届高考物理轮复习重要题型名师精讲之光学讲光的折射全反射光的波动性.docVIP

第1讲 光的折射 全反射 光的波动性 1．(2009·广东，14)(1)在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹．彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射，再折射后形成的．光的折射发生在两种不同介质的________上，不同的单色光在同种均匀介质中________不同． (2)如图2－1－1为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成___________的波．当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________．图2－1－1解析：声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率相同的波且相位差固定．若波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消．所以两列波传播的路程相差半个波长(奇数倍)，则此处声波的振幅减小；若传播的路程相差一个波长(半波长的偶数倍)，则此处声波的振幅增大． 答案：(1)界面　折射率　(2)相同　减小　增大 2. 图2－1－1(1)一玻璃砖横截面如图2－1－1所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，∠ABC＝45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点．此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏．若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则下列叙述正确的是________． A．从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光 B．屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度 C．屏上有一亮区，其宽度等于AC边的长度 D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 (2)如图2－1－1所示，图2－1－1是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1、S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波长是λ，屏上的P点到两狭缝S1、S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作0号条纹，由P向上数，与0号亮纹相邻的亮纹依次是1号条纹、2号条纹……则P1处的亮纹恰好是10号亮纹．设直线S1P1的长度为L1，S2P1的长度为L2，则L2－L1等于多少？ 解析：(1)设光在玻璃砖BC面与AC弧面上的临界角为C，则有sin C＝＝，显然C45°，故可知光将在整个BC面上发生全反射，也会在AC弧面上靠近A点和C点附近区域发生全反射．D点附近的射出光线形成会聚光束照到光屏P上．由以上分析可知B、D选项正确． (2)根据双缝干涉原理，产生亮条纹的条件是光程差为波长的整数倍，即Δs＝nλ(n＝0、1、2…)，当n＝0时产生0号亮纹，当n＝10时产生10号亮纹，所以L2－L1＝10λ. 答案：(1)BD　(2)10λ 图2－1－13. 如图2－1－1所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN的方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦值为sin i＝0.75.求： (1)光在棱镜中传播的速率； (2)通过计算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图(不考虑返回到AB面上的光线)． 解析：(1)由n＝得v＝＝2×108 m/s. (2)设光线进入棱镜后的折射角为r，由＝n，得sin r＝＝0.5，r＝30° 光线射到BC界面时的入射角i1＝90°－45°＝45° 由于sin 45°，所以光线在BC边发生全反射，光线沿DE方向射出棱镜后的方向与AC边垂直，光路图如图所示． 答案：(1)2×108 m/s　(2)见解析图 图2－1－14. (2009·苏南八校联考)如图2－1－1所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R＝20 cm，折射率为，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求： (1)光在圆柱体中的传播速度； (2)距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点． 解析：(1)光在圆柱体中的传播速度v＝＝×108 m/s. (2)设光线PC经折射后经过B点，光路图如图所示 由折射定律有：＝n＝，又由几何关系有：α＝2β 由以上两式解得α＝60° 光线PC离直线AB的距离CD＝Rsin α＝10 cm 则距离直线AB为10 cm的入射光线经折射后能到达B点． 答案：(1)×108 m/s　(2)10 cm 5． (1)一束红光和一束紫光以相同的入射角斜射到同一厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离，则下列说法中正确的是________． A．红光的出射光线的侧移距离比紫光小 B．红光的出射光线的侧移距离比紫光大 C．红光穿过玻璃板的时间比紫光短 D．红光穿过玻璃板的时间比紫光长图2－1－1(2)2008年奥运会上，光纤通信网覆盖了所有的奥运场馆，为各项