（新人教）廣東南豐中學(xué)高考物理第二輪練習(xí)--光的折射、全反射

1、第十三章 第1單元 光的折射、全反射1在陽(yáng)光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹彩虹是太陽(yáng)光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射、再折射后形成的光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的_上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中_不同2一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖13110所示為過(guò)軸線的截面圖，調(diào)整入射角，使光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射已知水的折射率為，求sin的值3. 如圖13111所示，置于空氣中的一不透明容器中盛滿 某種透明液體容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0 cm長(zhǎng)的線光源靠近線光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板， 另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來(lái)觀察線 光源開(kāi)始時(shí)

2、通過(guò)望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分將 線光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時(shí)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到線光源底 端再將線光源沿同一方向移動(dòng)8.0 cm，剛好可以看到其頂端求此液體的折射率n.4. 折射率為n、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的玻璃纖維置于空氣中，若從A端射入的光線能在玻璃纖維中發(fā)生全反射，最后從B端射出，如圖13112所示，求：(1)光在A面上入射角的最大值(2)若光在纖維中恰能發(fā)生全反射，由A端射入到從B端 射出經(jīng)歷的時(shí)間是多少？5如圖13113所示，一透明半圓柱體折射率為n2，半徑為R，長(zhǎng)為L(zhǎng).一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出求該部分柱面的面積S.6如圖13114所示，

3、巡查員站立于一空的貯液池邊，檢查池角出液口的安全情況已知池寬為L(zhǎng)，照明燈到池底的距離為H，若保持照明光束方向不變，向貯液池中注入某種液體，當(dāng)液面高為時(shí)，池底的光斑距離出液口. (1)試求：當(dāng)液面高為H時(shí)，池底的光斑到出液口的距離x.(2)控制出液口緩慢地排出液體，使液面以vh的速率勻速下降，試求池底的光斑移動(dòng)的速率vx.7一臺(tái)激光器，它的功率為P，如果它發(fā)射出的單色光在空氣中的波長(zhǎng)為.(1)它在時(shí)間t內(nèi)輻射的光能為_(kāi)，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)生全反射的臨界角為_(kāi)(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

4、速傳輸?shù)妮d體要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來(lái)，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？8.如圖13115所示為用某種透明材料制成的一塊柱體形棱鏡的水平截面圖，F(xiàn)D為圓周，圓心為O，光線從AB面入射，入射角160°，它射入棱鏡后射在BF面上的O點(diǎn)并恰好不從BF面射出(1)畫出光路圖；(2)求該棱鏡的折射率n和光線在棱鏡中傳播的速度大小v(光在 真空中的傳播速度c3.0×108 m/s)9(2010·南通模擬)如圖13116所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成一束頻率為5

5、.3×1014 Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角60°.已知光在真空中的速度c3×108 m/s，玻璃的折射率n1.5，求：(1)這束入射光線的入射角多大？(2)光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大？(3)該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角(結(jié)果可用三角函數(shù)表示)第十三章 第1單元 光的折射、全反射【參考答案與詳細(xì)解析】1答案：界面折射率2解析：當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時(shí)，有sinC 當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射定律有n 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)可得sin.答案：3. 解析：如圖所示，當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí)

6、，射到遮光板邊緣O的那條光線的入射角最小若線光源底端在A點(diǎn)時(shí)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此線光源底端，設(shè)過(guò)O點(diǎn)液面的法線為OO1，則AOO1 其中為此液體到空氣的全反射臨界角，由折射定律有：sin 同理，若線光源頂端在B1點(diǎn)時(shí)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此線光源頂端，則B1OO1.設(shè)此時(shí)線光源底端位于B點(diǎn)由圖中幾何關(guān)系可得sin 聯(lián)立式得n 由題給條件可知：AB8.0 cm，BB16.0 cm代入式得n1.25.答案：1.254. 解析：(1)光路圖如右圖所示，要在纖維中發(fā)生全反射，其臨界角C有sinC折射角290°C所以cos2，sin2由折射定律：sin1nsin21arcsin.(2)

7、光在纖維中傳播的速度v(c為光在真空中傳播的速度)光在沿纖維軸線方向上的速度分量v1vcos2所用時(shí)間：t.答案：(1)arcsin(2)5 解析：半圓柱體的橫截面如圖所示，OO為半徑設(shè)從A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)處恰好滿足全反射條件，由折射定律有sin式中，為全反射臨界角由幾何關(guān)系得OOBS2RL·OOB代入題所給條件得SRL.答案：RL6解析：(1)作出光路圖如圖所示由幾何關(guān)系知： 由折射定律：n· 代入h、l得：n 聯(lián)立式得x·h.當(dāng)hH時(shí)，解得x.(2)由x·h知，x·h，則·，即vx·vh.答案：(1)(2)·

8、vh7解析：(1)激光器t時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光能WPt由n，sinC，則Carcsin.(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(shí)的入射角為i，折射角為r，如圖所示由折射定律：n，由幾何關(guān)系：ri90°，sinrcosi.由全反射臨界角的公式：sini，cosi ，要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有ir90°，sini1.故n，解得n，故光導(dǎo)纖維的折射率至少應(yīng)為.答案：(1)Ptarcsin(2)8.解析：(1)光路圖如圖所示(2)設(shè)光線在AB面的折射角為2，折射光線與OD的夾角為C，則n.由題意，光線在BF面恰好發(fā)生全反射，sinC，由圖可知，2C90°聯(lián)立以上各式解出n1.3(或)又n，故解出v2.3×108 m/s(或×108 m/s)答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)1.3(或)2.3×108 m/s(或×108 m/s)9解析：(1)設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為1、2，230°根據(jù)n得sin1nsin21.5×sin30°0.75，1arcsin0.75.(2)根據(jù)n得v m/s2×108 m/s，根據(jù)vf得 m3.77×107 m.(3)光路如圖所示，光線ab在AB面的入射角為45°，設(shè)玻璃的臨界角為C，