1、1考点强化练 32 光的折射 全反射1.在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有 a、b、c 三种不同颜色的单色点光源,有人在水面正上方同等条件下观测发现,b 在水下的像最深,c 照亮水面的面积比 a 的大。关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”根据老师的假定,以下回答正确的是( )A.b 光的频率最大B.c 光的折射率最小C.在水中, a 光的波长比 b 光的短D.在水中,a 光的传播速度最大2.华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理学奖,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,它的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。下列关于光
2、导纤维的说法正确的是( )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3.(多选)如图所示,一束光从空气中射向折射率为 n= 的某种玻璃的表面, 1表示入射角,则下列说2法正确的是( )A.当 145时会发生全反射现象B.只有当 1=90时才会发生全反射C.无论入射角 1是多大,折射角 2都不会超过 45D.欲使折射角 2=30,应以 1=45的角度入射4.一束复合光射向半圆形玻璃砖的圆心 O,折射后分开为 a、b 两束不同颜色的单
3、色光,下列判断中正确的是 ( )A.光束 a 的频率比光束 b 大B.在玻璃中传播,光束 a 的波长比光束 b 小C.玻璃对光束 a 的折射率比玻璃对光束 b 的折射率小D.若光束从玻璃中射向空气,则光束 a 的临界角比光束 b 的临界角小5.(多选)一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示,若保持入射点 O 不变而逐渐增大入射角,下述说法中正确的是( )A.若红光射到 P 点,则紫光在 P 点上方B.若红光射到 P 点,则紫光在 P 点下方2C.紫光先发生全反射,而红光后发生全反射D.当红光和紫光都发生全反射时,它们的反射光线射到水底时是在同一点6.很多公园的水池底都装有彩灯,当一细束由红、
4、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时,关于光在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图正确的是( )7.如图所示,某同学利用方格坐标纸测定半圆形玻璃砖的折射率,OA 是画在纸上的直线,他在直线OA 适当位置先后竖直插上 P1、P 2两枚大头针,如图所示放上玻璃砖(如粗黑线所示),然后插上P3、P 4大头针。(1)其中他确定 P3大头针位置的方法是 。 (2)若该同学实验操作规范准确,其记录的情况如图所示。该同学还用圆规做了一个以 O 为圆心,半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)。请算出玻璃砖的折射率 n= 。 (3)该同学在插大头针 P3前不小心将玻璃砖绕圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃
5、砖的折射率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 8.利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中,A 为激光的出射点,O 为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO 过半圆顶点。若某条从 A 点发出的与 AO 成 角的光线,以入射角 i入射到半圆上,出射光线平行于 AO,求此玻璃的折射率。9.(多选)虹和霓是太阳光在水柱内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明,两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带,光路如图所示,下列说法中正确的是( )A.M、N 点的颜色分别为紫、红B.M、N 点的颜色分别为红、紫3C.P、Q
6、 点的颜色分别为紫、红D.P、Q 点的颜色分别为红、紫10.(多选)(2018 浙江杭州预测)如图所示是一个用折射率 n=2.4 的透明介质做成的四棱柱的横截面图,其中A=C=90,B=60。现有一条垂直入射到棱镜的 AB 面上。下列说法正确的是( )A.AB 边可能无光线射出 B.AD 边一定无光线射出C.DC 边一定无光线射出 D.BC 边一定无光线射出11.如图所示,用透明材料做成一长方体形的光学器材,要求从上表面射入的光线能从右侧面射出,那么所选的材料的折射率应满足( )A.折射率必须大于 2B.折射率必须小于 2C.折射率可取大于 1 的任意值D.无论折射率是多大都不可能12.(20
7、18 浙江金华十校高二上学期期末)如图所示为均质玻璃圆柱体的横截面图,其中 MN 为过圆心 O的水平直线。现有两单色细光束 a、b 相对 NM 两侧对称且平行 MN 照射玻璃圆柱体,经玻璃折射后两束光相交于 P 点。则 a、b 两束光相比( )A.玻璃对 a 光的折射率比 b 光小B.在玻璃中 a 光的传播速度比 b 光小C.在玻璃中 a 光的传播时间比 b 光短D.a 光的频率比 b 光的频率小13.如图所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经折射后,会聚在屏上同一点,若 n1和 n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列判断正确的有( )A.n1n2,a 为红光,b 为蓝光D.n1
8、n2,a 为蓝光,b 为红光14.(多选)如图所示,两束平行的甲光和乙光,相距为 d,斜射到置于空气中的矩形玻璃砖上,若光线在玻璃砖内不重叠,当它们从玻璃砖的下表面射出时( )4A.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离一定大于 dB.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离可能小于 dC.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离可能大于 dD.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离一定小于 d15.如图所示,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
9、OC 之间的距离为 0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。5考点强化练 32 光的折射 全反射1.C 根据视深公式 h= 说明频率最小的光,水对它的折射率最小,在水下的像最深,所以 b 的折射率最小,频率最小,波长最大,传播速度最大,故 A 错误;照亮水面的圆面积的半径 R 与临界角 C满足 tan C= ,又 sin C= ,c 照亮水面的面积比 a 的大,则 c 的临界角大,水对 c 的折射率小,所以 1a 的折射率最大,a 的频率最大,a 的传播速度最小,由上分析可知,频率关系为 a c b,折射率关系为 nancnb,根据 c= ,
10、可知波长关系为 ara,由折射定律:n= 可知,nbva,故 B 正确;由光路图可知,光的路程关系为:s bva,光的传播时间:t= ,则:t bta,故 C 错误;因 b 光的折射率小,则 b 光的频率小于 a 光,选项 D 错误;故选 B。713.A 由于红光的频率低于蓝光的频率,有 n1n2,由光路图可知,a 为蓝光,b 为红光,A 正确。14.AD 根据光学规律知两束出射光线仍平行;红光和紫光对玻璃砖的折射率不同,紫光的折射率大,紫光的侧移量大,红光的侧移量小,用极限法,红光的侧移量小,小到等于零,不偏转,沿直线传播。若甲为紫光,乙为红光,两条出射光线间距离一定大于 d,如图 a 所示
11、,选项 A 正确,B 错误;若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离一定小于 d,如图 b 所示,选项 C 错误,D 正确。15.答案 1.43解析 如图所示,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 sin i=nsin r 由正弦定理有 2=(-)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sin i= 式中 L 是入射光线与 OC 的距离。由 式和题给数据得sin r= 6205由 式和题给数据得 n= 1.43。 2.05
