高中物理—光的折射与全反射测试
光的折射和反射定律练习题折射率和全反射
光的折射和反射定律练习题折射率和全反射光的折射和反射是光学中重要的基础知识，也是应用广泛的物理现象。
通过理解和掌握光的折射和反射定律，我们可以解释和预测光在不同介质中的传播路径和行为。
在这篇文章中，我们将通过一些练习题来加深对光的折射率和全反射的理解。
1. 练习题一：一个光束落在空气和玻璃界面上的折射角分别为30°和45°，求空气与玻璃的折射率。
解答：根据光的折射定律，我们知道折射角的正弦与入射角的正弦比例相等。
设空气的折射率为n1，玻璃的折射率为n2。
根据正弦定律：sinθ1/n1 = sinθ2/n2其中，θ1为入射角，θ2为折射角。
根据已知条件，θ1 = 30°，θ2 = 45°。
代入上述式子，我们可以得到：sin30°/n1 = sin45°/n2将sin30°和sin45°的值代入，得到公式：1/2n1 = √2/2n2化简可得：n1 = √2n2因此，空气与玻璃的折射率之比为√2。
2. 练习题二：一束从水中射入玻璃的光线，发生全反射的情况是什么？解答：全反射是指光在从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时，入射角大于某个临界角时，光将完全反射回原介质中的现象。
根据折射定律sinθ1/n1 = sinθ2/n2，我们可以得到：sinθc/n1 = sin90°/n2其中，θc为临界角，n1为射入介质的折射率，n2为射出介质的折射率。
由于光从水射入玻璃中，水的折射率较大，玻璃的折射率较小，因此sinθc/n1 = sin90°/n2 > 1。
根据正弦函数的定义，sinθc/n1大于1，则θc大于90°。
所以，当光从水中射入玻璃时，入射角大于90°，即光线与法线呈锐角，全反射就会发生。
3. 练习题三：光在空气和水界面之间的临界角是多少？解答：根据折射定律sinθ1/n1 = sinθ2/n2，我们可以得到：sinθc/n1 = sin90°/n2其中，θc为临界角，n1为空气的折射率，n2为水的折射率。
高三物理光的折射、全反射作业
光的折射、全反射一、选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分。
其中1～2题为单选，3～4题为多选)1. (2021·八省联考江苏卷)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A．① B.②C．③ D.④答案 C，n>1，则θ1>θ2，解析光线射入玻璃柱上表面时，根据折射定律n＝sinθ1sinθ2所以折射光线向右偏折；根据折射现象中光路可逆，光线射出玻璃柱下表面时，折射角等于其在上表面的入射角θ1，所以出射光线与入射光线平行，光路图如图所示，故C正确，A、B、D错误。
2. (2020·浙江省宁波市五校适应性考试)如图，AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角θ＝83°，今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖，一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出，不考虑多次反射作用，则玻璃砖的折射率为()A.53 B. 2C. 3D.5 4答案 A解析根据题意，光路图如图所示，因E点为OA的中点，所以光线在AB上的入射角α＝30°，β＝θ＝83°，光线在OB面恰好发生全反射，则光线在玻璃中发生全反射的临界角C＝180°－2α－β＝37°，又sin C＝1n ，解得n＝53，故A正确，B、C、D错误。
3. (2020·江苏省南京市、盐城市二模)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法正确的是()A．该棱镜对单色光a的折射率为 3B．在棱镜中传播，a光的传播速度较大C．a光的频率一定大于b光的频率D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大答案AC解析由几何知识可知，射到E点的单色光a的入射角为i＝60°，折射角为r＝30°，则该棱镜对单色光a的折射率为n＝sin isin r ＝sin60°sin30°＝3，A正确；该棱镜对b光的折射率较小，由v＝cn可知，在棱镜中，b光的传播速度较大，B错误；该棱镜对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光的频率一定大于b光的频率，C正确；a光的频率大于b光的频率，则在空气中，a光的波长小于b光的波长，根据Δx＝ldλ可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小，D错误。
光的反射折射全反射练习题
光的反射折射全反射练习题光的反射、折射和全反射练题1.关于光的折射现象，正确的说法是光的传播方向发生改变，因此答案为选项 C。
2.关于光的反射和折射现象，正确的说法有：光发生反射时，光的传播方向可能偏转 90°，光发生折射时，一定伴随着反射，因此答案为选项 ABC。
3.关于折射率，正确的说法有：介质的折射率与入射角的正弦成正比，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比，因此答案为选项 CD。
4.要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成 90°夹角，则入射角应为 30°，因为 sin 30°=1/2，而玻璃的折射率为n=光在真空中的速度/光在玻璃中的速度=1/1.5=2/3，所以根据折射定律，sinθ2=n12sinθ1，即sinθ2=2/3sin30°，解得sinθ2=1/2，所以θ2=30°。
5.图中判断正确的是 CO 是入射光，OB 为反射光，OA 为折射光，因为入射光线 CO 在界面上发生了反射 OB 和折射OA，符合光的反射和折射定律。
8.光线从真空射入介质，根据偏折定律，sinθ1/n=sinθ2，其中θ1 为入射角，θ2 为折射角，n 为介质的折射率，代入数据可得sinθ2=1/1.73sinθ1，所以θ2<θ1，说明光线向界面法线偏折，因此选项 BCD 均正确。
9.光线 a 的频率比光线 b 高，根据光的色散现象，水对光线 a 的折射率比对光线 b 的折射率小，因为光线 a 的传播速度更快，所以在水中的传播速度也更快，因此选项 AC 均正确。
10.光线由空气透过半圆形玻璃砖时，发生了全反射现象，因为入射角大于临界角，所以光线被完全反射回玻璃中，正确的光路图为选项丙。
当光线由玻璃砖射入空气时，根据折射定律可得sinθ2=n12sinθ1，其中 n12=1.5，θ1=90°-45°=45°，代入求解可得sinθ2=1/1.5sin45°，所以θ2=41.81°，正确的光路图为选项丁。
光的折射与全反射的实验
光的折射与全反射的实验光是我们日常生活中常见的自然现象之一，它具有波粒二象性，同时也表现出许多有趣的光学现象。
其中，光的折射和全反射是我们经常遇到的两种现象。
通过实验，我们可以深入理解和探究光的折射和全反射的特性和规律。
实验材料和设备：平坦的透明玻璃板、直尺、光源、刻度尺、小球体。
实验步骤：1. 准备工作：将透明玻璃板放在平坦的桌面上，并确保表面干净无灰尘。
2. 实验一：光的折射a. 在玻璃板上标出两个点，分别作为光源和观察点。
确保两点之间有足够的距离。
b. 在光源处放置一个小球体，使其成为光线的起点。
c. 将直尺放置在观察点处，成为光线的方向指示器。
d. 开启光源，使光线从光源射向观察点，观察光线经过平面玻璃板后的方向改变。
e. 测量光线的入射角和折射角，并记录数据。
f. 重复实验多次，得到更准确的平均值。
g. 根据测量结果，计算出光线从空气到玻璃的折射率，并验证斯涅尔定律。
3. 实验二：全反射a. 保持实验一的设置不变，在光源处放置一个小球体，观察点处放置直尺。
b. 测量玻璃板的折射率。
c. 逐渐改变入射角，观察和记录当折射角等于90°时的情况。
d. 探讨全反射现象的条件，并记录相关数据。
e. 利用玻璃与空气的折射率计算临界角，并进行实验验证。
实验结果和讨论：1. 光的折射根据我们的实验数据测量结果，我们可以得出光线从空气射入玻璃时会发生折射现象。
折射角度随入射角的变化而变化，并且符合斯涅尔定律。
