2019年高考物理一輪總復習 光的折射定律 全反射課時作業(yè) 新人教版選修3-4.doc

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2019年高考物理一輪總復習 光的折射定律 全反射課時作業(yè) 新人教版選修3-4 1．高速公路上的標牌常用“回光返照膜”制成，夜間行車時，它能將車燈照射出去的光逆向返回，標志牌上的字特別醒目．這種“回光返照膜”是用球體反射原件制成的．如圖所示，反光膜內均勻分布著直徑10μm的細玻璃珠，所用玻璃的折射率為，為使入射的車燈光線經玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角是(　　) 第1題圖 A．60 B．45 C．30 D．15 2．某棱鏡頂角θ＝41.3，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個側面射入，通過棱鏡從另一個側出射出，在光屏上形成由紅到紫的彩色光帶如圖所示，當入射角i逐漸減小到零的過程中彩色光帶變化情況是 第2題圖 色光 紫 藍 綠 黃 橙 紅 折射率 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.513 臨界角 40.75 40.88 41.17 41.23 41.34 41.37 A．紫光最先消失，最后只剩下橙光、紅光 B．紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光、紅光 C．紅光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和藍光 D．紅光最先消失，最后只剩下紫光、靛光、藍光和綠光 3．如圖所示，階躍型光導纖維是由“纖維芯”和“包層”兩個同心圓組成的圓柱體，中心部分是纖維芯，纖維芯以外的部分稱為包層．關于光導纖維，下列說法正確的是(　　) 第3題圖 A．纖維芯的折射率大于包層的折射率 B．不同頻率的光波從同一根光導纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢说臅r間相同 C．光波從纖維芯一端傳到另一端的時間跟從纖維芯端面射入時的入射角無關 D．以上說法都不正確 4．如圖，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為(　　) 第4題圖 A. B. C. D. 5．光纖維通信是一種現(xiàn)代化的通信手段，它可以為客戶提供大容量、高速度、高質量的通信服務，為了研究問題方便，我們將光導纖維簡化為一根長直玻璃管，如圖所示．設此玻璃管長為L，折射率為n.已知從玻璃管左端面射入玻璃內的光線在玻璃管的側面上恰好能發(fā)生全反射，最后從玻璃管的右端面射出．設光在真空中的傳播速度為c，則光通過此段玻璃管所需的時間為(　　) 第5題圖 A. B. C. D. 6．abc為一全反射棱鏡，它的主截面是等腰直角三角形，如圖所示．一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上發(fā)生全反射．若光線的入射點O的位置不變，改變入射光的入射方向，則(不考慮bc面反射的光線)(　　) 第6題圖 A．使入射光按圖中所示的逆時針方向偏轉，則紅光將首先射出ab面 B．使入射光按圖中所示的逆時針方向偏轉，則紫光將首先射出ab面 C．使入射光按圖中所示的順時針方向偏轉，則紅光將首先射出ab面 D．使入射光按圖中所示的順時針方向偏轉，則紫色將首先射出ab面 7．光線從折射率n＝的玻璃進入真空中，當入射角為30時，折射角為________；當入射角為________時，剛好發(fā)生全反射． 8．如圖所示，平行玻璃的厚度d＝4cm，光線AB以入射角i＝60從空氣射到平行玻璃板的上表面，經兩次折射后從玻璃板的下表面射出．已知玻璃的折射率n＝.求出射光線CD相對于入射線AB偏離的距離． 第8題圖 9．如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，AB邊豎直，一單色光束從玻璃磚的某一點水平射入，入射角θ1＝60，玻璃磚對該單色光的折射率n＝，已知光在真空中的速度度為c，求光束經玻璃磚折射后第一次AB邊所需要的時間． 第9題圖 10．如圖所示的玻璃磚為半徑R的半圓形玻璃磚上截取的一部分，其折射率為n，一束光線垂直于AB邊入射，當入射點P距AB邊中點至少為多遠時，曲面上將無光線透射？ 