创新思维2018一轮_选修3-4第十四章第三讲 光的折射 全反射.docVIP

[A组·基础题] 一、选择题 1．(多选)一束光从空气射向折射率n＝的某种玻璃表面，下列说法正确的是(　　) A．入射角大于45°时，会发生全反射现象 B．无论入射角多大，折射角都不超过45° C．欲使折射角等于30°，应以45°入射角入射 D．当入射角等于arctan时，反射光线和折射光线垂直 E．当入射角等于arctan时，入射光线和反射光线垂直 解析：发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质且入射角大于等于临界角，故光线从空气射入玻璃，无论角度多大，都不能发生全反射，A错．因为折射率为，临界角为45°，所以光线从空气射入玻璃时，折射角不能大于45°，B对．根据折射定律n＝，入射角为45°，折射角为30°，可得C对．由光路图和几何知识可知，当反射光线和折射光线垂直，入射角为θ，则折射角为90°－θ.由折射定律n＝＝，解得θ＝arctan，故D对，E错． 答案：BCD 2．(2017·河北定州中学模拟)如图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线(　　) A．不能从圆弧NF1射出 B．只能从圆弧NG1射出 C．能从圆弧G1H1射出 D．能从圆弧H1M射出 解析：由临界角公式得到 sinC＝＝. 设圆弧的半径为R，Rsin C＝R，则由题可知，当光线从G点入射到圆弧面G1点时，恰好发生全反射．当入射点在G1的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出．当入射点在G1的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出．所以光线只能从圆弧NG1射出，故选B. 答案：B 二、非选择题 3．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，作出的光路图及测出的相关角度如图所示． (1)此玻璃的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)． (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量． 解析：(1)据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝＝. (2)玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量． 答案：(1)(或)　(2)大 4.(2017·湖北襄阳四中模拟)如图所示，一半径为R的圆柱形玻璃砖放置在水平地面上，一束由红光和紫光组成的细光束从玻璃砖的A点水平射入，最后在玻璃砖右侧的地面上形成两个光点．已知OA＝，该玻璃砖对红光的折射率为，对紫光的折射率为，求地面上两个光点之间的距离． 解析：因为OO′＝R，OA＝，所以AO′O＝30°，OO′B＝60° 设红光折射后的折射角为β，由折射定律得 ＝ 解得β＝45°，由几何关系得 BO′D＝75° 设蓝光折射后的折射角为α，由折射定律得＝ 解得α＝60° 由几何关系得BO′C＝60° 由几何知识可得BC＝R，BD＝R 两个光点间的距离为CD＝BD－BC＝R 答案：R 5.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知A＝60°，C＝90°；一束极细的光于AC边距C点为a的点E垂直AC面入射，AC＝a，棱镜的折射率n＝.求： (1)光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角； (2)光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c) 解析：(1)如图所示，因为光线在D点发生全反射，由反射定律和几何知识得4＝30°，则＝n，sin 5＝ 第一次射入空气的折射角5＝45°. (2)设光线由O点到E点所需的时间t，则 t＝，v＝， 由数学知识得OD＝a，DE＝a， 由以上各式可得a. 答案：(1)45°　(2)a [B组·能力题] 非选择题 6．如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的________面不能用手直接接触． 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图乙所示．计算折射率时，用________(选填“d”或“e”)点得到的值较小，用________(选填“d”或“e”)点得到的值误差较小． 解析：若用手接触光学面，则油污层可使透过光的量及部分光的传播方向发生变化，使玻璃砖折射成像不清，观察模糊，影响实验效果．如图所示，用d点得到n的测量值较小．由图可得，ce与ad近似平行，故用e点得到n的测量值误差较小． 答案：光学　d　e 7．(2014·高考全国卷)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发