斯涅尔定律表明，入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在固定关系。
2. 全反射在实验二中，我们观察到当入射角大于某一特定角度（临界角）时，光线在界面上发生全反射。
这是因为当折射角大于90°时，光线无法继续从光疏介质射入光密介质，使光线在界面上完全反射回去。
我们利用折射率计算的临界角与实验测量结果的临界角相吻合，验证了理论的准确性。
结论：通过这个实验，我们深入了解了光的折射和全反射现象的特性和规律。
(完整word版)折射和全反射练习题
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10μm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，那么第一次入射的入射角应是( )A．15° B．30°C．45° D．60°2.三种介质I、II、III的折射率分别为n1、n2和n3，且n1＞n2＞n3，则（）A．光线由介质I入射II有可能发生全反射B．光线由介质I入射III有可能发生全反射C．光线由介质III入射I有可能发生全反射D．光线由介质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、III三种介质中的速度分别为v1、v2和v3，则( )A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3C．v1＞v3＞v2 D．v1＜v3＜v24．一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则 ( )A．介质1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1、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CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的3倍，且与MN所成的角α＝30°.求：透明球体的折射率．6. 一半径为R的1/4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O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3R/2，求出射角θⅡⅢ7.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处反射光和折射光的夹角为________.(如图甲所示)图甲图乙8.如图乙所示，一束波长为0.40 μm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=_______，紫光在玻璃中的传播速度v=_______m/s，紫光在玻璃中的波长λ=________ 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，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光折射率n。
第十四章第1讲 光的折射 全反射--2025版高考总复习物理
[基础落实练]1．(2022·浙江6月卷)如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是()A．气泡表面有折射没有全反射B．光射入气泡衍射形成“亮斑”C．气泡表面有折射和全反射D．光射入气泡干涉形成“亮斑”解析：光线从水进入气泡时，是从光密介质进入光疏介质，满足发生全反射的条件，即气泡看起来很明亮的原因是气泡表面有折射和全反射，A错误，C正确；该现象与干涉和衍射无关，B、D错误。
答案：C2．庄子与惠子游于濠梁之上。
庄子曰：“鯈鱼出游从容，是鱼之乐也。
”人在桥上观鱼()A．人能看到鱼，鱼不能看到人B．人看到的鱼是经反射所成的像C．鱼看到的人的位置比人的实际位置低D．人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高解析：鱼在水中，鱼作为等效光源，是从光密介质进入光疏介质，能够发生全反射，因此，人可能看不到鱼，而人在空气中，人作为等效光源，是从光疏介质进入光密介质，不能够发生全反射，因此，鱼能看到人，A错误；人看到的鱼是经光的折射所成的像，B错误；人在空气中，人作为等效光源，入射角大于折射角，鱼沿折射光线的反向延长线看人，鱼看到的人的位置比人的实际位置高，C错误；同理，人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高，D正确。
答案：D3.(多选)如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ，波长分别为λa 、λb ，该玻璃三棱镜对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ，则()A ．n a >n bB ．n a <n bC ．λa <λbD ．λa >λb解析：由题图可知，两束单色光a 、b 入射角相同时，单色光a 的折射角大，由折射定律n ＝sin i sin r可知，单色光a 的折射率小于单色光b 的折射率，故A 错误，B 正确；由于单色光a 的折射率小于单色光b 的折射率，则单色光a 的频率小于单色光b 的频率，由λ＝c f可知，单色光a 的波长大于单色光b 的波长，故C 错误，D 正确。
光的折射与反射高考题型
光的折射与反射高考题型1. 当光线从空气进入水时，会发生什么现象？2. 下列哪种情况下，光的反射不会发生？3. 光在反射过程中，入射角和反射角的关系是什么？4. 下列哪种情况下，光会形成全反射？5. 光的折射定律是什么？6. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？7. 下列哪种情况下，光的反射是垂直入射的？8. 光在反射过程中，反射光和入射光的关系是什么？9. 下列哪种情况下，光的反射是平行入射的？10. 光的折射定律中的n代表什么？11. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？12. 下列哪种情况下，光的反射不会发生？13. 光在反射过程中，入射角和反射角的关系是什么？14. 下列哪种情况下，光会形成全反射？15. 光的折射定律是什么？16. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？17. 下列哪种情况下，光的反射是垂直入射的？18. 光在反射过程中，反射光和入射光的关系是什么？19. 下列哪种情况下，光的反射是平行入射的？20. 光的折射定律中的n代表什么？21. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？22. 下列哪种情况下，光的反射不会发生？23. 光在反射过程中，入射角和反射角的关系是什么？24. 下列哪种情况下，光会形成全反射？25. 光的折射定律是什么？26. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？27. 下列哪种情况下，光的反射是垂直入射的？28. 光在反射过程中，反射光和入射光的关系是什么？29. 下列哪种情况下，光的反射是平行入射的？30. 光的折射定律中的n代表什么？31. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？32. 下列哪种情况下，光的反射不会发生？33. 光在反射过程中，入射角和反射角的关系是什么？34. 下列哪种情况下，光会形成全反射？35. 光的折射定律是什么？36. 当光从空气进入水时，折射角是怎样的？37. 下列哪种情况下，光的反射是垂直入射的？38. 光在反射过程中，反射光和入射光的关系是什么？39. 下列哪种情况下，光的反射是平行入射的？40. 光的折射定律中的n代表什么？。
全反射测试题
