《（江蘇專用）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 基礎(chǔ)課時(shí)3 光的折射 全反射（含解析）（選修3-4）（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 基礎(chǔ)課時(shí)3 光的折射 全反射（含解析）（選修3-4）（通用）（7頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、基礎(chǔ)課時(shí)3　光的折射　全反射 1.如圖1所示為一橫截面為直角三角形的三棱鏡，∠B＝90°，∠C＝30°。一束與AB邊成θ＝30°角的光線射向AB面，在棱鏡中經(jīng)過(guò)BC邊一次反射后從AC邊射出，出射光線的折射角為60°。則這種材料的折射率為 。 圖1 A. B. C. D．2 解析　作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系和折射定律有n＝＝，可得：i＝30°，n＝，故B正確。 答案　B 2．(2020·四川成都三模)圖2甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃折射率n的裝置示意圖。他讓光從空氣射向玻璃磚，在正確操作后，他利用測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦(sin r

2、)與入射角正弦(sin i)的關(guān)系圖象。則下列說(shuō)法正確的是 。 圖2 A．該玻璃的折射率n＝ B．該玻璃的折射率n＝1.5 C．在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波頻率變?yōu)樵瓉?lái)的 D．在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.5倍 解析　由折射定律n＝可知折射角正弦(sin r)與入射角正弦(sin i)的關(guān)系圖象的斜率的倒數(shù)表示折射率，所以n＝＝1.5，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在由空氣進(jìn)入該玻璃中傳播時(shí)，光波的頻率不變，光波波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 答案　B 3.一個(gè)透明均勻玻璃圓柱的橫截面如圖3所示，一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光從A點(diǎn)射入，分成兩束分

3、別從B、C射出，則下列說(shuō)法正確的是 。 圖3 A．a(chǎn)光的折射率小于b光的折射率 B．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 C．a(chǎn)、b兩種單色光分別從B、C射出時(shí)折射角相等 D．a(chǎn)、b兩種單色光分別通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉裝置，b光的干涉條紋間距較大 解析　由題圖可看出，在A點(diǎn)的入射角相等，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，a光的折射率小于b光的折射率，故選項(xiàng)A正確；由v＝可知，在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題圖可看出，兩光束在B、C兩點(diǎn)的入射角分別等于在A點(diǎn)的折射角，根據(jù)光路可逆原理可知，兩光束在B、C兩點(diǎn)的折射角等于在A點(diǎn)的入

4、射角，即相等，所以選項(xiàng)C正確；a光的折射率小于b光的折射率，故a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，而兩種單色光通過(guò)同一雙縫干涉裝置時(shí)，雙縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，a光的干涉條紋間距較大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案　AC 4.某校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組根據(jù)光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器，如圖4所示。在一個(gè)圓盤(pán)上，過(guò)其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF。在半徑OA上，垂直盤(pán)面插上兩枚大頭針P1、P2并保持位置不變。每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直浸入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2。同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，

5、這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可以直接讀出液體折射率的值。 圖4 (1)若∠AOF＝30°，OP3與OC之間的夾角為45°，則在P3處刻的刻度值為 。 (2)若在同一液體中沿AO方向射入一束白光，最靠近OC邊的是 色的光，增大入射角度， 色的光在刻度盤(pán)上先消失。 解析　(1)由圖可知，∠AOF是入射角，∠EOP3是折射角，但在定義折射率時(shí)光是從真空或空氣射向介質(zhì)的，所以用光路的可逆性轉(zhuǎn)化可得n＝，代入數(shù)據(jù)可得n＝。(2)由于介質(zhì)對(duì)紫光的折射率最大，所以紫光偏折得最多，故最靠近OC邊的是紫光。增大入射角，所有單色光的折射角都增大，而紫光的折射角依然最大，故紫光在刻度

