• 306.41 KB
  • 2021-06-02 发布

2021高考物理新高考版一轮习题:第十四章 微专题80 光的折射与全反射 Word版含解析

  • 7页
  • 当前文档由用户上传发布,收益归属用户
  1. 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
  3. 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
  4. 网站客服QQ:403074932
‎1.(2019·山东潍坊市二模)如图1,一束白光自O点以30°的入射角射入厚度为h的玻璃砖,经反射后,从A点、B点有两束光射出,已知OA=a,OB=b,光在真空中的传播速度为c.‎ 图1‎ ‎(1)自A、B点射出的两束光是否平行?求两束光对玻璃的折射率之比;‎ ‎(2)求自A点射出的光在玻璃中的传播时间.‎ ‎2.(2019·山东聊城市二模)如图2所示,水面下方有一点光源S,水面上有一艘船,船的最左端到光源的水平距离为l.已知从距船处的水面射出的光线恰好照亮船头标志物A,此光束到达A之前在水中和空气中传播的时间之比为2∶1.若船右移,则水面恰好出现完整的圆形透光区域,不考虑光线的多次反射.求:‎ 图2‎ ‎(1)水的折射率;‎ ‎(2)标志物A到水面的高度h.‎ ‎3.(2020·福建宁德市质检)如图3,△ABC为直角三棱镜的截面,顶角θ=30°,光屏PD平行于AC边.一束宽度为d的平行单色光垂直射向AC面(AC=d),从BC面折射后的出射光在光屏PD上形成光带,其中光线a进入棱镜后平行PD边射出.求:‎ 图3‎ ‎(1)棱镜对单色光的折射率n;‎ ‎(2)在光屏PD上形成的光带宽度L.‎ ‎4.(2019·东北三省三校第二次联合模拟)如图4所示,某种透明材料做成的三棱镜,其横截面是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面.求:‎ 图4‎ ‎(1)该材料对此平行光束的折射率;‎ ‎(2)这些直接到达BC面的光线从BC面折射后射出,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块.‎ ‎5.(2020·广西钦州市月考)钻石的临界角较小,很容易对光产生全反射,所以具有很高的亮度.如图5为某钻石的截面图,关于直线OO′对称.现使某单色细光束垂直于BC边入射,已知该钻石对此光的折射率为n,光在真空中传播的速度为c.‎ 图5‎ ‎(1)求该单色光在钻石中传播的速度大小v;‎ ‎(2)为使该单色光经AO边全反射后射到OD边,在OD边再次全反射后射到BC边,则在打磨该钻石时,图中α角应满足的条件.‎ ‎6.(2019·湖北武汉市四月调研)内径为r,外径为r的透明介质半球壳折射率n=2,如图6为其截面示意图.‎ 图6‎ ‎(1)将点光源放在球心O处,求光射出球壳的最短时间;‎ ‎(2)将光源移至O点正上方内壳上的P点,使其发出的光射向球壳外,求透明球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长.‎ 答案精析 ‎1.(1)平行  (2) 解析 ①由折射和反射光路可知,两束光平行;‎ 自A点射出的光折射率:nA= 同理可得B点射出的光的折射率.‎ nA= nB= =.‎ ‎(2)光在玻璃中的传播速度:vA= 时间:tA= 得tA=.‎ ‎2.(1) (2)l 解析 (1)设SO=x1,OA=x2,光在水中传播的速度为v,在空气中传播的速度为c,光从水面射出时的折射角为θ1,光射向水面的入射角为θ2‎ 根据题意知:∶=2∶1‎ 根据折射率的定义有:n= 根据折射定律有:n=== 联立解得:n=.‎ ‎(2)由于sin C=,可知C=45°‎ 所以光源S所处的深度:H==l 由几何知识有:x1= =l 据n=可得:x2=x1=l 由几何知识有标志物A到水面的高度:h==l.‎ ‎3.(1) (2) 解析 (1)光路图如图所示:‎ 光线a在BC面发生折射,由几何关系得:i=30°,r=60°‎ n= 解得:n=.‎ ‎(2)光线在BC面发生折射,有α=30°,n= 解得:β=60°‎ 可得在△BCE中,∠BCE=∠EBC=θ;2Lcos θ=BC;BC= 解得:L=.‎ ‎4.(1) (2)当光屏到BC距离超过a,光斑分为两块 解析 (1)由于对称性,我们考虑从AB面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC面的,由对称性不难得出,光线进入AB面时的入射角α和折射角β分别为:‎ α=60°,β=30°‎ 由折射定律,材料对此平行光束的折射率n==.‎ ‎(2)如图,O为BC中点,在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D,可看出只要光屏放得比D点远,则光斑会分成两块.‎ 由几何关系可得:OD=a 所以当光屏到BC距离超过a时,此光斑分为两块.‎ ‎5.(1) (2)+arcsin ≤a≤arccos 解析 (1)根据光的传播规律n= 可得该单色光在钻石中传播的速度大小为v=.‎ ‎(2)设钻石对该单色光的临界角为C0,则sin C0= 如图所示:‎ 设该单色光在AO边、OD边的入射角为β、θ,为使该单色光在AO边发生全反射,则β≥C0‎ 由几何关系得:β=-α 联立以上式子得:α≤arccos 为使单色光在OD边发生全反射,则θ≥C0‎ 由几何关系得:θ=3α- 联立以上式子得:α≥+arcsin 综上所述,图中α角应满足的条件为+arcsin≤α≤arccos .‎ ‎6.(1)+ (2) 解析 (1)光线从O点沿直线传播出球壳,时间最短,光在空气中传播的时间为t1= 光在介质中传播的时间为t2= 光介质中传播的速度满足n= 所以t=t1+t2=+;‎ ‎(2)光由介质射向空气,临界角为sin C=,解得:C=30°‎ 如图,由正弦定理得到:= 解得:∠APO=135°,α=15°‎ 介质球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长为s=2α·r=.‎

相关文档