高中物理（第02期）百所好题速递分项解析汇编 专题7.3光的折射 全反射 光导纤维（包含测定玻璃的折射率实验）（含解析）（选修3）.doc

光的折射 全反射 光导纤维（包含测定玻璃的折射率实验）一、选择题1.【20142015学年沈阳二中下学期期中考试】一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90，折射光线与反射光线间的夹角为105，则该介质的折射率 a b c d 【答案】b考点：光的折射定律2【河北省邢台一中20142015学年下学期第一次月考】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，所以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作的。如图反光膜内部均匀分布着直径为10 m的细玻璃珠，所用玻璃的折射率n=，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，第一次入射时的入射角i应是（ ）a15 b30 c45 d60【答案】d【解析】试题分析：根据光路图知 =i=2r,又由于n=和折射定律n=,可以求得sini=sinr 即 sini=sin解得cos=所以i=60考点：光的反射和折射。3.【20142015学年沈阳二中下学期期中考试】已知介质对某单色光的临界角为，则a该介质对此单色光的折射率为 b此单色光在该介质中的传播速度等于csin（c是真空中的光速）c此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的sin倍d此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的【答案】ab考点：全反射；光的折射定律.4.【20142015学年沈阳二中下学期期中考试】a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是a在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度b在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度c该介质对b光的折射率大于对a光的折射率d该介质对b光的折射率小于对a光的折射率【答案】ac【解析】试题分析：由光路图可知，即介质对b光的折射率大于对a光的折射率，选项c正确，d错误；根据可知，即在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度，选项a正确，b错误；故选ac.考点：光的折射规律；5【河北省邢台一中20142015学年下学期第一次月考】光纤维通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，如图所示设此玻璃管长为l，折射率为n已知从玻璃管左端面射入玻璃内的光线在玻璃管的侧面上恰好能发生全反射，最后从玻璃管的右端面射出设光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为（ ）a b c d 【答案】a考点：光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角。6【河北省邢台一中20142015学年下学期第一次月考】如图所示，一束入射光ao从某种介质以入射角射入空气，以o点为圆心，r1为半径画圆c1与折射光线ob交于m点，过m点向两介质的交界面作垂线与入射光线ao的延长线交于n点，以o点为圆心，on为半径画另一个圆c2，测得该圆的半径为r2，下列判断正确的是（ ）a该介质的折射率为b若光由介质射入空气发生全反射，则临界角为arcsinc若过圆c1与界面的交点d作界面的垂线交圆c2于p点，则op与法线所夹的锐角等于全反射的临界角d若入射光的强度保持不变，逐渐增大入射角，则折射光的强度将逐渐增加【答案】c考点：光的折射定律；全反射。7.【2014-2015学年江西省吉安一中下学期高二年级期中考试】如图所示，在空气中有一直角棱镜abc，a=30，一束单色光从ab边射入棱镜，入射角为45，垂直于bc边射出，则该棱镜的折射率为a. b. c. 1.5 d. 【答案】b【解析】试题分析：由光路图和几何知识得：图中i=60，r=30则该棱镜的折射率为 ，故选b考点：光的折射定律.8【20142015学年福建省福州市第二学期八县（市）一中期末联考】如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是()白光abcac光的频率最高b在真空中c光的波长最长c玻璃对c光的折射率最大d在三棱镜中的c光传播速度最小【答案】b考点：光的色散；光的频率.9【20142015学年福建省福州市第二学期八县（市）一中期末联考】放在空气中的矩形玻璃砖，如图所示，有一束光射到界面ab上，下列说法正确的是()a在界面ab入射角大于临界角的光将不会进入玻璃砖b当光传播到界面bc后，不可能发生全反射c当光传播至界面cd后，有可能不从界面cd射出d当光从界面cd射出后，一定与射入界面ab前的光线平行【答案】d【解析】试题分析：在界面ab上，因为是从光疏射向光密介质，故不会发生全反射，一部分光线将进入玻璃砖，选项a错误；当光传播到界面bc后，光由光密介质进入光疏介质，当入射角大于临界角时，可能发生全反射，选项b错误；当光传播至界面cd后，入射角等于光线射到ab面上的折射角，由光的可逆性原理可知，光线不可能在dc面上发生全反射，故光线一定从界面cd射出，选项c错误；因光射至界面cd后，入射角等于光线射到ab面上的折射角，故从cd面射出时的折射角等于射到ab面上的入射角，所以当光从界面cd射出后，一定与射入界面ab前的光线平行，选项d正确； 故选d.考点：光的折射定律；全反射.10【20142015学年福建省福州市第二学期八县（市）一中期末联考】酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象的正确解释是()a此“水面”存在，但在较远的地方b“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉c太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率小，发生全反射d太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率大，发生全反射【答案】c考点：全反射11.