全反射测试题一、全反射选择题1．如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则( )A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失2．如图，一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b为折射光的上下边界，c为反射光，若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，可以观察到各色光在光屏上陆续消失，在光带完全消失之前，下列说法正确的有（）A．c光逐渐变暗B．ab光带逐渐变亮C．a光与b光相比，a光先消失D．单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间3．右图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E､F､G､H将半径OM分成5等份,虚线EE1､FF1､GG1､HH1平行于半径O N,O N边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线( )A．不能从圆弧NF1射出B．只能从圆弧NG1射出C．能从圆弧G H11射出D．能从圆弧1H M射出4．一束白光从顶角为 的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则A．红光最先消失，紫光最后消失B．紫光最先消失，红光最后消失C．紫光最先消失，黄光最后消失D．红光最先消失，黄光最后消失5．如图所示，一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab面入射，有光线从ab面射出。
以O点为圆心，将玻璃砖缓慢转过θ角时，恰好没有光线从ab面射出，则该玻璃砖的折射率为()A．B．C．D．6．如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，将a、b两种单色细光束射入到P 点，入射角为45θ︒=，12AP AD =，若a 光折射后恰好射至AD 面上，b 光从CD 面射出，则（ ）A ．在介质中b 光比a 光速度大B ．a 光在介质中的折射率5n =C ．若要a 光束在AD 面上发生全反射，角θ的范围应满足42ππθ<≤D ．改变入射角θ的大小，b 光一定可以从AD 面射出7．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．单色光1的频率大于单色光2的频率B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．无论怎样改变入射角θ，单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射D ．若让这两束光从同种玻璃射向空气，单色光1的全反射临界角大于光2的全反射临界角8．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与AB 成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示．图丙是这种材料制成的透明体，左侧是半径为R 的半圆柱体，右侧是长为8R ,高为2R 的长方体，一束该单色光从左侧'A 点沿半径方向，且与长方体的长边成37︒角射入透明体．已知光在真空中的传播速度为c ,以下说法中正确的是（ ）A ．该透明材料的临界角是 37︒B ．该透明材料的临界角是 53︒C ．光线在透明长方体中运动的总时间为252RcD ．该透明材料的折射率为539．如图为一玻璃球过球心的横截面，玻璃球的半径为R ，O 为球心，AB 为直径，来自B 点的光线BM 在M 点射出，出射光线平行于AB 。
高中物理【光的折射 全反射】典型题(带解析)
高中物理【光的折射全反射】典型题1．(多选)已知介质对某单色光的临界角为θ，则()A．该介质对此单色光的折射率为1sin θB．此单色光在该介质中传播速度为c sin θ(c为真空中光速)C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的1sin θ解析：选ABC．介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n＝1sin θ，A正确；此单色光在介质中的传播速度v＝cn＝c sinθ，B正确；波长λ＝vf＝c sin θcλ0＝λ0sin θ，C正确；光的频率是由光源决定的，与介质无关，D错误．2．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中正确的是()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：选A．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对，B 错；频率大的光，波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．3．如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()A．λa<λb，n a>n b B．λa>λb，n a<n bC．λa<λb，n a<n b D．λa>λb，n a>n b解析：选B ．一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长．所以λa >λb ，n a <n b .故选项B 正确．4．如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A ＝30°，一束红光垂直AB 边射入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D 点射出时的折射角________(选填“小于”“等于”或“大于”)60°.解析：根据题述和图示可知，i ＝60°，γ＝30°，由折射定律，玻璃对红光的折射率n ＝sin isin γ＝ 3.若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D 点射出时的折射角大于60°.答案：3 大于5．如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中．某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出．若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为( )A ．1＋sin 2θB ．1＋cos 2θC ．1＋cos 2θD ．1＋sin 2θ解析：选D ．设介质中发生全反射的临界角为α，如图．则由全反射临界角与α的关系可知：sin α＝1n.由图，经多次全反射后从右端射出时，入射角和反射角满足关系：n ＝sin θsin ⎝⎛⎭⎫π2－a .联立两式可得n ＝ 1＋sin 2 θ.6.如图，一半径为R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线OO ′表示光轴(过球心O 与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.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：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴R 3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 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 等于全反射临界角i c 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l .i ＝i c ①设n 是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有n sin i c ＝1②由几何关系有sin i ＝l R③ 联立①②③式并利用题给条件，得l ＝23R .④ (2)设与光轴相距R 3的光线在球面B 点发生折射时的入射角和折射角分别为i 1和γ1，由折射定律有n sin i 1＝sin γ1⑤设折射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，由正弦定理有sin ∠C R ＝sin(180°－γ1)OC⑥ 由几何关系有∠C ＝γ1－i 1⑦sin i 1＝13⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC ＝3(22＋3)5R ≈2.74R .