高中物理选修34光折射及全反射

高中物理选修34光折射及全反射高中物理选修34光折射及全反射高中物理选修34光折射及全反射第I卷（选择题）请点击更正第I卷的文字说明评卷人得分一、选择题（题型说明）1.（单项选择）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光辉在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光辉平行。此玻璃的折射率为（）A.2C.32.以下列图是一种折射率n角的大小i＝60°，求：

3的棱镜。现有一束光辉沿

MN方向射到棱镜的

AB面上，入射1）光在棱镜中流传的速率；2）画出此束光辉进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的解析过程。3.（多项选择）一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面，则以下说法正确的选项是:（）A．当入射角大于450时会发生全反射B．无论入射角多大，折射角都不会高出450C．入射角为450时，折射角为300D．当入射角为arctan2时，反射光辉跟折射光辉恰好垂直第II卷（非选择题）请点击更正第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题（题型说明）4.直角玻璃三棱镜的截面以下列图，一条光辉从AB面入射，ab为其折射光辉，ab与AB面的夹角α=60．°已知这种玻璃的折射率n=2，则：①这条光辉在AB面上的的入射角为；②图中光辉ab（填“能”或“不能够”）从AC面折射出去．5.以下列图，一个用透明资料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC．现在有一束单色光从空气中以θ=45°的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15°，尔后光辉射到AC面而恰好发生了全反射，则这种透明资料的折射率为________，全反射的临界角为_________，角∠A=________.6.以下列图，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________.记下P3、P4的地址，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的地址作直线与AB面订交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝________，并在图中画出正确完满的光路图．评卷人得分三、实验题（题型说明）评卷人得分四、计算题（题型说明）7.以下列图，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜资料的折射率为，画出这束光进入棱镜后的光路图（要求必定有计算步骤）8.知光辉自空气射入甲介质中，入射角为

60°，折射角为

30°；光辉从乙介质射入空气，入射角为45°，折射角为60°，求：（1）甲、乙两种介质的折射率之比n甲∶n乙；（2）光在甲、乙两种介质中的光速之比v甲∶v乙9.以下列图，真空中有一个半径为R，折射率为n＝2的透明玻璃球．一束光沿与直径成θ0＝45°角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光辉在玻璃球中的流传时间．10.以下列图，真空中有一个半径为R，折射率为n＝2的透明玻璃球．一束光沿与直径成θ0＝45°角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光辉在玻璃球中的流传时间．11.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB=a。棱镜资料的折射率为n2。在此截面所在的平面内，一条光辉以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜(以下列图)。画出光路图，并求光辉从棱镜射出的点的地址（不考虑光辉沿原来路返回的情况）。12.以下列图，是一透明的圆柱体的横截面，半径R=2cm，折射率n=3。真空中一束光辉沿平行于直径AB的方向从D点射人圆柱体，折射光辉恰好经过B点。真空中光速c=3．0×108m/s，求：①光在圆柱体中的流传速度v0。②入射点D与AB间的距离d。13.以下列图，为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R=12cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮23n13，n22．斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；②求两个亮斑间的距离．14.图示为半径R=3m的半球形介质截面，O为圆心，相互平行的单色光a和b从不同样位置进入介质．光辉a在O点恰好发生全反射。光辉

b的入射角为α

=15°．入射点为

M，出射点为N．求：（光的速度×108m/s）①介质的折射率。②光辉b从M流传到N的时间。（结果保留两位有效数字）15.有一顶角为直角的玻璃砖，放在空气中，一光束斜射入玻璃砖的一个侧面，以下列图，尔后投射到它的另一个侧面．若该玻璃砖全反射临界角为42°，问：①这束光辉能否从另一侧面射出？并说明原因②若光辉能从侧面射出，玻璃砖折射率应满足何条件？16.以下列图，直角三棱镜的折射率n＝3，∠A＝30°。一束与OB面成OB面，从AB面上的C点射出。若不考虑光在OB面上的反射，求能从

