物理复习第12章 第3讲《光的折射》《全反射》(人教版) Word版含解析

答案 D 4．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随波长 λ 的变化符合科西经验公式：n ＝A＋ 2＋ 4，其中 A、B、C 是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图 3 所 λ λ 示，则( )．
B
C
图3 A．屏上 c 处是紫光 B．屏上 d 处是红光 C．屏上 b 处是紫光 D．屏上 a 处是红光 解析 可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以 a 为红光，而紫光折射 率最大，所以 d 为紫光． 答案 D 5．安庆市市民广场灯光音乐喷泉的水池中，有处于同一深度的若干彩灯，晚上在彩灯上方附 近观察不同颜色彩灯的深度会有所不同，假设所有彩灯均视为点光源，现就红光灯和绿光灯 比较，下列说法正确的是( )
图6 (1)补全光路并求出光从 B 点传到 C 点的时间； (2)求 CD 与 MN 所成的角 α .(需写出求解过程) 解析 (1)连接 BC，如图所示，在 B 点光线的入射角、折射角分别标为 i、r 5 2 2 sin i＝ ＝ ，得 i＝45° 10 2
sin i 1 在 B 点有：n＝ 得：sin r＝ ，Βιβλιοθήκη Baidu r＝30° sin r 2 又有 BC＝2Rcos r
图7 (1)请在图中画出光路示意图． (2)求玻璃砖的厚度 d. 解析 (1)光路图如图所示．
(2)设第一次折射时折射角为 r.则有：
n＝
sin 90°－θ ， sin r
解得：r＝30°， 设第二次折射时折射角为 α ，则有： sin r 1 ＝ ， sin α n 解得：α ＝45°， 由几何关系得：h＝2dtan r，
图5 sin i 解析 sin r＝ ＝
n
1 ＝ ， 2 2 2
2
r＝30°，
1 2 由 sin C＝ ＝ ，得 C＝45°， n 2 光在 AC 面发生全反射，并垂直 BC 面射出． 答案 r＝30° 光路图如下
8. 如图 6 所示，一透明球体置于空气中，球半径 R＝10 cm，折射率 n＝ 2.MN 是一条通过球 心的直线，单色细光束 AB 平行于 MN 射向球体，B 为入射点，AB 与 MN 间距为 5 2 cm，CD 为出射光线．
BC nBC 2nRcos r t＝ ＝ ＝ v c c
得：t＝ 6 －9 ×10 s. 3
(2)由几何关系可知∠COP＝15°，又∠ECP＝i＝45°，由几何知识得 α ＝30°. 答案 (1) 6 －9 ×10 s (2)30° 3
9. 如图 7 所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为 n＝ 2，下表面镶有银反射 面， 一束单色光与界面的夹角 θ ＝45°射到玻璃表面上， 结果在玻璃砖右边竖直光屏上出 现相距 h＝2.0 cm 的光点 A 和 B(图中未画出 A、B)．
d＝
2 ＝ ＝ 3 cm. 2tan r 2tan 30° (2) 3 cm
h
答案 (1)见解析
10．一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源 发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为 与立方体表面积之比的最小值． 解析 如图，考虑从玻璃立方体中心 O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表 面发生折射．根据折射定律有 2，求镀膜的面积
图2 A．仍从 Q 点射出，出射光线平行于 AB B．仍从 Q 点射出，出射光线不平行于 AB C．可能从 Q′点射出，出射光线平行于 AB D．可能从 Q″点射出，出射光线平行于 AB 解析 将蓝光换成绿光， 其折射率变小， 在 AC 面的折射角变大， 光路如图所示， 可能从 Q″ 点射出且平行于 AB，故 D 正确．
第3讲
光的折射
全反射
1. 华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光 纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图 9 所示，其内芯和外套材料不同， 光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是( )．
图1 A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大 解析 光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A 对、B 错；频率 大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D 错． 答案 A 2．有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个 光路图中正确的是( )
A．红灯看起来较浅，因为红光折射率较大 B．绿灯看起来较浅，因为绿光折射率较小 C．绿灯看起来较深，因为绿光折射率较大 D．红灯看起来较深，因为红光折射率较小
解析 红绿两种色光中，折射率 n 红<n 绿，设灯的实际深度为 H，则它们在水中视深 h＝ ， 红光看起来较深，则正确答案为 D. 答案 D 6. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，做出的 光路图及测出的相关角度如图 4 所示． ①玻璃的折射率计算式为 n＝________(用图 4 中的 θ 1、θ 2 表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选 用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．
H n
图4 解析 对于玻璃砖的测定要明确原理，明确图中哪个角是入射角，哪个角是折射角，因此
n＝
cos θ 1 ；厚度不同的玻璃砖在入射角相同的情况下，厚度大的玻璃砖侧移量大，出射 cos θ 2
光线越容易找准，误差小． 答案 cos θ cos θ
1 2
大
7. 一束光波以 45°的入射角，从 AB 面射入如图 5 所示的透明三棱镜中，棱 镜折射率 n＝ 2.试求光进入 AB 面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路．
解析 本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上 表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，又因为有折射就有反射，故 D 正确． 答案 D 3．一个等腰直角三棱镜的截面如图 2 所示，一细束蓝光从 AC 面的 P 点沿平行底面 AB 方 向射入棱镜后，经 AB 面反射，再从 BC 面的 Q 点射出，且有 PQ∥AB(图中未画光在棱镜内 的光路)．如果将一细束绿光仍从 P 点沿平行底面 AB 方向射入三棱镜，则从 BC 面射出的 光线( )．