⑨ 答案：(1)23R (2)2.74R7．(多选)如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路图如图所示，则下列说法正确的是()A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小B．有可能a是绿光，b是红光C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变D．在真空中，a光的波长比b光的波长长解析：选ACD．由题图可知，b光偏离原来的传播方向较多，玻璃对b光的折射率大，故A正确；玻璃对b光的折射率大，b光的频率高，故B错误；光在不同介质中传播，频率不变，故C正确；根据真空中波速c＝λν，b光频率高，波长短，故D正确．8．如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)．当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度．以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变解析：选C．玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管之外是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管壁中射出．当玻璃管被透明液体包住之后，液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，反射光的强度会减弱，故C 正确．9．(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变短D ．光从空气进入棱镜，波速变小解析：选ACD ．在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由n ＝sin 60°sin 30°可得折射率为3，故A 正确；由几何关系可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式v ＝c n可知，光从空气进入棱镜，波速变小，又v ＝λf ，光从空气进入棱镜，波长变短，故C 、D 正确．10.如图，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．解析：如图，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γ.由折射定律有sin i ＝n sin γ①由正弦定理有sin γ2R ＝sin(i －γ)R 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 ＝L R③ 式中L 是入射光线与OC 的距离，L ＝0.6R .由②③式和题给数据得sin γ＝6205④ 由①③④式和题给数据得n ＝ 2.05≈1.43答案： 2.05(或1.43)11．如图所示，在注满水的游泳池的池底有一点光源A ，它到池边的水平距离为3.0 m ．从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43.(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m ．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．解析：(1)光由A 射向B 恰好发生全反射，光路如图甲所示．甲则sin θ＝1n ，得sin θ＝34又|AO |＝3 m ，由几何关系可得：|AB |＝4 m ，|BO |＝7 m ，所以水深7 m.(2)光由A 点射入救生员眼中光路图如图乙所示．乙由折射定律n ＝sin 45°sin α可知sin α＝328tan α＝323＝32323 设|BE |＝x ，由几何关系得tan α＝|AQ ||QE |＝3 m －x 7 m代入数据得x ＝⎝⎛⎭⎫3－316123 m ≈1.3 m ， 由几何关系得，救生员到池边的水平距离为 |BC |＝2 m －x ≈0.7 m答案：(1)7 m (2)0.7 m。
高中物理选修3-4光的折射和全反射
第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、选择题（题型注释）1.（单选）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已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. 2B. 1.5C. 3D. 22.如图所示是一种折射率3n的棱镜。
现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小i＝60°，求：（1）光在棱镜中传播的速率；（2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程。
3.（多选）一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面，则下列说法正确的是:（）A．当入射角大于450时会发生全反射B．无论入射角多大，折射角都不会超过450C．入射角为450时，折射角为300D．当入射角为arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题（题型注释）4.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB 面的夹角α= 60°．已知这种玻璃的折射率n =2，则：①这条光线在AB面上的的入射角为；②图中光线ab （填“能”或“不能”）从AC面折射出去．5.如图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC．现在有一束单色光从空气中以θ=45°的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15°，然后光线射到AC 面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射率为________，全反射的临界角为_________，角∠A=________.6.如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像__________________，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3________，P4________.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45°.则该透光物质的折射率n＝________，并在图中画出正确完整的光路图．评卷人得分三、实验题（题型注释）评卷人得分四、计算题（题型注释）7.如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，画出这束光进入棱镜后的光路图（要求必须有计算步骤）8.知光线自空气射入甲介质中，入射角为60°，折射角为30°；光线从乙介质射入空气，入射角为45°，折射角为60°，求：（1）甲、乙两种介质的折射率之比n甲∶n乙；（2）光在甲、乙两种介质中的光速之比v甲∶v乙9.如图所示，真空中有一个半径为R，折射率为n＝2的透明玻璃球．一束光沿与直径成θ0＝45°角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光线在玻璃球中的传播时间．10.如图所示，真空中有一个半径为R，折射率为n＝2的透明玻璃球．一束光沿与直径成θ0＝45°角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光线在玻璃球中的传播时间．11.一棱镜的截面为直角三角形ABC ，∠A=30o ，斜边AB=a 。
第62讲 光的折射 全反射(练习)(解析版)-2025版高考物理最新模拟精练+真题实战演练
第62讲光的折射全反射（模拟精练+真题演练）1．（2023·河北秦皇岛·青龙满族自治县第一中学校联考三模）透明半圆柱体的横截面为圆心为O 、半径为R 的半圆，如图所示。
