2013届高考物理一轮复习备考演练 选修3-4 2.1 光的折射、全反射

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1、2013届高考物理一轮复习备考演练选修3-42.1光的折射、全反射图2－1－171．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2－1－17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

2、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，在光纤中传播速度小，C、D错．选A.本题容易．答案　A图2－1－182．如图2－1－18所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为(　　)．A.B.C.D.解析　根据折射率定义有，sin∠1＝nsin∠2，nsin∠3＝1，已知∠1＝45°又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝.答案

3、　A图2－1－193．如图2－1－19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1.2C．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≥；光在透明柱体中运动路程为L＝4r，运动时间为t

4、＝＝，则t≥，B、C、D错误，A正确．答案　A图2－1－204．如图2－1－20所示，有两束颜色相同的、间距为d的平行细光束以相同的入射角射到成θ角的平行玻璃砖上表面，则从玻璃砖下表面射出的光线(　　)．A．仍是平行光，但宽度大于dB．仍是平行光，但宽度小于dC．成为会聚光束D．成为发散光束解析　本题考查光的折射定律，意在考查光线进入平行玻璃砖时的光的传播规律．入射光穿过平行玻璃砖的出射光线仍和入射光线平行，但相对于入射光线会靠近法线偏折，所以两条出射光线仍平行，光线的距离减小，B正确．答案　B图2－1－2

5、15．如图2－1－21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，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O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＝________.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

6、向与原入射方向平行．sinα＝nsin30°，∠dce＝α－30°＝30°，∠dec＝30°，ab＝dcos30°＝d.答案　平行　d图2－1－226．如图2－1－22所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，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．②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，

7、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7．如图2－1－23所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上图2－1－23垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3

8、，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量　　　　，则玻璃砖的折射率可表示为　　　　.(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将　　　　(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．答案　(1)l1和l3　n＝　(2)偏大图2－1－248．用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一