2019-2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 振動(dòng)和波 光 相對(duì)論（選修3-4） 第36講 光的折射 全反射課時(shí)達(dá)標(biāo) 解密考綱主要考查光的折射和光的全反射，應(yīng)透徹理解折射率、臨界角、全反射的條件，掌握折射率、臨界角的計(jì)算1(xx四川卷)如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則( D )A小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大解析：光從水中進(jìn)入空氣，只要在沒(méi)有發(fā)生全反射的區(qū)域，就可以看到光線射出，所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；由v得，光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大，所以D項(xiàng)正確2關(guān)于光纖的說(shuō)法，正確的是( C )A光纖是由高級(jí)金屬制成的，所以它比普通電線容量大B光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來(lái)實(shí)現(xiàn)光的傳導(dǎo)的D在實(shí)際應(yīng)用中，光纖必須呈筆直狀態(tài)，因?yàn)閺澢墓饫w是不能導(dǎo)光的解析：光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，是特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大載有聲音、圖象及各種數(shù)字信號(hào)的激光傳播時(shí)，在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的3實(shí)驗(yàn)表明，可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨波長(zhǎng)的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：nA，其中A、B、C是正的常量太陽(yáng)光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示則( D )A屏上c處是紫光B屏上d處是紅光C屏上b處是紫光D屏上a處是紅光解析：根據(jù)nA知波長(zhǎng)越長(zhǎng)，折射率越小，光線偏折越小從題圖可知，d光偏折最厲害，折射率最大，應(yīng)是紫光；a光偏折最小，折射率最小，應(yīng)是紅光；D項(xiàng)正確4某物理興趣小組用實(shí)驗(yàn)探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左上方豎直放置一個(gè)很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖所示他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個(gè)猜想，你認(rèn)為正確的是( B )A單色光a的波長(zhǎng)小于單色光b的波長(zhǎng)B在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度C單色光a通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間大于單色光b通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間D當(dāng)光束SA繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，在光屏P上最早消失的是a光解析：根據(jù)光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，由可知A項(xiàng)錯(cuò)誤；由v可知B項(xiàng)正確；由于光在玻璃磚中傳播距離相同，根據(jù)t可知C項(xiàng)錯(cuò)誤；由sin C可知D項(xiàng)錯(cuò)誤5如圖所示，在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線)與桌面垂直，過(guò)軸線的截面為等邊三角形，如圖所示有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為( C )ArB1.5rC2rD2.5r解析：由n1.5，可知光線首先發(fā)生全反射，作出光路圖如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可得rtan 60(Rr)tan 30，故R2r.C項(xiàng)正確6a、b兩種單色光組成的光束從介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí)，其折射光束如圖所示用a、b兩束光( C )A先后照射雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，在縫后屏上都能出現(xiàn)干涉條紋，由此確定光是橫波B先后照射某金屬，a光照射時(shí)恰能逸出光電子，b光照射時(shí)也能逸出光電子C從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，若b光不能進(jìn)入空氣，則a光也不能進(jìn)入空氣D從同一介質(zhì)以相同方向射向空氣，其界面為平面，a光的反射角比b光的反射角大解析：橫波與縱波均能發(fā)生干涉現(xiàn)象，雙縫干涉只能證明光具有波動(dòng)性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從題圖可看出a光折射率較大，頻率也較大，a光照射某金屬時(shí)恰能逸出光電子，b光的頻率低于該金屬的極限頻率，b光照射時(shí)一定不能逸出光電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a光折射率較大，發(fā)生全反射的臨界角較小，以相同角度入射，b光已發(fā)生全反射，a光一定發(fā)生全反射，C項(xiàng)正確；由于入射角相同，由反射定律知反射角也相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤7(xx浙江杭州模擬)如圖所示，一半圓形玻璃磚半徑R18 cm，可繞其圓心O在紙面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，M為一根光標(biāo)尺，開(kāi)始時(shí)玻璃磚的直徑PQ與光標(biāo)尺平行一束激光從玻璃磚左側(cè)垂直于PQ射到O點(diǎn)，在M上留下一光點(diǎn)Q1.保持入射光方向不變，使玻璃磚繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，光點(diǎn)在標(biāo)尺上移動(dòng)，最終在距離O1點(diǎn)h32 cm處消失已知O、O1間的距離l24 cm，光在真空中傳播速度c3.0108 m/s.求：(1)玻璃磚的折射率n；(2)光點(diǎn)消失后，光從射入玻璃磚到射出過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間t.解析：(1)發(fā)生全反射時(shí)光路如圖所示，tan 全反射臨界角C玻璃的折射率n1.67(2)光在玻璃中傳播的速度v全反射時(shí)光穿過(guò)玻璃磚的時(shí)間t2109 s答案： (1)1.67(2)2109 s8(xx全國(guó)卷)如圖所示，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30，B60.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射出若光線在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等(1)求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫(xiě)出分析過(guò)程(不考慮多次反射)解析：(1)光路圖如圖所示，圖中N點(diǎn)為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點(diǎn)設(shè)光線在P點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在M點(diǎn)的入射角為r、折射角依題意也為i，有i60 由折射定律有sin insin rnsin rsin i由式得，rrOO為過(guò)M點(diǎn)的法線，C為直角，OOAC. 由幾何關(guān)系有MNCr由反射定律可知PNAMNC聯(lián)立式得PNAr由幾何關(guān)系得r30聯(lián)立式得n(2)設(shè)在N點(diǎn)的入射角為i，由幾何關(guān)系得i60此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsin C1由式得i>C此光線在N點(diǎn)發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒(méi)有光線透出答案： 見(jiàn)解析9(xx湖北黃岡模擬)如圖所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中裝一定量的水，在容器底部有一單色點(diǎn)光源，已知水對(duì)該光的折射率為，玻璃對(duì)該光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度也為d.求：(1)該光在玻璃和水中傳播的速度(光在真空中的傳播速度為c)；(2)水面形成的光斑的面積(僅考慮直接由光源發(fā)出的光線)解析：(1)由v得，光在水中的速度為v1c，光在玻璃中的速度為v2c.(2)根據(jù)幾何關(guān)系畫(huà)出光路圖，如圖所示光恰好在水和空氣的分界面發(fā)生全反射時(shí)sin C，在玻璃與水的分界面上，由相對(duì)折射關(guān)系可得，解得sin 代入數(shù)據(jù)可計(jì)算出光斑的半徑rd(tan tan C)d水面形成的光斑的面積Sr2.答案： (1)cc(2)