用红色激光垂直直径MN 方向照射半圆柱体，入射点从O 点右移至右侧半径中点A 时，从上方弧面B 点出射的光线恰好消失；入射激光绕A 点逆时针转至α角（未知）时，从上方弧面出射的光线恰好与在A 点的入射光线平行。
已知真空中的光速为c ，半圆柱体周围可视为真空，则（）AB ．从A 点垂直入射的光线在半圆柱体内的传播时间为2cC ．从A 点以α角入射时，上方弧面的出射光线一定过O 点正上方的P 点D ．从A 点以α角入射时，在柱体内的折射角β（未画出）的正弦值为12【答案】C【详解】A ．光线从弧面上方恰好消失，则OBA ∠恰好为全反射的临界角C ，由几何关系易知1sin 2C =可得折射率12sin n C==，A 错误；B ．从A 点垂直入射时，在B 点恰好全反射,根据几何关系，刚好到达直径左端点M ，光线在半圆柱体内传播的路程s ==2c c v n ==传播时间s t v ==B 错误；C ．根据从弧面上方出射的光线与在A 点的入射光线平行，由光路可逆易知，两光线与法线的夹角相等均为α，法线也平行，故出射点只能在圆心O 点正上方的P 点，C 正确；D ．由C选项分析可得12sin R β=，D 错误。
故选C 。
2．（2024·浙江·校联考模拟预测）某半径为r 的类地行星表面有一单色点光源P ，其发出的各方向的光经过厚度为)1r 、折射率为n =2的均匀行星大气层（图中阴影部分）射向太空。
取包含P 和行星中心O 的某一截面如图所示，设此截面内一卫星探测器在半径为2r 的轨道上绕行星做匀速圆周运动，忽略行星表面对光的反射，则（）A．大气外表面发光区域在截面上形成的弧长为3rB ．卫星探测器运行时，任意时刻只能在轨道上某部分观测到光，这部分轨道弧长为23r πC ．若该行星没有大气层，则卫星探测器运行时，在轨道上能观测到光轨道弧长与有大气层时的光轨道弧长相同D ．若探测器公转方向和行星自转的方向相同，探测器接收到光的频率一定大于光源发出的频率【答案】C【详解】A ．根据全反射临界角与折射率的关系有1sin n C=解得30C = 点光源发出的光在圆弧面时恰好发生全反射时，作出示意图如图所示由几何关系有)1sin sin 30r r r α+=，18030βα=-- 解得135α= ，15β= 则大气外表面发光区域在截面上形成的弧长为()22360r r βπ⨯+-=故A 错误；B ．根据上述，结合几何关系有45θγ== 则卫星探测器运行时，任意时刻只能在轨道上某部分观测到光，这部分轨道弧长为224223603rr γβππ+⨯⋅= 故B 错误；C ．根据上述可知，有大气层时，，在轨道上能观测到光轨道弧长对应的圆心角为22120γβ+= 若该行星没有大气层，过P 点做切线，与卫星轨道相交，由于11cos 22r r θ==即有160θ= 则卫星探测器运行时，在轨道上能观测到光轨道弧长对应的圆心角为12120θ=可知若该行星没有大气层，则卫星探测器运行时，在轨道上能观测到光轨道弧长与有大气层时的光轨道弧长相同，故C 正确；D ．若探测器公转方向和行星自转的方向相同，探测器接收到光的频率不一定大于光源发出的频率，根据多普勒效应可知，当探测器与点光源P 相对靠近时，探测器接收到光的频率大于光源发出的频率，当探测器与点光源P 相对远离时，探测器接收到光的频率小于光源发出的频率，故D 错误。
第一讲光的折射和全反射(原卷版+解析)
第一讲 光的折射和全反射➢ 知识梳理一、光的折射定律 折射率 1．折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 12。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
2．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2。
(3)计算公式：n ＝cv，因为v ＜c ，所以任何介质的折射率都大于1。
(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。
二、全反射 光导纤维1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象叫作全反射。
2．条件(1)光从光密介质射入光疏介质。
(2)入射角大于或等于临界角。
3．临界角：折射角等于90°时的入射角。
若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，则sin C ＝1n 。
介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
4．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射，如图所示。
考点一、折射定律及折射率的理解与应用1．对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v ＝cn.(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折例1、(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O 和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为90°，则()A．光盘材料的折射率n＝2B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度D．光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度例2、(2019·全国卷Ⅰ)如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m 。
光的折射与全反射实验研究光的折射和全反射现象
光的折射与全反射实验研究光的折射和全反射现象折射和全反射是光在不同介质之间传播时所呈现的现象。
本实验旨在研究光在不同介质之间的折射行为，并观察全反射现象。
通过实验，我们可以更好地理解光的传播规律以及折射和全反射的原理。
实验材料：1. 粗盐2. 透明容器（水杯或烧杯）3. 尺子4. 手电筒或激光笔实验步骤：1. 准备一个透明容器，并将其填满水。
2. 取一个手电筒或激光笔，将其打开并对准水的边缘，使光线垂直射入水中。
3. 观察光线从空气进入水的瞬间，光线的路径是否发生了改变？如果改变了，改变的角度是多少？4. 将水杯倾斜一定的角度，再次将光线射入水中，观察光线的路径是否发生了变化，改变的角度是多少？5. 将盐倒入透明容器中，观察光线在含有盐的水中的折射现象。
实验结果与讨论：光线在从空气射入水中时，会发生折射现象。
实验观察到，光线射入水中后发生了偏折，与入射角度不同。
入射角度与折射角度之间存在一定的关系，即折射定律。
根据折射定律，我们可以计算出入射角度和折射角度之间的关系。
当入射角度小于一个临界角时，光线会发生全反射现象。
临界角是指光从光密介质射入光疏介质时，使得折射角等于90°的入射角度。
此时光线不再经过折射，而是完全反射回原介质中。
在实验中，当我们倾斜透明容器时，可以观察到光线的折射角度随之改变。
此外，加入盐可以使水的折射率增加，从而改变光线在水中的传播特性。
结论：通过本实验，我们可以得出以下结论：1. 光在不同介质中传播时，会发生折射现象。
2. 入射角度与折射角度之间存在一定的关系，即折射定律。
3. 光在从光密介质射入光疏介质时，当入射角小于一个临界角时，会发生全反射现象。
4. 改变介质的折射率可以影响光的传播路径。
通过这个实验，我们更深入地了解了光的折射和全反射现象，加深了对光的传播规律的理解。
这些现象和定律在实际应用中有着广泛的应用，例如在光纤通信和显微镜等领域。
通过进一步研究和实验，我们可以探索更多与光相关的奥秘，为科学技术的发展做出贡献。
北京专用2025版高考物理总复习第十五章第1讲光的折射全反射和色散精练含解析
第1讲光的折射全反射和色散A组基础巩固1.(2024海淀一模)如图所示,让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上,在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。
渐渐增大入射角,视察反射光线和折射光线的变更。
