蘇州市網(wǎng)上教師學(xué)校/2014屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)及詳細解析：第49講光的折射全反射.eq\a\vs4\al\co1(基礎(chǔ)熱身)圖K49－11．一束光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2，方向如圖K49－1所示，下列對于1、2兩種介質(zhì)的光學(xué)屬性的判斷正確的是()A．介質(zhì)1是光疏介質(zhì)B．介質(zhì)1的折射率大C．光在介質(zhì)1中的傳播速度大D．光在介質(zhì)1中的頻率大2．2013·安徽卷實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長λ的變化符合科西經(jīng)驗公式：n＝A＋eq\f(B,λ2)＋eq\f(C,λ4)，其中A、B、C是正的常量．太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖K49－2所示，則()圖K49－2A．屏上c處是紫光B．屏上d處是紅光C．屏上b處是紫光D．屏上a處是紅光3．如圖K49－3甲所示，在平靜的水面下有一個點光源S，它發(fā)出a、b兩種不同顏色的光，在水面上形成一個被照亮的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為一圓形的由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)合色區(qū)域，周邊為一環(huán)狀區(qū)域，且為a光的顏色(如圖乙所示)．則以下說法中正確的是()圖K49－3A．水對a光的折射率比對b光的大B．a(chǎn)光在水中的傳播速度比b光的小C．a(chǎn)光的頻率比b光的小D．a(chǎn)光在水中的傳播頻率比在空氣中的小eq\a\vs4\al\co1(技能強化)4．如圖K49－4所示，有顏色相同、間距為d的兩束平行細光束以相同的入射角射到成θ角的玻璃磚上表面，則從玻璃磚下表面射出的光線()A．仍是平行光束，但寬度大于dB．仍是平行光束，但寬度小于dC．成為會聚光束D．成為發(fā)散光束圖K49－4圖K49－55．2013·鄭州模擬在空氣中水平放置著一個長方體玻璃磚．在豎直平面內(nèi)有兩束單色光，如圖K49－5所示，其中a為紫光、b為紅光，兩束光相互平行且相距為d，斜射到長方體玻璃磚的上表面，折射后直接射到下表面，然后射出．則下列說法中可能發(fā)生的是()A．兩束光射出玻璃磚后仍然平行，距離小于dB．兩束光射出玻璃磚后仍然平行，距離等于dC．兩束光射出玻璃磚后不會沿同一路徑傳播D．兩束光射出玻璃磚后將不再平行6．2013·福建質(zhì)檢自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品，也是夜間騎車的安全指示燈，它能把來自后面的光照反射回去．某種自行車尾燈可簡化為由許多整齊排列的等腰直角棱鏡(折射率n>eq\r(2))組成，棱鏡的橫截面如圖K49－6所示．一平行于橫截面的光線從O點垂直AB邊射入棱鏡，先后經(jīng)過AC邊和CB邊反射后，從AB邊的O′點射出，則出射光線是()A．平行于AC邊的光線①B．平行于入射光線的光線②C．平行于CB邊的光線③D．平行于AB邊的光線④圖K49－6圖K49－77．2013·揚州模擬三種透明介質(zhì)疊放在一起且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ兩介質(zhì)的界面上發(fā)生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ兩介質(zhì)的界面，發(fā)生折射，如圖K49－7所示．設(shè)光在這三種介質(zhì)中的速率分別是v1、v2、v3，則它們的大小關(guān)系正確的是()A．v1>v2>v3B．v1>v3>v2C．v1<v2<v3D．v2>v1>v38．2013·浙江二模DVD光盤由塑料保護層和信息記錄層組成．如圖K49－8所示，激光束以入射角θ從空氣入射到厚度為d、折射率為n的塑料保護層后，聚焦到信息記錄層的光斑寬度為a，才能有效獲取信息．在保證a不變的前提下，減小激光束照到塑料保護層的寬度l(l＝a＋2b)，則()A．必須滿足sinθ＝eq\f(nb,\r(b2＋d2))B．必須滿足sinθ＝eq\f(b,n\r(b2＋d2))C．在θ和n不變時，必須減小dD．在θ和d不變時，必須減小n圖K49－8圖K49－99．