折射和全反射练习题

1、光的折射、全反射练习题（一）1.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，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成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为 10m的细玻璃珠，所用玻璃的折射 率为$3,为使入射的车灯光线经玻璃珠折射t反射t再折射 后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是 （）A. 15B. 30C. 45D. 602.三种介质I、IIIII的折射率分别为ni、n2和n3,且ni庄 n3，则（A. 光线由介质B. 光线由介质C. 光线由介质D. 光线由介质I入射II有可能发生全反射I入射III有可能发生全反射

2、III入射I有可能发生全反射II入射I有可能发生全反射3. 一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如图所示，若光在I、II、山三种介质中的速度分别为Vi、V2和V3,则（）IA. vi V2 V3B. viv V2V V3/ X / nC. Vi V3 V2D. Vi v V3V V2J . 皿4. 一束光穿过介质i、2、3时，光路如图所示，则 （）A.介质i的折射率最大B .介质2是光密介质C. 光在介质2中的速度最大D. 当入射角由45逐渐增大时，在 i 2分界面上可能发生全反射5. 如图，MN是一条通过透明球体球心的直线.一单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线

3、 CD与 MN的交点P 到球心0的距离是球半径的倍，且与 MN所成的角a = 30. 求：透明球体的折射率./V6. 一半径为R的i/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成.现有一束位于过球心 0的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示.已知入射光线与桌面的距离为Er/2，求出射角e的夹角为7. 折射率为.3的玻璃球，被一束光照射若入射角i为60,则在入射点O处反射光和折射光A 时图乙8. 如图乙所示，一束波长为 0.40 口 m的紫光，从空气中垂直三棱镜的 AB面入射，从AC面射出 方向如图所示，则玻璃对紫光的折射率 n=，紫光在玻

4、璃中的传播速度 v=m/s,紫光在玻璃中的波长 入=m.9. 半径为R的玻璃半圆柱体，横截面积如图所示，圆心为O,两条平行单色红光，沿截面积射向圆柱面， 方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱 面的顶点，光线 2的入射点为 B,Z AOB=60，已知该玻璃对红光折射率n .3。求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O的距离d?10. 如图所示，由透明材料制成一个截面为直角三角形的三棱镜ABC有一条单色光线以45入射角射到 AB界面，折射角是30,折射光线在AC界面恰好发生全反射，那么该三棱镜的顶角为 .11. 如图所示，一玻璃球体的半径为R, O为球心，AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出，

5、出射光线平行于 AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知/ ABM = 30,求： 玻璃的折射率. 球心O到BN的距离.12如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角/ AOB=60 一束平行于角平分线 OM的单色光由OA射入介质， 经OA折射的光线恰平行于 0B。（1）求介质的折射率。AM（2） 折射光线中恰好射到 M点的光线 （填“能”或“不 能”）发生全反射。13. 图示为一直角棱镜的横截面，bac 90 , abc 60 。 一平行细光束从 O点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率 n=.2，若不考虑原入射光在 bc面上的反射光，则 有光线A. 从ab面射出

6、B.从ac面射出C从bc面射出，且与bc面斜交D.从bc面射出，且与 bc面垂直A. 2B.1.5C. 一3D.214. 如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为 60。己知光线在玻 璃球内经一次反射后， 再次折射回到空气中时与入射光线平行。 此玻璃 的折射率为 （ ）A.rC.2r15. 从桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥 的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如 图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面 上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（）B. 1.5rD.2.5r16. 如图所示，

7、空气中有一折射率为 0 c此光线在N点发生全反射，三棱镜的 AC边没有光线透出，21.现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点. 故设线段OA在立方体上表面的投影长为 R,由几何关系有R + |2由题意，在A点刚好发生全反射,sin 0 a=FA= 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为立方体的表面积S之比为S- = 6nRS6a2由式得 詈=422.如图，透明物体内部的光路为折线MPN , Q、M点相对于氏面 EF对称，Q、P和N三点共线。设在M点处，光的和射角为i,折射角为r,FA的圆所求的镀膜面积S与玻璃OMQPNF。根据题意有30由几何关系得，PNOPQO r,于

8、是Eir 60由式得r 15(ii)解：根据折射率公式有sini n si nr23. (i)设光线在端面上AB上 C点的入射角为i，折射角为r, sin i =nsin r 设光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为 a，为了使该光线可在光导纤维中传播，应有 a 0 (2)式子中，0是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足 nsin 0 =1由几何关系得a+r=90由22式得 sini .n2-12(ii)光在玻璃丝中的传播速度的大小为烷 2光速在玻璃丝轴线方向的分量为vz=vsin a 光线从玻璃丝端面 AB传播到其另一个端面所需时间为 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面 由2

9、式得tmax= n；Lct=tAB传播到其另一端面所需时间最长,入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出.1光的折射、全反射练习题(二)1. 2009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯.高锟在“有关光若光导纤维是由内芯和包层组在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性的成就. 成，下列说法正确的是 ()A. 内芯和包层折射率相同，折射率都大B. 内芯和包层折射率相同，折射率都小C. 内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D. 内芯和包层折射率不同，包层折射率较小2. 一束单色光由左侧射入盛

10、有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图所示为过轴线的截面图，调整入射角a，使光线恰好在水和空气的界面上发生全4反射.已知水的折射率为 3，求sin a的值.3. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图,1FD为4圆周，圆心为 O光线从AB面入射，入射角 0(1)画出光路图;(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小中的传播速度c = 3.0 x 108 m.4.如图所示，玻璃棱镜 ABCD可以看成是由 ADE ABE BCCE个直角三棱镜 组成.一束频率为 5.3 x 1014 Hz的单色细光束从 AD面入射，在棱镜中的折 射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角a = 6

11、0 .已知光在真空中的速度 c= 3x 10 m/s，玻璃的折射率 n= 1.5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？(3) 该束光线第一次从 CD面出射时的折射角.(结果可用三角函数表示)5、如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知/A= 60,/ O90, 束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，AD= a,棱镜的折射率为 n=2,求：（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；（2）光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间（设光在真空中的传播速度为C）.图1 46. 一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为2。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜不考虑棱镜内部的反射若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，贝U顶角可在什么范围内取值？1.D2. 37 3.(1)见解析图(2)1.3(或曰8X 10 m/s)4