一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝有一定量的水，在容器底部有一單色點(diǎn)光源S，已知水對該單色光的折射率為n水，玻璃對該單色光的折射率為n玻璃1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度為2d(已知光在真空中的傳播速度為c，波的折射定律)求：(1)該單色光在水和玻璃中傳播的速度；(2)在水面形成的圓形光斑的半徑(不考慮兩個(gè)界面處的反射光線)解析：(1)由n可知，光在水中的速度為vc，光在玻璃中的速度為vc；(2)光路圖如圖所示：光恰好在水和空氣的分界面發(fā)生全反射時(shí)，sinC，又cosC，tanC，在玻璃與水的分界面上，由得sin，又cos，tan，由幾何關(guān)系可知光斑的半徑為Rdtan2dtanC，解得Rd.答案：(1)cc(2)d8