2013·全國Ⅱ卷頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖K49－9所示，下列說法正確的是()A．單色光1的波長小于單色光2的波長B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C．單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角10．如圖K49－10所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ，OP＝OQ＝R，一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體，在OP面上的入射點為A，OA＝eq\f(R,2)，此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出，且與x軸交于D點，OD＝eq\r(3)R，求：(1)該玻璃的折射率是多少？(2)將OP面上的該單色光至少向上平移多少，它才不能從PQ面直接折射出來？圖K49－1011．2013·蘇北模擬(1)一臺激光器發(fā)出一束單色光，如果已知這束單色光在某介質(zhì)中的傳播速度為v，那么這束單色光從該介質(zhì)射向真空發(fā)生全反射的臨界角的正弦為多少？(2)由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體．要使射到粗細均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側(cè)壁“泄漏”出來，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？12．2013·撫州一模如圖K49－11所示，橫截面為四分之一圓的柱形玻璃磚放在水平面MN上，O點是圓心．一列與OA面等高的平行光束沿水平方向垂直射向玻璃磚的OA面，平行光束通過玻璃磚后在水平面MN上留下照亮的區(qū)域．已知玻璃磚的折射率為n，不考慮光在OA、OB面的反射．(1)若在玻璃磚左側(cè)豎直放置一遮光板，使水平面BN不被照亮，則遮光板的最小高度是多少？(2)撤去遮光板，從OA的中點射入的細光束在MN上距O點為eq\r(3)R的P點留下一個光點，則玻璃磚的折射率n為多少？圖K49－11eq\a\vs4\al\co1(挑戰(zhàn)自我)13．2013·湖南聯(lián)考如圖K49－12所示，用折射率n＝eq\r(2)的玻璃做成內(nèi)徑為R、外徑為R′＝eq\r(2)R的半球形空心球殼．一束平行光射向此半球的外表面，與中心對稱軸OO′平行，試求球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域．圖K49－12課時作業(yè)（四十九）【基礎(chǔ)熱身】1．B[解析]光線從介質(zhì)1射入介質(zhì)2，從光路圖可以看出，入射角為：90°－30°＝60°，折射角為：90°－15°＝75°，入射角小于折射角，說明介質(zhì)1的折射率大，它是光密介質(zhì)，光在介質(zhì)1中的傳播速度小，光的頻率不變，選項B正確．2．D[解析]由科西經(jīng)驗公式可知，各色光波長λ越長，折射率n越小．當(dāng)太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散，由光路圖可知，a光折射率最小，d光折射率最大；故a光波長最長，d光波長最短；因此a光是可見光中的紅光，d光是可見光中的紫光．故選項D正確，選項A、B、C錯誤．3．C[解析]依題意作出光路圖，可知b光發(fā)生全反射的臨界角較小．由n＝eq\f(1,sinC)可知nb＞na，所以A選項錯誤；由v＝eq\f(c,n)可知va＞vb，故B選項錯誤；折射率大的光頻率大，所以C選項正確；光從一種介質(zhì)進入另外一種介質(zhì)，頻率不變，故D選項錯誤．【技能強化】4．B[解析]光通過玻璃磚后傳播方向不變，作出光經(jīng)過玻璃磚的折射光路圖，可以得出選項B正確．5．A[解析]光經(jīng)過上下表面平行的玻璃磚折射后傳播方向不變，說明兩束光射出玻璃磚后仍然平行，由于玻璃對紫光的折射率大于對紅光的折射率，紫光偏折得厲害，射出玻璃磚后兩束光的距離d由0開始增大，即先大于d再等于d，然后小于d，選項A正確．6．B[解析]光線在AB界面射入時，與界面垂直，傳播方向不變，射到AC界面時，入射角等于45°.