6、盤(pán)上先消失。 答案　(1)　(2)紫　紫 5. [2020·海南單科，16(2)]一半徑為R的半圓柱形玻璃磚，橫截面如圖5所示。已知玻璃的全反射臨界角γ(γ＜)。與玻璃磚的底平面成(－γ)角度、且與玻璃磚橫截面平行的平行光射到玻璃磚的半圓柱面上。經(jīng)柱面折射后，有部分光(包括與柱面相切的入射光)能直接從玻璃磚底面射出。若忽略經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光。求底面透光部分的寬度。 圖5 解析　光路圖如圖所示，沿半徑方向射入玻璃磚的光線，即光線①射到MN上時(shí)，根據(jù)幾何知識(shí)，入射角恰好等于臨界角，即恰好在圓心O處發(fā)生全反射，光線①左側(cè)的光線，經(jīng)球面折射后，射到MN上的角一定大于臨界角，即在M

7、N上發(fā)生全反射，不能射出，光線①右側(cè)的光線射到MN上的角小于臨界角，可以射出，如圖光線③與球面相切，入射角θ1＝90°，折射角即為γ，從MN上垂直射出。根據(jù)幾何知識(shí)，底面透光部分的寬度OE＝Rsin γ 答案　Rsin γ 6.如圖6所示，光屏PQ的上方有一半圓形玻璃磚，其直徑AB與水平面成30°角。 圖6 (1)若讓一束單色光沿半徑方向豎直向下射向圓心O，由AB面折射后射出，當(dāng)光點(diǎn)落在光屏上時(shí)，繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整入射光與豎直方向的夾角，該角多大時(shí)，光在光屏PQ上的落點(diǎn)距O′點(diǎn)最遠(yuǎn)？(已知玻璃磚對(duì)該光的折射率為n＝) (2)若讓一束白光沿半徑方向豎直向下射向圓心O，經(jīng)玻璃磚

8、后射到光屏上形成完整彩色光帶，則光帶的最右側(cè)是什么顏色的光？若使光線繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，什么顏色的光最先消失？ (1)如圖所示，在O點(diǎn)剛好發(fā)生全反射時(shí)，光在光屏PQ上的落點(diǎn)距O′點(diǎn)最遠(yuǎn) sin C＝ 解得C＝45° 入射光與豎直方向的夾角為 θ＝C－30°＝15° (2)由于介質(zhì)中紫光的折射率最大，所以位于光帶的最右側(cè)。若使光線繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，入射角增大，由于紫光的臨界角最小，所以紫光最先消失。 答案　(1)15°　(2)紫光　紫光 7. (2020·山西忻州第一中學(xué)等四校聯(lián)考)如圖7所示，直角玻璃三棱鏡ABC置于空氣中，棱鏡的折射率為n＝，∠A＝60°。一細(xì)光束從AC

9、的中點(diǎn)D垂直于AC面入射，AD＝a，求： 圖7 (1)畫(huà)出光路圖并計(jì)算出光從棱鏡第一次射入空氣時(shí)的折射角； (2)光從進(jìn)入棱鏡到它第一次從棱鏡中射出所經(jīng)歷的時(shí)間(光在真空中的傳播速度為c)。 解析　(1)光路如圖所示。 i1＝60°，設(shè)玻璃對(duì)空氣的臨界角為C，則sin C＝＝，C＝45°。i1＞45°，光在AB面發(fā)生全反射，i2＝i1－30°＝30°＜C，由折射定律有＝，所以r＝45°。 (2)棱鏡中的光速v＝，所求時(shí)間t＝＋，解得t＝。 答案　(1)光路如解析圖所示　45°　(2) 8.如圖8所示為一半球殼形玻璃磚，其折射率為n＝，球殼內(nèi)圓的半徑為R，外圓的半徑為R。圖8中的OO′為半球殼形玻璃磚的中軸線，一束平行光以平行于OO′的方向從球殼的左側(cè)射入。若使光第一次到達(dá)內(nèi)圓表面時(shí)能射出，求入射角i的范圍。 圖8 解析　作出光路圖如圖所示。設(shè)光線AB入射到球殼的外表面，沿BM方向射向內(nèi)圓，剛好發(fā)生全反射，則sin C＝＝，故C＝45° 在△OBM中，OB＝R，OM＝R 所以＝ sin r＝＝，則r＝30° 由折射定律得n＝ 則sin i＝nsin r＝，故i＝45° 當(dāng)射向半球殼外表面的入射光線的入射角i＜45°時(shí)，這些光線都會(huì)從內(nèi)圓表面射出。 答案　小于45°