滾動檢測(三)光的折射和全反射(時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分)1．當光從光密介質射向光疏介質時 ()．A．反射光線的強度隨入射角的增大而減小B．折射光線的強度隨入射角的增大而減小C．當入射角等于臨界角時，折射光線的強度等于零D．當入射角等于零時，反射光線的強度等于零解析反射光的能量隨入射角增大而增多，折射光的能量隨入射角的增大而減少，當入射角等于臨界角時，從光密介質射向光疏介質中的光線恰好發(fā)生全反射，故折射光線的強度等于零．答案BC2．光線在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是 ()．A．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠小B．光從玻璃射到分界面上，入射角足夠大C．光從空氣射到分界面上，入射角足夠小D．光從空氣射到分界面上，入射角足夠大解析光在兩種介質的分界面上發(fā)生全反射的條件是：光從光密介質射到光疏介質，且入射角大于或等于臨界角．答案B3．光在某種介質中的傳播速度是1.5×108m/s，光從該介質射向空氣時A．介質的臨界角是30°B．大于或等于30°的所有角都是臨界角C．入射角大于或等于30°時都能發(fā)生全反射D．臨界角可能是60°解析由n＝eq\f(c,v)＝eq\f(3×108,1.5×108)＝2，sinC＝eq\f(1,n)知臨界角C＝30°，所以A、C正確．答案AC4．某單色光從甲介質射入乙介質，入射角為30°，折射光線與反射光線之間的夾角為95°，那么 ()．A．乙介質是光疏介質B．光線在甲介質中的傳播速度比在乙介質中快C．光線從甲介質進入乙介質可能發(fā)生全反射D．光線從乙介質進入甲介質可能發(fā)生全反射解析由題意知反射光線與折射光線的夾角為95°，則折射角為55°，而入射角為30°，則甲為光密介質，乙為光疏介質．據(jù)n＝eq\f(c,v)和n甲＞n乙可知，光線在介質中傳播速度v甲＜v乙．根據(jù)發(fā)生全反射的條件知，光線從甲介質進入乙介質時可能發(fā)生全反射，所以A、C正確．答案AC5．在彎曲的情況下光導纖維仍然有效地傳導光，這是利用了 ()．A．光的鏡面反射 B．光的全反射C．光的漫反射 D．光的折射解析光導纖維是非常細的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到一百微米之間，由內(nèi)芯和外套兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的分界面上發(fā)生全反射．答案B圖16．“城市讓生活更美好”是年上海世博會的口號，在該屆世博會上，光纖通信網(wǎng)覆蓋所有場館，為各項活動提供了安全可靠的通信服務．光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸．如圖1所示，一條圓柱形的光導纖維，長為L，它的玻璃芯的折射率為n1，外層材料的折射率為n2，光在空氣中的傳播速度為c，若光從它的一端射入經(jīng)全反射后從另一端射出所需的最長時間為t，則下列說法中正確的是(圖中所示的φ為全反射的臨界角，其中sinφ＝eq\f(n2,n1))圖1()．A．n1>n2，t＝eq\f(n1L,n2c) B．n1>n2，t＝eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c)C．n1<n2，t＝eq\f(n1L,n2c) D．n1<n2，t＝eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c)解析剛好發(fā)生全反射的條件是入射角等于臨界角，注意光是在玻璃芯中傳播的，而不是在空氣中傳播的．傳播距離為x＝eq\f(L,sinφ)＝eq\f(n1L,n2)，傳播速度為v＝eq\f(c,n1)，故傳播時間為t＝eq\f(x,v)＝eq\f(\f(n1L,n2),\f(c,n1))＝eq\f(n\o\al(2,1)L,n2c).答案B7.圖1如圖2所示，直角三角形ABC為一透明介質制成的三棱鏡截面，且∠BAC＝30°，有一束平行光線垂直射向AC面．已知這種介質的折射率n＞2，則()．圖1A．可能有光線垂直于AB邊射出B．光線只能從BC邊垂直射出C．