关于该试验现象,下列说法正确的是( )A.反射光线和折射光线都沿顺时针方向转动B.反射光线和折射光线转过的角度相同C.在还未发生全反射的过程中,反射光越来越强D.最终反射光完全消逝答案 C 增大入射角,反射光线沿逆时针方向转动,折射光线沿顺时针方向转动,A错误。
当入射角从0增大到临界角时,反射光线转过的角度为临界角,而折射光线转过了90°,B错误。
未发生全反射前,入射角越大,反射光越强,折射光越弱,C正确。
发生全反射时,折射光消逝,反射光最强,D错误。
2.(2024东城一模)如图所示,将一个半圆形玻璃砖置于空气中,当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时,下列状况不行能发生的是( )答案 B 光由空气斜射入玻璃时折射角小于入射角,A正确,B错误。
C、D选项中,光由空气进入玻璃入射角为零,折射角为零,再由玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,也可能发生全反射,C、D正确。
3.(2024朝阳二模)对于红、蓝两种单色光,下列说法正确的是( )A.在水中红光的传播速度较大B.在水中蓝光的传播速度较大C.在真空中红光的传播速度较大D.在真空中蓝光的传播速度较大答案 A 各种色光在真空中传播速度都相同,为c=3×108 m/s,由色散规律可知水对蓝光的折射率大,由n=cc可知A对。
4.(2024丰台一模)已知一束可见光m是由a、b、c三种单色光组成的,光束m通过三棱镜的传播状况如图所示,则比较a、b、c三种单色光,下列说法正确的是( )A.a色光的折射率最大B.c色光的频率最小C.b色光在玻璃中的传播速度最大D.c色光发生全反射的临界角最小答案 D 由白光通过玻璃三棱镜后形成色散现象可知,a色光相当于红光,b色光相当于绿光,而c色光相当于紫光,易知B项错误;由折射率的定义易知A项错误;由n=cc 可知C项错误;由sin C=1c可知D项正确。
高中物理选择性必修一《光的折射和全反射》单元测试题(最新试题含答案)
高中物理选择性必修一单元测试题《光的折射和全反射》（最新试题含答案）一、单选题（本大题共12小题，共48分）1.关于光的折射现象，下列说法中正确的是A. 折射角一定小于入射角B. 折射率跟折射角的正弦值成反比C. 折射率大的介质，光在其中的传播速度小D. 折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍2.下列关于光学现象的说法正确的是A. 海市蜃楼是因为光的色散B. 雨后的彩虹是由于七色光对水滴的折射率不同发生了光的色散的结果C. 红光进入水中，其频率和传播速度都会变小D. 用于传输信号的光纤利用了光的全反射，且内芯的折射率要小于外套的折射率3.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时，若黄光恰好发生全反射，则A. 绿光一定能发生全反射B. 红光一定能发生全反射C. 三种单色光相比，红光在介质中的传播速率最小D. 红光在介质中的波长比它在空气中的波长长4.如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，则介质的折射率为( )A. B. C. D.5.如图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心。
下列情况可能发生的是A. B. C. D.6.如图，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光，则A. 玻璃砖对a光的折射率为1.5B. 玻璃砖对a光的折射率为C. b光在玻璃中的传播速度比a光大D. b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小7.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，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．下列关于光导纤维的说法中正确的是．A. 波长越短的光在光纤中传播的速度越大B. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大C. 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D. 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8.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。
光的折射和全反射练习
题型1、折射定律的理解与运用问题：例1、如图所示为安全门上的观察孔，直径ab 为4cm ，门的厚度ac 为3.464cm ．为了扩大向外观察的范围，将孔中完全嵌入折射率为3的玻璃．求（1）嵌入玻璃后向外观察视野的最大张角；（2）当视野扩大到180°时，嵌入玻璃的折射率．解析：（1）向外观察的张角最大时，在cd 的中点e 点观察，b 为入射点，be 为折射线，求出i 即可。
由图知：cm 4cm 2464.3)ed ()bd (be 2222=+=+=，23r sin n i sin ,n rsin i sin .21beed r sin =====得由，即︒=60i ，最大张角︒=120i 2。
（2）视野扩大到180°时，即入射角为90°，求出此时的r 即可。
nrsin 90sin =︒，即230sin 1n =︒=。
变式例2、如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况，已知池宽为L ，照明灯到池底的距离为H 。
若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为2H时，池底的光斑距离出液口4L。
（1）试求当液面高为H32时，池底的光斑到出液口的距离x 。
（2）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以A v 的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率x v 。
解析：（1）如图所示，由几何关系可知H L hlx =+。
由折射定律2222hl l n HL L+⋅=+，代入hH2L x ,HL H 4L n 4L l ,2H h 2222⋅=++===得代入H32h =，解得3L x =。
（2）设经时间t ，则液面下降了t v h ，此时)t v h (H2L 'x h -=，光斑移动距离为)t v h (H2L h H2L 'x x t v h x --=-=，即hx h x v H2L v ,t v H2L t v ==。
问题2、视深的计算问题：例3、如图所示，有人在游泳池岸边“竖直”向下观察池水的深度，池水的视深为h ，已知水的折射率为34，那么池水的实际深度H=_____。
光的折射全反射经典练习
光学——光的折射问题1、（单选）如图所示，一束复色光从空气射入水面，进入水中分成a 、b 两束．已知它们与水面间的夹角分别是α、β，则a 、b 两束光在水中的传播速度之比v av b为( ) A.sin α B.sin β C.cos α D.cos β2、（多选）如图所示，块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L ，玻璃砖的折射率n=，若光从上表面AB 射入的人射角i=60°，光在真空中的光速为c ，则（ ）A 折射角r=30°B 光在玻璃中传播的时间为C 光在玻璃中传播的时为D 改变入射角i ，光在下表面CD 可能发生全发射AC 解析解：A 、由n=得：sinr==0.5，得 r=30°．故A 正确．B 、C 、光在玻璃中传播的速度为 v=，由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为S=则光在玻璃中传播的时间为 t=，故B 错误，C 正确．D 、由于光在CD 面上的入射角等于光在AB 面上的折射角，根据光路可逆性原理得知光一定能从CD 面射出，故D 错误．故选：AC ．3、（单选）如图所示，一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上，将它的前、后两个边界PQ 、MN 记录在纸面上．若单色光沿纸面从真空中以入射角i ＝60°从MN 表面射入时，光通过玻璃砖的时间为t ；若保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖，光通过PQ 、MN 之间的区域的时间也为t ，那么，这块玻璃砖对该入射光的折射率为( )4、一半径为R 的4O 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，光在真空中的传播速度为c ，求： （i ）出射角θ； （ii ）光穿越球体的时间。