由臨界角的計算公式：sinC＝eq\f(1,n)，可知玻璃的臨界角為C＜45°，光在AC界面發(fā)生全反射，同理可知光在CB界面也發(fā)生全反射，作出光路圖可知，選項B正確．7．B[解析]光從介質(zhì)Ⅱ射向介質(zhì)Ⅰ，發(fā)生全反射，說明介質(zhì)Ⅰ的折射率小于介質(zhì)Ⅱ的折射率，入射角大于或等于臨界角；光從介質(zhì)Ⅱ射入介質(zhì)Ⅲ，從圖中可以看出，入射角小于折射角，說明介質(zhì)Ⅱ的折射率大于介質(zhì)Ⅲ的折射率，入射角小于臨界角．比較可知，介質(zhì)Ⅰ的折射率小于介質(zhì)Ⅲ的折射率．光在介質(zhì)中的傳播速度等于光在真空中的速度與介質(zhì)的折射率的比值，折射率大，傳播速度小，選項B正確．8．AC[解析]設(shè)折射角為α，則n＝eq\f(sinθ,sinα)＝eq\f(sinθ,\f(b,\r(b2＋d2)))解得，sinθ＝eq\f(nb,\r(b2＋d2))，選項A正確、B錯誤；在θ和n不變時，減小d，則b會相應(yīng)減小，l會減小，選項C正確；在θ和d不變時，減小n，則b會增大，l會增大，選項D錯誤．9．AD[解析]根據(jù)題圖知，單色光1的折射率較大，與單色光2相比，其波長較短，在玻璃中傳播速度較小，全反射臨界角較小，通過玻璃的時間較長，選項A、D正確．10．(1)eq\r(3)(2)0.077R[解析](1)如圖所示，設(shè)光在PQ面上的入射角為θ1，折射角為θ2.由幾何關(guān)系得：sinθ1＝eq\f(OA,OB)＝eq\f(1,2)，θ2＝60°，根據(jù)折射定律eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(1,n)解得折射率n＝eq\r(3)(2)臨界角的正弦sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(3),3)從OP面射入玻璃體的光在PQ面的入射角等于臨界角時，剛好發(fā)生全反射而不能從PQ面直接射出．設(shè)光在OP面的入射點為M，在PQ面的反射點為N，則OM＝ONsinC＝eq\f(\r(3),3)R故至少向上平移的距離d＝OM－OA＝eq\f(\r(3),3)R－eq\f(R,2)≈0.077R11．(1)eq\f(v,c)(2)eq\r(2)[解析](1)光在某介質(zhì)中的折射率n＝eq\f(c,v)故sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(v,c)(2)設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為r，折射光線射向側(cè)面時的入射角為i′，折射角為r′，如圖所示．由折射定律eq\f(sini,sinr)＝n由幾何關(guān)系r＋i′＝90°，則sinr＝cosi′.由全反射臨界角的公式sini′＝eq\f(1,n)則cosi′＝eq\r(1－\f(1,n2))要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有i＝r′＝90°，即sini＝1.由n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(sini,cosi′)＝eq\f(1,\r(1－\f(1,n2)))，解得n＝eq\r(2)故光導(dǎo)纖維的折射率至少應(yīng)為eq\r(2)12．(1)eq\f(R,n)(2)eq\r(3)[解析](1)當(dāng)光射到AB面的入射角大于臨界角C時，發(fā)生全反射，將沒有光線射向BN平面．設(shè)遮光板高度為h，則由折射定律有sinC＝eq\f(1,n)由幾何知識得h＝RsinC解得遮光板的最小高度h＝eq\f(R,n)(2)如圖所示，經(jīng)OA中點射入的光射到AB面時，入射角為θ1＝30°.由OD＝Rcosθ1＝eq\f(\r(3),2)R則DP＝OP－OD＝eq\f(\r(3),2)R故tanα＝eq\f(ED,DP)＝eq\f(\r(3),3)，解得α＝30°折射角θ2＝θ1＋α＝60°由折射定律eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(1,n)，解得n＝eq\r(3)【挑戰(zhàn)自我】13．以O(shè)O′為中心線，上、下各60°的圓錐球殼內(nèi)有光線射出[解析]如圖所示，設(shè)光線由aa′射入外球面，沿ab方向射向內(nèi)球面，剛好發(fā)生全反射，則sinC＝eq\f(1,n)，解得C＝45°在△Oab中，Oa＝eq\r(2)R，Ob＝R，由正弦