【2014-2015学年陕西省西安市第七十中学高二下学期期末考试】如图所示，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. 【答案】d【解析】试题分析：光线沿平行于bc边的方向射到ab边上，第一次折射时入射角为，射到ac边刚好发生全反射根据全反射公式，在ac边上的入射角为临界角c，根据几何关系，第一次折射时的折射角为，根据折射定律为，联立两式可以计算可得，所以d项正确；a、b、c项错误。考点：本题考查了折射定律和全反射二、非选择题12【河北省邢台一中20142015学年下学期第一次月考】（12分）morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t。【答案】t考点：光的折射、全反射。13【河北省邢台一中20142015学年下学期第一次月考】（12分）如图所示，aob是由某种透明物质制成的圆柱体横截面（o为圆心），折射率为今有一束平行光以45的入射角射向柱体的oa平面，这些光线中有一部分不能从柱体的ab面上射出，设凡射到ob面的光线全部被吸收，也不考虑oa面的反射，求圆柱体ab面上能射出光线的部分占ab表面的几分之几【答案】考点：光的折射和全反射。14【20142015学年沈阳铁路实验中学下学期期中考试】某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针p1、p2与圆心o在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心o缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察p1、p2的像，且p2的像挡住p1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只需测量出_，即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率_.【答案】；考点：全反射.15.【20142015学年沈阳二中下学期期中考试】某研究性学习小组利用插针法可以测量半圆形玻璃砖的折射率。实验探究方案如下：在白纸上做一直线mn，并做出它的一条垂线ab，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为o）放在白纸上，它的直径与直线mn对齐，在垂线ab上插两个大头针p1和p2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线p1p2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃砖的折射率实验中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。（1）某同学用上述方法测量玻璃砖的折射率，在他画出的垂线ab上竖直插上了p1、p2两枚大头针，但在半圆形玻璃砖的右侧区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖同时看到p1、p2的像，原因是。为同时看到p1、p2的像，他应采取的措施是_。（2）在采取相应措施后，请在半圆柱形玻璃砖的右侧画出所插大头针的可能位置，并用“”表示，作出光路图（3）为计算折射率，将应测量的物理量标注在光路图上，并由此得出折射率的计算公式为_。mn ap1 p2 bo【答案】（1）入射光线ab离圆心较远，在半圆形面发生了全反射；沿着mn方向、向m点方向平移玻璃砖。（2）光路如图；（3）考点：插针法测玻璃砖的折射率.16.【20142015学年沈阳二中下学期期中考试】直径d=1.00m，高h=0.50m的不透明圆桶，放在水平地面上，桶内盛有折射率n=1.60的透明液体，某人站在地面离桶右侧的距离为x=1.60m处，他的眼睛到地面的距离y=1.70m。问桶中液面高h为多少时，他能看到桶底中心(桶壁厚度忽略不计、不考虑桶壁反射情况、计算结果可以用根式表示)。【答案】考点：光的折射定律.17.【20142015学年沈阳二中下学期期中考试】如图所示，三角形abc为某透明介质的横截面，o为bc边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自o以角度i入射，第一次到达ab边恰好发生全反射。已知，bc边长为2l，该介质的折射率为。求：（i）入射角i（ii）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c，可能用到：或）。【答案】（i）450（ii）（ii）在opb中，根据正弦定理得 设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得 联立式，代入数据得 考点：光的折射定律；全反射.18. 【2014-2015学年江西省吉安一中下学期高二年级期中考试】某种光学元件由两种不同透明物质i和透明物质ii制成，其横截面如图所示，0为ab中点，bac=30，半圆形透明物质i的折射率为n1=，透明物质的折射率为n2。一束光线在纸面内沿o点方向射入元件，光线与ab面垂线间的夹角为，通过观察发现此时从ac面恰好无光线射出，在bc面有光线垂直射出。求：该透明物质的折射率n2；光线在透明物质中的传播速度大小；光线与ab面垂线间的夹角的正弦值。【答案】 ；2.6108m/s 【解析】试题分析： 由题意可知，光线射向ac面恰好发生全反射，反射光线垂直于bc面从棱镜射出，光路图如下图。考点：光的折射、全反射19【20142015学年福建省福州市第二学期八县（市）一中期末联考】“测定玻璃的折射率”实验中，下图是在纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a是描在纸上的玻璃砖的两个边（1）在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针a、b，在另一侧再竖直插两个大头针c、d在插入第四个大头针d时，要使它挡住_（2）某同学根据 n 计算玻璃的折射率请在下图括号中标出要测的物理量l1、l2【答案】（1）挡住c及a、b的像；（2）如下图所示。考点：测定玻璃的折射率。20【20142015学年福建省福州市第二学期八县（市）一中期末联考】半径为r的半圆柱形玻璃竖直放置，横截面如图所示，