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高考物理(人教版)第一轮复习课时作业 x3-4-3光的折射 全反射 含答案

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高考物理复习 第3课时 光的折射 全反射

基本技能练

1.(2014·浙江暨阳联考)有经验的捕鱼人都知道,如果在岸上把鱼枪射向水中的目标是射不中鱼的,这是因为鱼反射的光在通过水面时发生了折射。不考虑光的频率不同对折射率的影响,下列说法正确的是

( )

A.要让鱼枪射中鱼,必须瞄准鱼的上方发射

B.如果用高能激光笔照射水中的鱼,那么只要对准鱼在水中的像即可照到鱼 C.捕鱼人在岸上不同的位置看到的鱼的位置不变

D.由于全反射现象,人只要离开鱼一定的水平距离,鱼反射出的光就不会到达捕鱼人的眼睛

解析 根据光的折射定律,岸上的人看到的是鱼的像,像的位置比实物浅一点,故选项A错;用高能激光笔照射水中的鱼,遵循光的折射定律,只要对准鱼在水中的像即可照到鱼,故选项B对;在岸上不同位置观察到的鱼的位置不同,故选项C错;根据全反射条件,水中的鱼能看到范围在180°内的水面上的物体,所以由光路的可逆性可知,不论人离开鱼多远,人均能看到鱼,故选项D错。 答案 B

2.如图1所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经折射后,汇聚在屏上同一点,若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列判断正确的有

( )

图1

A.n1

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B.n1n2,a为红光,b为蓝光 D.n1>n2,a为蓝光,b为红光

解析 由于红光的频率低于蓝光的频率,有n1<n2,由光路图可知,a为蓝光,b为红光,A正确。 答案 A

3.在信息技术迅猛发展的今天,光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。光盘截面示意如图2所示,若入射的红、蓝混合激光束不是垂直投射到盘面上,则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。下列说法中正确的是

( )

图2

A.图中光束①是蓝光,光束②是红光 B.对同一小孔,光束①的衍射现象更明显 C.在透明介质层中光束①比光束②传播得更快

D.若光束①、②以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中,则光束②先发生全反射

解析 由蓝光的频率大于红光的频率可知,蓝光的折射率大于红光的折射率,由题图可知,光束①是蓝光,光束②是红光,故A正确;由于红光波长较长,c

红光更容易发生衍射现象,故B错误;根据v=n可得出,在透明介质层中光束1

①比光束②传播得更慢,故C错误;根据全反射条件sin C=n易知,光束①、②以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中时,光束①先发生全反射,D错误。

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答案 A

4.(多选)(2014·南京质检)如图3所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点,已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则

( )

图3

A.该棱镜的折射率为3 B.光在F点发生全反射 C.光从空气进入棱镜,波长变小

D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

解析 在E点作出法线可知入射角为60°,折射角为30°,折射率为3,选项A正确;由光路的可逆性可知,在BC边上的入射角小于临界角,不会发生全λ空气

反射,选项B错误;由关系式λ介=n,可知选项C正确;从F点出射的反射光线与法线的夹角为30°,折射光线与法线的夹角为60°,由几何关系知,不会与入射到E点的光束平行,选项D错误。 答案 AC

5.发出白光的细线光源ab长度为l0,竖直放置,上端a恰好在水面以下,如图4所示。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l1表示红光成的像的长度,l2表示蓝光成的像的长度,则

( )

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图4

A.l1l1>l0

B.l1>l2>l0 D.l2

解析 如图所示,由于蓝光折射率比红光折射率大,则同一点发出的光经过水面折射时,蓝光比红光偏折角大,则沿反方向延长线所成虚像的长度比较小,则l2

答案 D

6.某学习小组利用大色拉油圆桶(去掉上半部)、小石子A来测定水的折射率,如图5所示。当桶内没有水时,从某点B恰能看到桶底边缘的某点C;当桶内水的深度等于桶高的一半时,仍沿BC方向看去,恰好看到桶底上的小石子A,A在圆桶的底面直径CD上。用毫米刻度尺测得直径CD=16.00 cm,桶高DE=12.00 cm,AC=3.50 cm。光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,求水的折射率n和光在水中的传播速度v。

图5

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解析 由题意画出光路图,

如图所示。根据折射定律有 O1CO1C2+OO214sin θ2

n=sin θ==3

O1A1

O1A2+OO21

cc

由公式n=v得v=n=2.25×108 m/s 4

答案 3 2.25×108 m/s

7.(2014·威海模拟)如图6所示为一半圆形玻璃砖,一足够大的光屏MN与直径PQ平行,圆心O到MN的距离为d,一束由两种单色光组成的复色光沿与竖直方向成θ=30°角射入玻璃砖的圆心,在光屏上出现了两个光斑,玻璃对两种单色光的折射率分别为n1=2和n2=3。求:

图6

(1)离A点最远的光斑与A点之间的距离x;

(2)为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角最小为多少? 解析

(1)作出光路图如图所示,折射率为n2=3的光折射后在光屏上形成的光斑离A第 - 5 - 页 共 9 页

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