光線只能從AC邊垂直射出D．一定既有光線垂直于BC邊射出，又有光線垂直于AC邊射出解析因n＞2，而sinC＝eq\f(1,n)，所以sinC＜eq\f(1,2)，即C＜30°，射到AB邊的入射角i＝30°，發(fā)生了全反射．此光線反射后射到AC邊的入射角i＝60°，再次發(fā)生全反射而垂直射到BC邊上射出．同理，射到BC邊上的光線，經(jīng)兩次全反射后垂直AC射出．答案D8.圖3有一束單色光從A穿過B再折向C，如圖3所示，下面說法中正確的是 ()．圖3A．介質B的折射率最大B．介質C的折射率最大C．光在介質B中的速度最大D．光在介質C中的速度最大解析由光路的可逆性，假設光分別由B進入A和C，根據(jù)折射率的物理意義知C的折射率比A的大，即nC＞nA＞nB，故B正確；利用n＝eq\f(c,v)可以判斷出，光在B中傳播速度最大，在C中傳播速度最小，故C正確．答案BC9.圖4 如圖4所示為一直角棱鏡的橫截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°.一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡．已知棱鏡材料的折射率n＝eq\r(2)，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線 ()．圖4 A．從ab面射出B．從ac面射出C．從bc面射出，且與bc面斜交D．從bc面射出，且與bc面垂直解析由全反射條件，sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(2))，得C＝45°.由幾何知識和反射定律、折射定律作出光路圖如圖所示，通過分析計算可以判斷：光線在ab面發(fā)生全反射，在ac面不發(fā)生全反射，即既有折射光線，又有反射光線，且其反射光線垂直于bc面射出．答案BD10.圖4如圖5所示，一玻璃棱鏡的橫截面是等腰△abc，其中ac面是鍍銀的，現(xiàn)有一光線垂直于ab面入射，在棱鏡內(nèi)經(jīng)過兩次反射后垂直于bc面射出，則 ()．圖4A．∠a＝30°，∠b＝75°B．∠a＝32°，∠b＝74°C．∠a＝34°，∠b＝73°D．∠a＝36°，∠b＝72°解析設∠a＝θ，∠b＝α，由幾何關系可得：θ＋2α＝180°， ①2θ＝α. ②聯(lián)立①②式得，θ＝36°，α＝72°.答案D二、非選擇題(本題共3小題，共30分)11．(8分)(·江蘇卷12)“測定玻璃的折射率”實驗中，在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、B，在另一側再豎直插兩個大頭針C、D.在插入第四個大頭針D時，要使它________．圖6所示是在白紙上留下的實驗痕跡，其中直線a、a′是描在紙上的玻璃磚的兩個邊．根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n＝________.(計算結果保留兩位有效數(shù)字)”圖6解析確定出射光線時應使D擋住C和A、B的像，作圖如圖所示，以O為圓心，OO′為半徑作圓交AB于E點，根據(jù)n＝eq\f(sini,sinγ)得n＝eq\f(EF,O′P)，測量EF和O′P長度得n＝1.8.(1.6～1.9均正確、方法亦有多種)．答案擋住C及A、B的像1.8(1.6～1.9都算對)12．(10分)空中有一只小鳥，距水面3m，其正下方距水面4m深處的水中有一條魚．已知水的折射率為eq\f(4,3)，則鳥看水中的魚離它________m，魚看天上的鳥離它________m.解析首先作出鳥看魚的光路圖，如右圖所示．由于是在豎直方向上看，所以入射角很小，即圖中的i和r均很小，故有tani＝sini，tanr＝sinr．由圖可得：h1tanr＝h′tani，h′＝eq\f(h1tanr,tani)＝eq\f(h1sinr,sini)＝eq\f(h1,n)＝4m×eq\f(3,4)＝3m則鳥看水中的魚離它：H1＝3m＋3m＝同理可得魚看鳥時，h″＝nh2＝3m×eq\f(4,3)＝4m則H2＝4m＋4m＝答案6813．(12分)如圖5所示，ABC是一個透明的薄壁容器，內(nèi)裝液體，當光垂直射向AC面時，光在AB面恰好發(fā)生全反射，已知光在真空中的傳播速度為c，求液體的折射率及光在該液體中的傳播速度多大？圖7解析