2019高三物理一轮复习练习：第十五章 第1讲 光的折射 全反射(附答案解析)

光的折射全反射

A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v＝c

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 D

2．(多选)如图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

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＝2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 BD

3.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，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm 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 ．15°

B ．30°

C ．45°

D ．60°

解析 通过“回归反光膜”的光路图可知入射角i 是折射角γ的2倍，

即i ＝2γ，由折射定律，有n ＝sin i sin γ＝2sin γcos γsin γ

＝2cos γ＝3，得γ＝30°，i ＝2γ＝60°，故D 项正确。

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 A

5．如图所示为一束复色光AO从某一介质射向空气时发生折射的情况，图中入射光束AO与分界面成60°角，折射光束OB与入射光束AO延长线的夹角为15°，折射光束OB与折射光束OC间的夹角也为15°，则以下说法正确的是()

A．OB光的频率大于OC光的频率

B．全反射时OB光的临界角小于OC光的临界角

C．介质对OB光和OC光的折射率之比为6∶2

D．OB光和OC光在介质中的速度之比为6∶2

解析过O点作法线，根据折射定律，对于OB光有n B sin 30°＝sin 45°，对于OC光有n C sin 30°＝sin 60°，解得n B＝2和n C＝3，因为在同一种介质中，介质对频率大的光的折射率也大，故A项错；

根据sin C临＝1

n可知，OB光的折射率较小，其全反射临界角较大，

故B项错；介质对OB光和OC光的折射率之比为6∶3，故C项错；

由公式v＝c

n可知，D项对。

答案 D

6．(2017·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D

7．(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光的折射率较大，由临界

角公式sin C＝1

n，知a光的临界角小，故D项错误。

答案 AC

8．(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O 点为圆心，OO ′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O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β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 ．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑

D ．β<θ<π2

时，光屏上只有1个光斑 解析 当A 光光斑消失时，sin α＝1n A ；当B 光光斑消失时，sin β＝1n B

。由于β>α，故n A >n B ，A 项正确；根据n ＝c v ，得v A

当α<θ<β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β<θ<π2

时，A 、B 两光都发生全反射，光