30°角的光辉射向C点射向空气的光的方向。17.以下列图，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的中点

D垂直

AC面入射，

AD＝a，棱镜的折射率为

n＝

2，求：①求此玻璃的临界角；②光从棱镜第一次射入空气时的折射角；③光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的流传速度为c)。18.一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为3的透明资料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光辉，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，以下列图。已知入射光辉与桌面的距离为3R/2。求出射角。1A点沿水平方向19.以下列图，一个半径为R的4透明圆柱体放置在水平面上，一束蓝光从射入圆柱体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知OA＝R，该圆柱体对蓝光的折2射率为3，则：①它从圆柱面射出时的出射角β为多大？②若换用一束红光同样从A点射向该圆柱体，则它从圆柱体射出后在水平面上形成的光点在C点的哪侧？20.图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的表示图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的流传速度为c.（1）为使光辉能从玻璃丝的AB端面流传到另一端面，求光辉在端面AB上的入射角应满足的条件；（2）求光辉从玻璃丝的AB端面流传到另一端面所用的最长时间。21.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30o，斜边AB＝a。棱镜资料的折射率为n2。在此截面所在的平面内，一条光辉以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的地址（不考虑光辉沿原来路返回的情况）。（13分）22.（2）（10分）以下列图，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=3，直径AB与屏幕垂直并接触于B点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现）画出如图光路图23.如图是一个透明圆柱介质的横截面，B、C为圆上两点。一束单色光沿AB方向入射，从c点射出，已知∠ABO＝∠BOC=1200，真空中光速c=3×108m/s。求：①光在介质中的折射率n②光在介质中流传速度v24.以下列图，玻璃棱镜ABCD能够看作是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成．一束频率为5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光辉如图中ab所示，abAD面的夹角α＝60°.已知光在真空中的速度c＝3×108m/s，玻璃的折射率n＝，求：

与(1)这束入射光辉的入射角多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光辉第一次从CD面出射时的折射角．

(结果可用三角函数表示

)25.半径为R的玻璃半圆柱体,横截面以下列图,圆心为O,两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直光辉①的入射点A为圆柱面的极点,光辉②的入射点为B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率n=3求：(1)求两条光辉经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；(2)若入射的是单色蓝光,则距离d比上面求得的结果是大是小?26.以下列图,直角三棱镜ABC的折射率为3,棱镜的角B为300,今有一束平行于BC边从斜边D点入射的单色光，在BC上某点E发生全反射后,从AC边上F点射出.已知BC边的长度为23d,BD的长度为d,光在真空中的流传速度为C.要求:作出光在三棱镜中的光路图;求发生全反射的点E与B点的距离;求光在三棱镜中流传的时间.27.以下列图，等腰直角三角形ABC为一个三棱镜的截面，折射率为n（），直角边AB的长为a．一束很细的单色光从AB中点垂直入射，光在真空中的流传速度为c．①在图上画出该光束在棱镜中的光路图；②求该单色光经过三棱镜的时间为多少？评卷人得分五、简答题（题型说明）评卷人得分六、作图题（题型说明）28.以下列图，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜资料的折射率为，画出这束光进入棱镜后的光路图（要求必定有计算步骤）评卷人得分七、辨析题（题型说明）评卷人得分八、估计题（题型说明）评卷人得分九、判断题（题型说明）评卷人得分十、证明题（题型说明）试卷答案据题意，由于岀射光辉和入射光辉平行，则光辉AB和光辉BC关于法线B0对称，则法线与岀射光辉和入射光辉平行，因此∠ABO=30°，则折射角r=∠OAB=30°，据折射定律有：n=sin60°/sin30°=3，因此C选项正确。2.4.①45°(2分)②不能够5.6.让P2的像挡住(1分)挡住P1、P2的像(1分)挡住P3以及P1、P2的像(1分)2(2分)

