課時作業(yè)46光的折射全反射時間：45分鐘1雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是(B)A紫光、黃光、藍光和紅光B紫光、藍光、黃光和紅光C紅光、藍光、黃光和紫光D紅光、黃光、藍光和紫光解析：四種光線紅、黃、藍、紫的頻率為f紅<f黃<f藍<f紫，故其折射率n紅<n黃<n藍<n紫，因折射率大，光在折射時，偏折程度大，故太陽光經(jīng)水滴折射后，在水中傳播，從上到下依次為紅光、黃光、藍光、紫光，再由光的反射定律，結(jié)合傳播圖可知其反射后從上到下順序顛倒，因此出射光依次為紫光、藍光、黃光和紅光，B正確，A、C、D均錯2如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個面折射后從AC面進入空氣當出射角i和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為.已知棱鏡頂角為，則計算棱鏡對該色光的折射率表達式為(A)A. B.C. D.解析：如圖所示，設(shè)AB面上的折射角為，AC面上的入射角為，由于ii，由光的折射定律及光路可逆知，又設(shè)兩法線的夾角為，則由幾何關(guān)系得：180°，又由180°，則解得：，又由幾何關(guān)系得：ii，解得：i，則棱鏡對該色光的折射率n，故A正確3如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°.已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行此玻璃的折射率為(C)A. B1.5C. D2解析：作出光線在玻璃球體內(nèi)光路圖，A、C是折射點，B是反射點，OD平行于入射光線，由幾何知識得，AODCOD60°，則OAB30°，即折射角30°，入射角i60°，所以折射率n.4一束白光從頂角為的一邊以較大的入射角i射入并通過三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，如圖所示，在入射角i逐漸減小到零的過程中，假如屏上的彩色光帶先后全部消失，則(B)A紅光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，紅光最后消失C紫光最先消失，黃光最后消失D紅光最先消失，黃光最后消失解析：白光從AB面射入玻璃后，由于紫光偏折大，從而到達另一側(cè)面AC時的入射角較大，且因紫光折射率大，sinC1/n，因而其全反射的臨界角最小，故隨著入射角i的減小，進入玻璃后的各色光中紫光首先發(fā)生全反射不從AC面射出，隨后依次是藍、青、綠、黃、橙、紅，逐漸發(fā)生全反射而不從AC面射出5在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的若紅、藍激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向，如圖所示下列說法中正確的是(C)A圖中光束是紅光，光束是藍光B在光盤的透明介質(zhì)層中，光束比光束傳播速度更快C若光束、從透明介質(zhì)層以相同且逐漸增大的入射角射向空氣中，則光束先發(fā)生全反射D若光束、先后通過同一小孔，則光束衍射現(xiàn)象更明顯解析：由圖可知光束偏折程度大，則其折射率大，光束偏折程度小，則其折射率小，故光束為藍光，光束為紅光，A錯；由n知，在透明介質(zhì)層中光束比光束傳播速度慢，B錯；由sinC知：光束的臨界角比光束的小，因此光束先發(fā)生全反射，故C對；由c/v知，光束的波長比光束的小，故光束、先后通過同一小孔，則光束衍射現(xiàn)象更明顯，D錯6如圖所示，真空中有一個半徑為R、質(zhì)量分布均勻的玻璃球，一細激光束在真空中沿直線BC傳播，并與玻璃球表面的C點經(jīng)折射進入玻璃球，在玻璃球表面的D點又經(jīng)折射進入真空中，已知COD120°，激光束的入射角為60°，則下列說法中正確的是(A)A玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿锽該激光在玻璃中的波長是在真空中波長的倍C該激光束的光子在玻璃球中的能量小于在真空中的能量D改變?nèi)肷浣牵摷す馐赡茉诓Ａ虻膬?nèi)表面發(fā)生全反射解析：本題考查光的折射定律和對全反射的理解由幾何知識得到激光束在C點的折射角30°，則玻璃球?qū)υ摷す馐恼凵渎蕿閚，A正確；激光在玻璃中的傳播速度為vc，根據(jù)vf可知，激光由真空射入玻璃球時頻率f不變，故波長與波速成正比，即該激光在玻璃中的波長是在真空中波長的倍，B錯誤；根據(jù)激光光子的能量Ehf，可知h為常數(shù)，激光由真空射入玻璃球時頻率f不變，故該激光束的光子在玻璃球中的能量等于在真空中的能量，C錯誤；激光束從C點進入玻璃球時，無論怎樣改變?nèi)肷浣?