人教版高中物理选择性必修第1册 第四章 光 第1~2节综合拔高练.docVIP

第四章光

第1～2节综合拔高练

五年选考练

考点1折射问题的分析与计算

1.[2018课标Ⅰ,34(1),5分,]如图,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°。一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为。若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60°。?

2.[2019课标Ⅰ,34(2),10分,]如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin53°=0.8)。已知水的折射率为43。

(ⅰ)求桅杆到P点的水平距离;

(ⅱ)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45°时,从水面射出后仍照射在桅杆顶端,求船行驶的距离。

考点2实验:测量玻璃的折射率

3.[2019天津理综,9(2),]某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖,大头针,刻度尺,圆规,笔,白纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度。?

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

②该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四枚大头针扎下的孔洞如下图所示,其中实验操作正确的是。?

③该小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,则玻璃的折射率n=。(用图中线段的字母表示)?

考点3全反射问题的分析与计算

4.[2019课标Ⅲ,34(2),10分,]如图,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜,然后垂直于AC边射出。

(ⅰ)求棱镜的折射率;

(ⅱ)保持AB边上的入射点不变,逐渐减小入射角,直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。

5.[2018课标Ⅱ,34(2),10分,]如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°。一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中点。不计多次反射。

(ⅰ)求出射光相对于D点的入射光的偏角;

(ⅱ)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?

三年模拟练

应用实践

1.(2019北京师大附中高二下期中,)如图所示,让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直面上,在这个面与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角,下列对观察到的现象的描述正确的是()

A.反射光线和折射光线的夹角逐渐增大

B.折射角和入射角的比值不变

C.反射光线和折射光线都逐渐减弱

D.折射光线逐渐减弱,直至完全消失

2.(2019湖北武汉钢铁四中高二下月考,)为了从军事工事内部观察外面的目标,工事壁上开有一长方形孔,设工事壁厚d=203cm,孔的宽度L=20cm,孔内嵌入折射率n=3的玻璃砖,如图所示。试问:

(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?

(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率最小为多大的玻璃砖?

3.(2020四川内江一模,)现有由同一种材料制成的一个透明工艺品,其切面形状如图所示。其中,顶部A为矩形形状,高CM=L,边长CD=d,底部B为等边三角形。现让一束单色光从B部分表面MH边的中点O1处沿竖直方向射入,光线进入B后发生折射,折射光线恰好与B部分的HM平行且经过MM,最后从A部分的CD边上某点O射出,光在真空中的传播速度为c。求:

(1)光在工艺品中传播的速度;

(2)光在工艺品中传播的时间。

迁移创新

4.(2020北京海淀模拟,)光纤主要由折射率较大的内芯与折射率较小的外套组成。在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤输入端输入,经过一段长度的光纤传输之后,其输出端的光脉冲会变宽,这种情况较严重(脉冲变宽到一定程度)时会导致信号不能被正确传输。引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤内芯时路径长短不同(如图),沿光纤轴线传输的光线用时最短,在两种介质界面多次全反射的光线用时较长。为简化起见,我们研究一根长直光纤,设其内芯折射率为n1,外套折射率为n2。在入射端,光脉冲宽度(即光持续时间)为Δt,在接收端光脉冲宽度(即光持续时间)为Δt(ΔtΔt),下列说法正确的是()

A.为了保证光脉