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2019年高考物理人教版一轮复习第13章机械振动与机械波 光 电磁波与相对论:第13章 第3讲光的折射 全反射

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                           第十三章 第            3  讲


    1.(2017·北京卷)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为                       a、b 两束单色光。
如果光束    b 是蓝光,则光束       a 可能是导学号 21992858( D )


    A.红光                               B.黄光
    C.绿光                               D.紫光
                                                sini
    [解析] 由题图可知,光束          a 的折射角小,根据        n=sinr知,光束    a 的折射率大于光束
b 的折射率,频率越大,折射率越大,且已知光束                    b 是蓝光,选项中频率大于蓝光频率的
只有紫光,故光束        a 可能是紫光,D      项正确。

    2.(2017·天津)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,
有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束

复色光通过三棱镜后分解成两束单色光                 a、b,下列说法正确的是导学号 21992859( D )


    A.若增大入射角        i,则 b 光先消失
    B.在该三棱镜中       a 光波长小于     b 光
    C.a  光能发生偏振现象,b         光不能发生
    D.若   a、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则                    a 光的遏止电压低
    [解析] 从光路图上看,在入射角相等的情况下,a                    光的折射角较大,所以          b 光折射率
                                                                 λa0     λb0

大于   a 光折射率,nb>na。增大入射角,a          光、b  光都不会消失,A        错误;λa=    na 、λb= nb ,

因为   λa0>λb0、nb>na,所以  λa>λb,B 错误;光波属于电磁波,电磁波都是横波,都能发生

偏振现象,C      错误;遏止电压       Uc 满足 eUc=hν-hν0,入射光的频率越低,遏止电压越低,
a 光折射率较低,则频率较低,对应的遏止电压也低,D                      正确。

    3.(2017·全国卷Ⅰ)如图,一玻璃工件的上半部是半径为                   R 的半球体,O     点为球心;
下半部是半径为       R、高为    2R 的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴                       OC 的
光线从半球面射入,该光线与             OC 之间的距离为      0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好
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与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。导学号 21992860


    答案:1.43
    [解析]


    如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于                         OC 轴对称的出射光线一
定与入射光线平行。这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心                                c 点反射。
    设光线在半球面的入射角为            i,折射角为     r。由折射定律有      sini=nsinr         ①
                sinr sin i-r 
    由正弦定理有      2R =    R                                               ②
                                                                      L
    由几何关系,入射点的法线与             OC 的夹角为    i。由题设条件和几何关系有            sini=R③
    式中  L 是入射光线与      OC 的距离。由②③式和题给数据得
          6
    sinr= 205                                                           ④
    由①③④式和题给数据得
    n=  2.05≈1.43                                                       ⑤

    4.(2017·全国卷Ⅱ)一直桶状容器的高为             2l,底面是边长为      l 的正方形;容器内装满某
种透明液体,过容器中心轴            DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁
涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表

面的   D 点射出的两束光线相互垂直,求该液体的折射率。导学号 21992861


    答案:1.55

    [解析] 设从光源发出直接射到            D 点的光线的入射角为         i1,折射角为    r1。在剖面内作
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光源相对于反光壁的镜像对称点              C,连接   C、D,交反光壁于        E 点,由光源射向       E 点的光

线,反射后沿      ED 射向   D 点。光线在     D 点的入射角为      i2,折射角为    r2,如图所示。设液体

的折射率为     n,由折射定律有       nsin i1=sin r1                                 ①


    nsini2=sinr2                                                        ②
    由题意知

    r1+r2=90°                                                           ③
    联立①②③式得
             1
    n2=sin2i1+sin2i2                                                    ④
    由几何关系可知
             l
             2
               l2   1
           4l2+
               4    17
    sin i1=      =                                                      ⑤
             3
              l
             2
               9l2 3
           4l2+
                4
    sin i2=       =5                                                    ⑥
    联立④⑤⑥式得        n=1.55                                               ⑦

    5.(2017·江苏卷)人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球
体共轴。平行光束宽度为           D,对称地沿轴线方向射入半径为              R 的小球,会聚在轴线上的
P 点。取球体的折射率为          2,且   D=  2R。求光线的会聚角        α。(示意图未按比例画出)
导学号 21992862


    答案:α=30°
                           D
    [解析] 由几何关系       sini=2R,解得    i=45°
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               sini
则由折射定律sinγ=n,解得                γ=30°
          α
且  i=γ+2,解得        α=30°
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