【步步高】2014高考物理大一轮复习 12.3 光的折射 全反射

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1、12.3　光的折射　全反射图12－3－11．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图12－3－1所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是(　　)．A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析　光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传

2、播速度小，C、D错．选A.本题容易．答案　A2．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图12－3－2所示，下列说法正确的是(　　)．图12－3－2A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角解析　由题图可知，光线1的折射率大，频率高，波长小，在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小．选项A、D正确，B错误．设玻璃板的宽度为d，由n＝，在玻璃板中传播的距离l

3、＝，传播的速度v＝，所以光在玻璃板中传播的时间t＝＝＝，光线1的折射角小，所经历的时间应该长，选项C错误．答案　AD图12－3－33．如图12－3－37所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则(　　)．A．n可能为B．n可能为2C．t可能为D．t可能为解析　只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如图所示．根据全反射可知临界角C≤45°，再根据n＝可知n≥；光在透

4、明柱体中运动路程为L＝4r，运动时间为t＝＝，则t≥，C、D错误，A、B正确．答案　AB4．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图12－3－4所示，则(　　)．图12－3－4A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光解析　可见光中红光波长最长，折射率最小，折射程度最小，所以a为红光，而紫光折射率最大，所以d为紫光．答案　D5．如图12－3－5所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，∠A＝∠A1＝30°，AC面和A1C1面平行

5、，且A、B1、C1在一条直线上，放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从右面的三棱镜射出时，出射光线方向与入射光线O7的方向________(填“平行”或“不平行”)．若玻璃的折射率n＝，AC1两点间的距离为d，光线从右面的三棱镜A1B1面上的b点(图上未画)射出，则a、b两点间的距离s＝________.图12－3－5解析　AC与A1C1间的空气相当于平行板玻璃砖，光线穿过平行板玻璃砖，出射方向与原入射方向平行．sinα＝nsin30°，∠dce＝α－30°＝30°，∠dec＝30°，ab＝dcos30°＝d.答案　平行　d6．如图12－3－6所示，一段横截面为

6、正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出．①求该玻璃棒的折射率．图12－3－6②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．解析　如图所示单色光照射到EF弧面上时刚好发生全反射，由全反射的条件得C＝45°①由折射定律得n＝②联立①②式得n＝答案　①　②能图12－3－77．在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图12－3－7所示，O为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他

7、们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC＝0.6R，BC⊥OC7，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？解析　设∠OBC＝θ，透明物体的折射率为n，则sinθ＝＝0.6，sinθ＝，n＝.答案　8．一束光波以45°的入射角，从AB面射入如图1－3－24所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路．解析　sinr＝＝＝，r＝30°图12－3－8由sinC＝＝，得C＝45°.