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1、第1講光的折射、全反射板塊三限時規(guī)范特訓(xùn)時間:45分鐘滿分:100分一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分。其中15為單選,68為多選)1.如圖所示,一束光從空氣垂直射到直角三棱鏡的界面AB上,棱鏡材料的折射率為1.414,這束光線從BC邊射出棱鏡后與界面BC的夾角為 ()A90 B60 C30 D45答案D解析由sinC得C45,如圖所示,則光在AC界面射向真空時發(fā)生全反射。由幾何關(guān)系可求得在BC面的入射角i30,由折射定律n得sinrnsinisin30,所以r45,則這束光線從BC邊射出棱鏡后與界面BC的夾角為45,故D正確。2如圖,一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚,O點為該玻璃磚
2、截面的圓心,下圖能正確描述其光路的是 ()答案A解析光沿玻璃磚截面半徑射向O點,在界面處,入射角大于臨界角時,發(fā)生全反射,小于臨界角時,在空氣中的折射角大于入射角,A正確,C錯誤;光由空氣射向玻璃磚時,不會發(fā)生全反射,在玻璃中的折射角應(yīng)小于入射角,B、D錯誤。3空氣中懸浮著一顆球形小水珠,一縷陽光水平射入其中,如圖所示。n甲、n乙和n丙分別表示水對甲光、乙光和丙光的折射率。則以下表述正確的是()An甲n乙n丙B波長的關(guān)系甲乙乙丙D光由水珠出射到空氣的折射角關(guān)系甲乙丙答案D解析由題圖可知,丙光的偏折最大,折射率最大,甲光的偏折最小,折射率最小,A錯誤;根據(jù)頻率與波長的關(guān)系,丙光的波長最小,甲光的
3、波長最大,B錯誤;根據(jù)折射率與頻率的關(guān)系,頻率越大,折射率越大,知丙光的頻率最大,甲光的頻率最小,C錯誤;如圖所示,由幾何知識可知,光從水珠到空氣的入射角i與光從空氣到水珠的折射角r相等,又n,故i,三種光從空氣到水珠的入射角i相同,所以由水珠出射到空氣的折射角關(guān)系甲乙丙,D正確。4圖甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測定玻璃折射率n的裝置示意圖。他讓光從空氣射向玻璃磚,在正確操作后,他利用測出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦(sinr)與入射角正弦(sini)的關(guān)系圖象。則下列說法正確的是()A該玻璃的折射率nB該玻璃的折射率n1.5C光由空氣進入該玻璃磚中傳播時,光波頻率變?yōu)樵瓉淼谋禗光由空氣進入
4、該玻璃磚中傳播時,光波波長變?yōu)樵瓉淼?.5倍答案B解析由折射定律n可知,折射角正弦(sinr)與入射角正弦(sini)的關(guān)系圖象的斜率的倒數(shù)表示折射率,所以n1.5,A錯誤,B正確;光由空氣進入該玻璃磚中傳播時,光波頻率不變,由n可知,光波波長變?yōu)樵瓉淼?,C、D錯誤。52016四川高考某同學(xué)通過實驗測定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示,O是圓心,MN是法線,AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學(xué)測得多組入射角i和折射角r,作出sinisinr圖象如圖乙所示。則()A光由A經(jīng)O到B,n1.5B光由B經(jīng)O到A,n1.5C光由A經(jīng)O到B,n0.67D光由B經(jīng)O到A,n0
5、.67答案B解析在本題中,介質(zhì)折射率為空氣中角度的正弦和介質(zhì)中角度的正弦之比,則n1.5。由題給信息知入射角為i,i介,C正確;三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折,不會與入射到E點的光束平行,D錯誤。8.如圖所示,實線為空氣和水的分界面,一束藍光從空氣中的A點沿AO1方向(O1點在分界面上,圖中O1點和入射光線都未畫出)射向水中,折射后通過水中的B點。圖中O點為A、B連線與分界面的交點。下列說法正確的是 ()AO1點在O點的右側(cè)B藍光從空氣中射入水中時,速度變小C若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射光線有可能通過B點正下方的C點D若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射光線有可能通過B
6、點正上方的D點E若藍光沿AO方向射向水中,則折射光線有可能通過B點正上方的D點答案BCD解析根據(jù)折射定律可知,光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角,則畫出光路圖如圖所示,可知O1點應(yīng)在O點的左側(cè),故A錯誤。光從光疏介質(zhì)(空氣)進入光密介質(zhì)(水)中時,速度變小,故B正確。紫光的折射率大于藍光,所以入射角相同時,折射角要小于藍光的,則可能通過B點正下方的C點,故C正確。若是紅光,折射率小于藍光,入射角相同時,折射角大于藍光的,則可能通過B點上方的D點,故D正確。若藍光沿AO方向射入,根據(jù)折射定律可知,折射光線應(yīng)該在O1B線的右側(cè),不能通過B點正上方的D點,故E錯誤。二、非選擇題(本題共5小題,共3
