光的折射全反射练习

1、配餐作业光的折射全反射?见学生用书P391A组基础巩固题1. 如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（）A .小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C .小球所发的光从水中进入空气后频率变大D .小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析 小球在缸底的其他位置也能从侧面看到，A项错误；光线由水射向空气时，有可能发生全反射，B项错误；光在不同介质中的频率是不变的，C项错误；由vc=n可知，光在水中的速度小于在空气中的速度，d项正确。答案 D2. 侈选）如图为一直角棱镜的横截面，/ bac= 90 / abc= 60 一平行细光束从

2、0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面垂直解析 由棱镜材料的折射率 n=V2可知，全反射临界角为 45平行细光束在ab 面上入射角为60大于临界角，发生全反射，反射光在 ac面上入射角为30小 于临界角，既有反射又有折射，光线在 bc面上垂直出射，B、D项正确。答案 BD3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

3、的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 am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-反射-再折射后恰好和入射光线平 行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是 （）A. 15B. 30C. 45D. 60解析 通过“回归反光膜”的光路图可知入射角i是折射角丫的2倍，即i = 2y由折射定律，有n = Sini = 2sin严Y 2cos尸，得 尸30 i= 2尸60故D项sin ysin yv正确。答案 D【解题技巧】考查理论联系实际问题的能力，作出光路图是基础，由几何知识分析入射角与折 射角的关系是关键。4. 华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通信

4、之父”。光纤 通信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解析 光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A项对，B项错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D项错。答案A5. 如图所示为一束复色光 A0从某一介质射向空气时发生折射的情况，图中入射光束A0与分界面成60角，

5、折射光束0B与入射光束A0延长线的夹角为15，折 射光束0B与折射光束0C间的夹角也为15则以下说法正确的是（）A. 0B光的频率大于0C光的频率B. 全反射时0B光的临界角小于0C光的临界角C .介质对0B光和0C光的折射率之比为，6 : 2D. 0B光和0C光在介质中的速度之比为，6 ： 2解析 过0点作法线，根据折射定律，对于 0B光有nBSin 30 =sin 45，对于0C 光有ncsin 30 = sin 60 /解得 2和 = .3,因为在同一种介质中，介质对频1率大的光的折射率也大，故 A项错；根据sinC临=后可知，0B光的折射率较小， 其全反射临界角较大，故 B项错；介质对

6、0B光和0C光的折射率之比为 6 : 3, 故C项错；由公式v =善可知，D项对。答案 D6. （2019北京）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（）A .红光B.黄光C .绿光D .紫光解析 根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大， 根据光的折射定律可知玻璃砖对 a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光， 故选D项。答案 D7. （多选）如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃 砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列

7、说法正确的是（）A. a光的频率大于b光的频率B. 光束a在空气中的波长较大C .出射光束a、b 一定相互平行D. a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大 解析 作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a 光的折射率较大，频率较大，故 A项正确；a光的频率较大，则波长较小，故 B 项错误；因为a、b两光在玻璃砖上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别 相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故C项正确；因为a光的折射1率较大，由临界角公式sinC=门 知a光的临界角小，故D项错误。答案 AC8. （多选）固定的半圆形玻璃砖的横截面如图， 0点为

8、圆心，00为直径MN的垂 线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于 MN。由A、B两种单色光组成的 一束光沿半径方向射向0点，入射光线与00夹角B较小时，光屏NQ区域出现 两个光斑，逐渐增大B角，当0= a时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大B角，当0= B时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则（）A .玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B. A光在玻璃砖中的传播速度比 B光的大C. a 0 B时，光屏上只有1个光斑D. g 9尹，光屏上只有1个光斑1 1解析 当A光光斑消失时，sin a=； ;当B光光斑消失时，sin p=7。由于 A ac故nAnB, A项正确；根据n=，得vAvB, B

9、项错误；当 a 9 B时，A光发生全 反射，B光发生折射和反射，在光屏 PQ上有两个光斑，C项错误；当B烷时， A、B两光都发生全反射，光屏 PQ上有一个光斑，D项正确。答案 ADB组能力提升题9. （2019天津）明代学者方以智在阳燧倒影中记载：“凡宝石面凸，贝y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（）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

10、 解析 设折射角为a在右界面的入射角为 B根据几何关系有a+ B= A,根据折 射定律：n=字，增大入射角i,折射角a增大，B减小，而B增大才能使b光发 sin a生全反射，故A项错误；由光路图可知，a光的折射率小于b光的折射率（naVnb）, 则a光的波长大于b光的波长（占?b），故B项错误；根据光电效应方程和遏止电压 的概念可知：最大初动能 Ek = hv Wo,再根据动能定理：eUc= 0 Ek,即遏止 电压Uc= h v-瞥，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，nanb,则a光的频率小于b光的频率（v v）,a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D项正确； 光是一种横波，横波有偏振

11、现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C项错误。答案 D10. 如图所示，AOB为透明扇形玻璃砖，圆心角/ AOB= 60 OM为/AOB的角平分线，平行于OM的单色光在空气中由OA边射入玻璃砖，经OA面折射后的光 线恰平行于OB。贝卩下列说法正确的是（）A .该玻璃的折射率为2B.经OA面折射后的光线射到 AMB面都将发生全反射C .该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等D .该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等解析 依题意作出光路图（图略），由几何知识得，入射角i = 60折射角 尸30 由折射定律n= Sini得n= 3, A项错误；由sinC=1可知，光在此介质中发生

12、全sinn反射的临界角C大于30,经0A面折射后照射到 丽面这一范围的光线可能发生 全反射，经0A面折射后照射到MB范围的光线不能发生全反射，B项错误；光在 不同介质中传播的过程中频率不变，D项正确；若光在真空中的传播速度为 c,则 光在玻璃砖中的传播速度为v = C = c,由v =入可知，该入射光在空气和玻璃砖n 3中的波长不同，C项错误。答案 D11. 如图所示，折射率为.2的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质， 右端垂直 地放置一标尺MN。一细光束以45角入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个 位置出现光点，若两光点之间的距离为 a（图中未画出），则光通过玻璃砖的时间是 多少？（设光

13、在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射 ） 解析 作出光路图如图所示，由光的折射定律有n=sini sinY尸30所以在玻璃砖内的光线与玻璃砖的上表面构成等边三角形，其边长等于a光在玻璃中的速度为v =2a_v2 2ac答案c12. （20佃全国卷I ）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，0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0C的光线从半球面射入，该光线与0C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。解析 如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线

14、相对于0C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y由折射定律有sini= nsinY由正弦定理有sinjsin(i Y2R= R ，由几何关系，入射点的法线与 0C的夹角为i。由题设条件和几何关系有sini = R, 式中L是入射光线与0C的距离。由式和题给数据得 sin尸一打厶，由式和题给数据得n= 2.05 1.43。答案1.4313. （20佃全国卷H ）直桶状容器的高为21，底面是边长为I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

15、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。 解析 设从光源发出直接射到 D点的光线的入射角为ii,折射角为y，在剖面内 做光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接CD，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Y,如 图所示。设液体的折射率为n,由折射定律有nsinb= sinY，nsini2 = sinY，依题意y +y= 90 联立解得，1sin2i1 + sini2i2由几何关系3Isini2 =35,2联立式解得n= 1.55。答案15514. （20佃 全国卷皿）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线00表示光轴（过球心0与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为15。现有一束 平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面 反射后的光线）。求：从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值。R（2）距光轴亍处的入射光线经球面折射后与光轴的交点到0点的距离。解析（1）如图，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i,当i等