见解析图

(2分)7.8.9.设光辉在玻璃球中的折射角为θ，由折射定律得sinθ0/sinθ＝n＝2解得：θ＝30°由几何知识可知光辉在玻璃球中路径的长度为L＝2Rcosθ＝3R光在玻璃的速度为v＝c/n＝2/2c光辉在玻璃球中的流传时间t＝L/v＝6R/c.10.设光辉在玻璃球中的折射角为θ，由折射定律得sinθ0/sinθ＝n＝2解得：θ＝30°由几何知识可知光辉在玻璃球中路径的长度为L＝2Rcosθ＝3R光在玻璃的速度为v＝c/n＝2/2c光辉在玻璃球中的流传时间t＝L/v＝6R/c.11.光路图以下列图（2分）sinin设折射光辉与AB的交点为D设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：sinr（1分）解得r300（1分）由几何关系可知，在D点的入射角600（1分）sinc1n（1分）设全发射的临界角为c，则解得c450（1分）因此，光在D点全反射。设光辉的出射点为E，由几何关系得：BDa2AFBEBDsin300（1分）BE1a（1分）解得：81a即出射点在BC边上离B点8的地址。12.13.①设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，13sinC12，C160n1（1分）同理C245,i45C2＜C1因此紫光在AB成生全反射，而光在AB面一部分折射，一部分反射，（1分）且由几何关系可知，反射光与AC垂直，因此在AM生的亮斑P1色，在AN生的亮斑P2色与紫色的混杂色（2分）②画出如光路，（1分）折射角r，两个光斑分P1、P2，依照折射定律sinrnsini6sinr求得3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2分）tanr

R由几何知可得：AP1解得AP162cm⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（1分）由几何知可得OAP2等腰直角三角形，解得AP2=12cm因此P1P26(22)cm．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（2分）14.15.sinC13n3，即C4516.解：设临界角为C，则sini1nr1＝30由折射定律sinr1，因此分1i290r160C，因此光在AO面上发生全反射。1分ⅰ．光辉在AB面折射，i3301分1sini3nsinr31分解得r3601分ⅱ．光辉在AB面折射，垂直射向AO面，再次反射，此后光在AB面再次折射，有i4i31分由对称性r4r3601分综上所述：有两束光从

AB面射出，分别为与

AB面成

30°角向右，与

AB面成

30°角斜向左上方，以下列图。17.解析：(1)设玻璃对空气的临界角为1＝1，C＝45°.C，则sinC＝n2(2)以下列图，i1＝60°，因i1>45，°发生全反射．i2＝i1－30°＝30sinr＝2，因此r＝45°.°<C，由折射定律有：sini2c＝c，所求时间：t＝3a＋a＝52a(3)棱镜中光速v＝n2vvcos30°3c.18.19.以下列图是民国时期特别流行的一款国产欧式女鞋广告，据此解析，国产“欧式”女鞋流行的原因是：A．西方文明的冲击B．辛亥革命后社会民俗的变化C．民族工业的发展D．“抵制洋货、爱用国货”运动的推动20.（1）sini≤n21(2)Tmax=Ln2/c21.sinrn22.设折射角为r，依照折射定律sini解得r60由几何知识得，OPQ为直角三角形，因此两个光斑PQ之间的距离LPAAQRtan302Rsin60L4033两个光斑．求两个光斑之间的距离L．解得nsin3vc3108m/s1.7310823.sinnm/s24.(1)设光在AD面的入射角、折射角分别为θ1、θ2，θ2＝30°sinθ1依照n＝得sinθ1＝nsinθ2＝×sin30°＝，sinθ2θ1＝arcsin0.75.（2分）c得(2)依照n＝vc3×108v＝n＝m/s＝2×108m/s，（1分）依照v＝λf得λ＝v＝2×108m≈×10－7m.（1分）f×1014(3)光路以下列图，光辉ab在AB面的入射角为45°，设