5、如图，为某种透明材料做成的三棱镜横截面，其形状是边长为a 的等边三角形，现用一束宽度为a 的单色平行光束，以垂直于BC 面的方向正好入射到该三棱镜的AB 及AC 面上，结果所有从AB 、AC 面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC 面．试求：（1）该材料对此平行光束的折射率；（2）这些到达BC 面的光线从BC 面折射而出后，如果照射到一块平行于BC 面的屏上形成光斑，则当屏到BC 面的距离d 满足什么条件时，此光斑分为两块？解：（1）由于对称性，我们考虑从AB 面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC 面的，由对称性不难得出，光线进入AB 面时的入射角α和折射角β分别为：α=60°，β=30° 由折射定律，材料折射率n====（2）如图O 为BC 中点，在B 点附近折射的光线从BC 射出后与直线AO 交于D ，可看出只要光屏放得比D 点远，则光斑会分成两块．由几何关系可得：OD= a所以当光屏到BC 距离超过a 时，光斑分为两块．6、如图所示，△ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角∠BAC=30°，AB 边的长度为L ，P 为垂直于直线BCD 的光屏，P 屏到C 的距离为L ．一宽度也为L 的平行单色光束垂直射向AB 面，在屏上形成一条宽度等于32AB 的光带，已知光速为c ，求：Ⅰ．棱镜的折射率；Ⅱ．沿BC 边入射的光线从照射到玻璃砖到射到屏P 上所用的时间． 解：（1）平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如下图所示． 图中θ1、θ2为AC 面上入射角和折射角，根据折射定律，有nsinθ1=sinθ2，设出射光线与水平方向成α角，则θ2=θ1+α 而AC 1=BC=ABtan∠BAC；可得：tanα===． 解得α=30°，因θ1=30°则有θ2=60°，因此n==（2）由上图可知，光线在玻璃中传播时间t 1=；而在空气中传播时间t 2=；因此所用的时间t=t 1+t 2==光学——光的全反射问题1、（多选）如图所示，MM ′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，那么根据该光路图做出下列判断中正确的是：（ ） A ．该介质的折射率为22B ．光在介质中的传播速度23c (c 真空中光速) C ．光线从介质射向空气时有可能发生全反射 D ．光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45°2、（单选）如图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON ，ON 边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n ＝5/3，若平行光束垂直入射并覆盖OM ，则光线：（ ）A ．不能从圆弧NF 1射出B ．只能从圆弧NG 1射出C ．能从圆弧G 1H 1射出D ．能从圆弧H 1M 射出 【答案】B3、如图，一半径为R 的玻璃半球，O 点是半球的球心，虚线OO ′表示光轴（过球心O 与半球底面垂直的直线）。
高二物理光的全反射试题答案及解析
高二物理光的全反射试题答案及解析1.如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。
一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。
若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。
在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光【答案】C【解析】在光带未完全消失之前，反射过来的光逐渐增多，折射的光逐渐减少，故反射光的强度逐渐增强；光屏上最先消失的光是折射率最大的光，而紫光的折射度是最大的，故最先消失的光是紫光，C正确。
【考点】光的全反射。
2.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】A【解析】作出光路图如图所示，根据折射率定义有，sin ∠1＝nsin ∠2，nsin ∠3＝1，已知∠1＝45°，∠2＋∠3＝90°，解得：n＝.3.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，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．下列关于光导纤维的说法中正确的是()．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【答案】A【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对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．4.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则()．A．该棱镜的折射率为B．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【答案】AC【解析】由几何知识可知三角形EBF为等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60°，折射角为30°，由折射定律可知n＝＝，A正确；光射在F点时，入射角为30°，故不发生全反射，折射角为60°，B、D错；光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C正确．5.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()．A．减弱，紫光B．减弱，红光C．增强，紫光D．增强，红光【答案】C【解析】光在传播时随入射角增大，反射光能量增强，折射光能量减少．根据能量守恒定律可知，当折射光线变弱或消失时反射光线的强度将增强，故A、B两项均错；在七色光中紫光频率最大且最易发生全反射，故光屏上最先消失的光是紫光，故C项正确，D项错误．6.如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为()．A．30°B．45°C．60°D．90°【答案】BD【解析】因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足sin C＝，所以C＝45°.作光路图如图所示．因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i＝60°＞C，故在AB面上发生全反射，反射光线射到AC面时，可知入射角α＝30°＜C，所以在AC面上既有反射光线又有折射光线．由n＝得sin r＝，r＝45°，所以该折射光线与棱镜AC面夹角为45°；又因从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为90°.7.下列说法正确的是A．在观察光的衍射实验中，下图所示的图样是不透明的小圆板的衍射图样B．紫外线的波长比伦琴射线的波长长，有很强的热效应和荧光效应C．光纤通信是应用激光亮度高的特点对信号进行调制来传递信息D．当日光灯启动时，旁边的收音机会发出“咯咯”声，这是由于电磁波的干扰造成的【答案】D【解析】不透明的小圆板的衍射图样是整体阴影，中心处有个亮斑（泊松亮斑）的图样，A中是小圆孔的衍射图样，故A错；紫外线有很强的热效应和荧光效应，红外线有很强的热效应，B错；光纤通信是应用光从光密介质射入光疏介质时发生的全反射来传递信息的，C错；日光灯启动时，镇流器产生自感现象，在周围空间激发电磁波，干扰相关设备，D对。