，折射角都小于臨界角，根據(jù)幾何知識可知光線在玻璃球內(nèi)表面的入射角不可能大于臨界角，所以都不可能發(fā)生全反射，D錯誤7如圖所示，寬為a的平行光束從空氣斜射到平行玻璃磚上表面，入射角為60°，光束中包含兩種波長的光，玻璃磚對這兩種光的折射率分別為n1，n2，光束從玻璃下表面射出時恰好分成不重疊的兩束，求玻璃磚的厚度d為多少？(已知sin37°0.6，cos37°0.8，結(jié)果可用根式表示)解析：根據(jù)光的折射定律，則有：n1n2得：130°，237°由分析可知，恰好分開時：xd(tan37°tan30°)又有：x解得：d答案：8(2019·山西豫南一聯(lián))如圖所示，一截面為直角三角形的棱鏡ABC，AB面涂有反射層，A30°，一束單色光垂直AC邊從AC邊上的P點(圖中未畫出)射入棱鏡，折射光線經(jīng)AB面反射后直接射到BC邊的中點Q，已知棱鏡對該單色光的折射率為，AB長L1 m求：(1)P與C點間的距離；(2)從Q點射出的光線與BC邊的夾角解析：(1)如圖所示，由幾何關(guān)系知，光線射到AB邊的D點時的入射角為30°，反射后從BC邊的中點Q射出，則BDQ為等邊三角形，又因為AB長L1 m，則lBQlCQlBD0.25 mP與C點間的距離lPClBDsin60° m(2)由幾何關(guān)系知：光線從BC邊入射的入射角為30°，則由折射定律有：n解得光線在BC邊的折射角60°所以從Q點射出的光線與BC邊的夾角為30°答案：(1) m(2)30°9(2019·河南南陽檢測)如圖所示，AOB是由某種透明物質(zhì)制成的圓柱體的橫截面(O為圓心)，其折射率為.今有一束平行光以45°的入射角射向柱體的OA平面，這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出，設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射(1)光線從透明物質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射的臨界角(2)圓柱AB面上有射出光線的部分占AB表面的幾分之幾？解析：(1)由公式sinC，得臨界角C45°(2)設(shè)光線從某位置P點入射的光線，作出其光路如圖所示：從O點射入的光線，折射角為，根據(jù)折射定律有：n解得30°折射到AB弧面上Q點時，入射角恰等于臨界角C，PQO中180°90°C15°所以能射出的光線區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角90°45°能射出光線的部分占AB面的比例為答案：(1)45°(2)10(2019·湖南師大附中月考)如圖所示，一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝有一定量的水，在容器底部有一單色點光源S，已知水對該單色光的折射率為n水，玻璃對該單色光的折射率為n玻璃1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度為2d(已知光在真空中的傳播速度為c，波的折射定律)求：(1)該單色光在水和玻璃中傳播的速度；(2)在水面形成的圓形光斑的半徑(不考慮兩個界面處的反射光線)解析：(1)由n可知，光在水中的速度為vc，光在玻璃中的速度為vc；(2)光路圖如圖所示：光恰好在水和空氣的分界面發(fā)生全反射時，sinC，又cosC，tanC，在玻璃與水的分界面上，由得sin，又cos，tan，由幾何關(guān)系可知光斑的半徑為Rdtan2dtanC，解得Rd.答案：(1)cc(2)d8