第10題圖 11．如圖所示，半圓玻璃磚的半徑R＝10cm、折射率為n＝，直徑AB與屏幕垂直接觸于A點，激光a以入射角i＝30射向半圓玻璃磚的圓心O，結果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑． (1)畫出光路圖． (2)求兩個光斑之間的距離L. 第11題圖 12．賽艇停在平靜的水面上，賽艇前端有一標記P離水面的高度為h1＝0.6m，尾部下端Q略高于水面；賽艇正前方離賽艇前端s1＝0.8m處有一浮標，示意如圖．一潛水員在浮標前方s2＝3.0m處下潛到深度為h2＝4.0m時，看到標記剛好被浮標擋住，此處看不到船尾端Q；繼續(xù)下潛Δh＝4.0m，恰好能看見Q.求： 第12題圖 (1)水的折射率n； (2)賽艇的長度l(可用根式表示)． 課時作業(yè)(五十二)　光的折射定律　全反射 　1.A　【解析】 設入射角為i，折射角為θ，作出光路圖如圖所示，因為入射光線恰好和出射光線平行，所以i＝2θ，根據(jù)折射定律＝＝，所以θ＝30，i＝2θ＝60.本題答案為A. 第1題圖 　2.A　【解析】 屏上的彩色光帶最上端為紅色，最下端為紫色，當入射角i減小時，使光線在棱鏡右側面的入射角變大，因紫光臨界角最小，所以紫光最先達到臨界角，在棱鏡右側面發(fā)生全反射，紫光首先在屏上消失．當入射角i＝0時，光線在棱鏡右側面的入射角為i′＝41.3，這時僅剩下橙光和紅光未達到臨界角而射出，到達光屏． 　3.A　【解析】 光導纖維利用的是光的全反射原理，根據(jù)全反射原理的條件可知，A正確，C錯誤；介質對不同的頻率的光的折射率不同，入射角不同，從同一光纖維輸出的時間不同，B、C錯誤． 第4題圖 　4.A　【解析】 根據(jù)折射率定義有，sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45　又∠2＋∠3＝90，解得：n＝，所以A正確． 　5.A　【解析】 用C表示臨界角，則有sinC＝，光在介質中的傳播速度為v＝.光在沿光纜軸線的方向上做勻速傳播．所用時間為t＝＝＝.故A正確． 　6.C　 第6題圖 【解析】 入射光垂直ac面入射，到達ab面時其入射角為45，可見白光中的各色光的臨界角均小于或至多等于45.所以更不可能有任何顏色的光透出ab面．若入射光按圖中所示的逆時針方向偏轉，則到達ab面時的入射角α必定大于45.若入射光按圖中所示的順時針方向偏轉，則到達ab面時的入射角α將小于45.這樣才有可能使α小于某單色光的臨界角，使該顏色的光透出ab面．由于臨界角C＝arcsin1/n，所以n愈小，臨界角愈大．在紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫這七色光中，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以紅光的臨界角最大，紫光的臨界角最?。@樣一來，當ab面處的入射角α從45開始減小時首先達到紅光的臨界角，可見若有光從ab面處射出，將首選紅光．選項C正確． 　7.45　45　【解析】 設折射角為α，則有nsin30＝1sin α，α＝45；設入射角為C時，剛好發(fā)生全反射，則有nsin C＝1sin 90，C＝45. 　8. cm. 第8題圖 　【解析】 設折射角為r，畫出光路圖，如圖所示，由折射定律有n＝，可得r＝30；由圖中的幾何關系得，側移量δ＝sin(i－r)＝ cm. 　9. 　【解析】 由光的折射定律＝n　解得θ2＝30 由幾何關系知，光在玻璃磚中的傳播的距離x＝R.光在玻璃中的傳播速度v＝，解得t＝. 第9題圖 　10.　【解析】 當射到曲面上的光發(fā)生全反射時，曲面上將無光線，透射．圖中∠PO′O等于臨界角，即sin∠PO′O＝，設入射點P距AB中點為L，則有sin∠PO′O＝L/R.聯(lián)立解得L＝R/n . 第10題圖 　11.(1)見解析　(2)cm　【解析】 (1)畫出如圖所示光路圖　(2)設折射角為r，根據(jù)折射定律有：＝.解得：r＝60 PQ之間的距離L＝PA＋AQ＝Rtan30 ＋Rtan60 解得L＝ cm. 第11題圖 　12.(1)　(2)(－3.8)m　【解析】 (1)如圖甲所示，n＝＝＝＝　(2)剛好看到Q點時的光路圖如圖乙所示． 第12題圖　甲 　　第12題圖　乙 x＝S1＋S2＋l　　y＝h2＋Δh sinC＝　　n＝ 聯(lián)立以上各個方程解得 l＝－S1－S2＝(－3.8)m.