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光的折射与全反射（一）测试
A 卷
一、选择题
1、目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务. 关于光纤通信的下列说法, 正确的是（）
A．光纤通信利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理
C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝2、如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上的同一点，且都垂直AB边射出三棱镜（）
A．a光的频率高B．b光的波长大C．a光穿过三棱镜的时间短D．b光穿过三棱镜的时间短
3、两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2 , 用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2 分别表示两单色光在水中的传播速度，则（）
A．n1< n2，v1<v2 B．n1< n2，v1> v2C．n1>n2，v1<v2D．n1> n2，v1> v2
4、在光谱图上有一种称为“太赫”(terahertz)的辐射，它介乎微波和红外线之间，具有很强的穿透能力.英国物理学家林菲尔德发现，太赫光的用途强大，由医学研究至侦测大气中的化学物质. 关于“太赫”辐射与微波、红外线的论述，下列正确的有()
A．太赫辐射的波长比微波长B．太赫辐射的光子能量比微波光子大
C．太赫辐射的衍射能力比红外线强D．太赫辐射与红外线相遇能发生干涉现象
5、如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是（）
A．红光偏折最大，紫光的偏折最小B．红光偏折最小，紫光的偏折最大
C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大
6、“井底之蛙”这个成语常被用来讽刺没有见识的人，现有井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底各有一只青蛙（青蛙位于井底中央处），则（）
A．枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大
B．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小
C．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
D．两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
7、光导纤维的结构示意图如图所示，它由折射率为的材料制成内芯，在外层包上折射率为的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射. 下列说法中正确的是（）
A．内芯和外套的折射率应满足>B．内芯和外套的折射率应满足<
C．从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能无能量损失地传播
D．从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能无能量损失地传播
8、如图，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面，且°，在整个AC面上有一束垂直于AC的平行光线射入，已知这种介质的折射率n>2 ，则（）
A．可能有光线垂直AB面射出B．一定有光线垂直BC面射出
C．一定有光线垂直AC面射出D．从AB面和BC面出射的光线能会聚一点
9、“量子点”(quantum dots)是直径数量级为纳米的微粒，其直径相当于人体头发直径的八万分之一, 它们可吸收紫外光，之后根据量子点大小反射出不同颜色的可见光, 2nm的量子点吸收紫外光后可反射出绿光，下列论述正确的是()
A．真空中紫外光的波长比绿光长B．紫外光的光子能量比绿光大
C．紫外光和绿光相遇能发生干涉现象
D．紫光照射某种防伪标志时能显示图象，绿光照射该标志也一定能显示
10、如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反
射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45°(相应的折射角为24°)．现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图画轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则()
A．光束1转过15°B．光束1转过30°
C．光束2转过的角度小于15°D．光束2转过的角度大于15°
B卷
二、解答题
11、学校开展研究性学习，物理探究小组的同学根据所学光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器, 如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2的位置不变, 每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与一直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2, 同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．
(1) 若∠AOF =30°，∠P3 OC =30°，则P3处所刻折射率的值为__________.
(2) 图中P3、P4两位置, 哪一处所对应的折射率值大答：____________.
12、如图所示，在一块薄圆木板的圆心处垂直于板插入一根大头针，将板浮于水面．观察者在水面附近恰好看不到浸在水中的大头针的针头C，已知圆木板直径为d，大头针OC长为h，求水的折射率n =_________．
13、一直角三棱镜，截面如图所示，∠A＝30°，∠C＝90°，BC边长为2L, 一面大光屏MN平行于BC，
离BC距离为2L处竖直放置，玻璃镜折射率n=，一束平行光平行AC射到AB面上．求：
(1) 屏上被照亮部分的竖直长度;(2) 屏在什么位置时可消除中间阴影;
14、如图所示用某种透明材料制成一块等腰直角棱镜，其顶点为A、B、C，使光线从AB面入射，调整到入射角θ取某个特殊值，恰能使它射入棱镜后在AC面上满足全反射临界条件。
试求此材料的折射率n的大小。
15、雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d, 水的折射率为n．
(1) 在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图．
(2) 求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．
§7测试答案
一、答案：1-5 AD C B B B 6-10 C AD BC AD BC
11：(1)
(2) O P4与OE的夹角要比OP3与OE的夹角大，故P4处所对应的折射率值大．
提示：（1）本题的折射角为∠AOF=30°，而入射角应是∠EOP3=90°- 30°=60°，故该液体的折射率
=.)
（2）O P4与OE的夹角要比OP3与OE的夹角大，故P4处所对应的折射率值大．
12：
解析：设临界角为C, ,
13：(1) 如图所示, 平行于AC的光线进入三棱镜后被DE分成两部分,AD部分光线向上折射，DB部分光线向下折射，MN上被照亮的长度在a l、a2间和b1、b2间，其长度为：.
(2) 当光屏移到F处时屏上阴影消失，此时MN跟BC的距离为．
14：依题意画光路如下图，设光从AB面进入棱镜的入射角为θ时，对应的折射角为θ1，折射光线DE射到AC界面时入射角为θ2，此时光线恰沿AC面射出。
设折射率为n，在△ADE中，
得
,
,
据题意，则,
所以,
据折射率定义式得, 由以上二式解得: .
15：(1) 光路如图1所示．
(2) 以i、r表示入射光的入射角、折射角，由折射定律, 以表示每一次偏转的角度，如图2，由反射定律、折射定律和几何关系可知,
由以上各式解得, ,.。