40光的折射与反射

高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(每题7分，共63分)1.如图所示，复色光束A自玻璃射向空气，经折射形成两束单色光B、C，则下列说法中正确的是()A．C光的频率比B光的频率小B．在空气中，C光的波长比B光的波长长C．C光在玻璃中的光速小于B光在玻璃中的光速D．玻璃对C光的临界角大于对B光的临界角解析：由图可以看出，介质对单色光B的折射率更大，由此可知，单色光B频率更高，波长更短，在玻璃中光速更小，所以A、B、D正确．答案：ABD2.如图所示，入射光线I经直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出，如图中光线Ⅱ所示，现将棱镜逆时针转过一个小角α，如图虚线所示，则()A．出射光线应与光线Ⅰ平行B．出射光线顺时针转过α角C．出射光线也逆时针转过α角D．出射光线顺时针转过2α角解析：作出光路图可知，出射光线应与光线Ⅰ平行．答案：A3．如图所示，a、b是两束不同的单色光平行地从空气射入水中，发生折射，α＞β，则下列说法正确的是()A．水对光束a的折射率较大B．水中光束b的速度较小C．光束a频率较大高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！D．若从水中射向空气，光束a的临界角比光束b的临界角小解析：光束b在水中的折射率较大，速度较小，频率较高，所以选项B正确．答案：B4.用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B＝15°，∠C＝90°，一束光线垂直AC面射入，如图它在棱镜内发生全反射的次数为()A．2次B．3次C．4次D．5次5.如图所示，一束单色光从一折射率为3的平板玻璃砖的上表面A点以60°入射角射入，经过时间t1穿过玻璃砖从下表面射出．若把玻璃砖取走，该单色光将通过B点，且从A到B的时间为t2.则t1与t2比较，正确的是()A．t1＞t2B．t1＝t2C．t1＜t2D．以上情况都有可能解析：设玻璃砖厚度为d，光路如图．由sin60°＝3sinγ，得γ＝30°，光经玻璃时间t1＝ACv＝ndc·cosγ＝2dc.光从A到B的时间t2＝ABc＝dc·cos60°＝2dc，故t1＝t2，选项B对．答案：B6.(2011全国高考)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光解析：作出a、b、c、d四条光线第一次折射时的法线，可知其折射率大小关系为na＞nb＞nc＞nd，则它们可能依次是紫光、蓝光、黄光和红光，所以本题只有选项B正确．答案：B7.一个半径为R的玻璃半球，如图所示，平放在水平桌面上，已知玻璃的折射率为2，一束竖直光照射在半球的平面上与水平桌面上，结果在水平桌面上出现一个暗环，该暗环的面积为()A.22πR2B．(3－22)πR2C．2(2－1)πR2D．(2－12)πR28.DVD光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d、折射率为n的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a，才能有效获取信息．在保证a不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l＝a＋2b)，则()高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！A．须满足sinθ＝nbb2＋d2B．须满足sinθ＝bnb2＋d2C．在θ和n不变时，须减小dD．在θ和d不变时，须减小n9．(2012金华模拟)现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成．夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是()A．15°B．30°C．45°D．60°解析：通过“回归反光膜”的光路图可知入射角θ1是折射角θ2的2倍，即θ1＝2θ2，由折射定律，有n＝sinθ1sinθ2＝2sinθ2cosθ2sinθ2＝2cosθ2＝3，得θ2＝30°，θ1＝2θ2＝60°，故选项D正确．答案：D二、非选择题(共3题，共37分)10．(12分)由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够，部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”实验，实验步骤如下：高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！a．如图所示，先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面，并在直线上标出点O；b．标出P3、P4的位置；c．将三棱镜放在白纸上，使短边跟ab对齐，长边跟a′b′对齐；d．在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像完全被P2的像挡住；e．在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像；f．过O点作一垂直ab的线段OA，在OA上垂直地插两枚大头针P1、P2；g．移去三棱镜和大头针，连接P3P4交a′b′于O′，过O′点作与a′b′垂直的直线MN；h．作光路图，计算折射率n.(1)正确的实验步骤顺序为：________________________________________________________________________；(2)请在图中画出准确完整的光路图；(3)请根据图中所给数据，求出该玻璃的折射率n＝______.答案：(1)a、f、c、d、e、b、g、h(2)光路如图所示(3)211．(11分)一小孩站在宽6m的河边，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树，树的正下方河底有一块石头，小孩向河面看去，同时看到树顶和石头两者的像且重合．若小孩的眼睛离河面高为1.5m，如图所示，河水的折射率为4/3，试估算河水深度．高考学习网－中国最大高考学习网站Gkxx.com|我们负责传递知识！解：光路如图所示，由图得n＝sinisinγ，由几何关系得1.5tani＋3tani＝6，解得tani＝43，sini＝45.P点至左岸边的距离为3tani＝4m，sinγ＝442＋h2，由上各式解得h≈5.3m.12．(14分)(2011新课标全国高考)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心．一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出．已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率．解：(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线．设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根据题意有α＝30°①由几何关系，得∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋γ＝60°②且α＋r＝β③由①②③式得r＝15°.④(2)根据折射率公式有sini＝nsinr⑤由④⑤式得n＝6＋22≈1.932.