7、6分)9.(4分)如圖所示,某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線,并讓入射光線過圓心O,在玻璃磚(圖中實線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3,使P3擋住P1、P2的像,連接OP3,圖中MN為分界線,虛線半圓與玻璃磚對稱,B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點,AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點。(1)設(shè)AB的長度為l1,AO的長度為l2,CD的長度為l3,DO的長度為l4,為較方便地表示出玻璃磚的折射率,需用刻度尺測量_,則玻璃磚的折射率可表示為_。(2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度,由此測
8、得玻璃磚的折射率將_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。答案(1)l1和l3n(2)偏大解析(1)sin1,sin2,玻璃磚的折射率n,因此只需測量l1和l3即可。(2)當玻璃磚順時針轉(zhuǎn)過一個小角度時,入射角增大,折射角也增大,但增大較小,折射光線順時針偏轉(zhuǎn)一個小角度,在處理數(shù)據(jù)時,認為玻璃磚沒有轉(zhuǎn)動,原法線AD位置不變,因此,由于入射光線與AD夾角沒變,圓形玻璃磚半徑不變,所以l1不變,而折射光線與AD夾角變小,所以l3減小,所以測量值n將偏大。10.2017陜西寶雞一模(8分)有一個上、下表面平行且足夠大的玻璃平板,玻璃平板的折射率為n、厚度為d12 cm?,F(xiàn)在其上方的空氣中放置一點光源S
9、,點光源距玻璃板的距離為l18 cm,從S發(fā)出的光射向玻璃板,光線與豎直方向夾角最大為53,經(jīng)過玻璃板后從下表面射出,形成一個圓形光斑,如圖所示。求玻璃板下表面圓形光斑的半徑(sin530.8)。答案33 cm解析由題意可知光在玻璃板上表面發(fā)生折射時的最大入射角為,設(shè)其折射角為r,由折射定律可得n,代入數(shù)據(jù)可得r37。光在玻璃板下表面發(fā)生折射時,由于最大入射角為r37,sin37,故r小于玻璃板的臨界角,所以不會發(fā)生全反射。光在玻璃板中傳播的光路圖如圖所示。光從玻璃板下表面射出時形成一個圓形發(fā)光面,設(shè)其半徑大小為R,則Rltandtanr,代入數(shù)據(jù)可得R33 cm。11.2017廣西南寧一模(
10、8分)半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示,O點為圓心,OO與直徑AB垂直。足夠大的光屏CD緊靠在玻璃磚的左側(cè)且與AB垂直。一光束沿半徑方向與OO成30射向O點,光屏CD區(qū)域出現(xiàn)兩個光斑,兩光斑間的距離為(1)R。求:(1)此玻璃的折射率;(2)當變?yōu)槎啻髸r,兩光斑恰好變?yōu)橐粋€。答案(1)(2)45解析(1)光束在AB界面,一部分發(fā)生反射,另一部分發(fā)生折射,設(shè)折射角為,光路圖如圖所示。由幾何關(guān)系得:l1R。根據(jù)題意兩光斑間的距離為l1l2(1)R,所以l2R,所以AOD45,則45。根據(jù)折射定律,折射率n。(2)若光屏CD上恰好只剩一個光斑,則說明該光束恰好發(fā)生全反射。由sinC得臨界角
11、為C45,即當45時,光屏上兩個光斑恰好變?yōu)橐粋€光斑。12.2017廣東梅州一模(8分)如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑。來自B點的光線BM在M點射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射。已知ABM30。求:(1)玻璃的折射率;(2)球心O到BN的距離。答案(1)(2)R解析(1)設(shè)光線BM在M點的入射角為2,折射角為1,由幾何知識可知230,160,根據(jù)折射定律得n,代入數(shù)值得n。(2)光線BN恰好在N點發(fā)生全反射,則BNO為臨界角C,sinC設(shè)球心到BN的距離為d,由幾何知識可知dRsinCR。13.2017威海二模(8分)如圖所示,半徑為R的透明半球體對某種光的折射率為,在離透明半球體2.8R處有一與透明半球體平面平行的光屏。該種平行光垂直透明半球體的平面射入,在光屏上形成一個圓形亮斑。(1)求光屏上亮斑的直徑;(不考慮光線在半球體內(nèi)的多次反射)(2)若入射光的頻率變大,則亮斑的直徑如何變化?答
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