配套K122019届高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 3 第三节 光

3 第三节 光的折射 全反射
1．(2018·苏锡常镇四市调研)某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图景如图所示．他按正确的方法插了大头针a 、b 、c 、d ．则下列说法中正确的是( )
A ．实验中，入射角应适当大些
B ．该同学在插大头针d 时，使d 挡住a 、b 的像和c
C ．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射
D ．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率
解析：选AB ．入射角应尽量大些，可减小入射角的相对误差，故A 正确；插大头针d 时，使d 挡住a 、b 的像和c ，说明cd 连线在ab 的出射光线上，故B 正确；由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于光在下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，故C 错误；根据实验原理可知，用插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故D 错误．
2．
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：选D ．发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A 错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B 错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C 错误；根据n ＝c v
，光在水中的传播速度较小，选项D 正确．
3．
半圆形玻璃砖横截面如图，AB 为直径，O 点为圆心．在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB 射入玻璃砖，两入射点到O 的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a 、b 两束光( )
A ．在同种均匀介质中传播，a 光的传播速度较大
B ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角大
C ．在真空中，a 光的波长小于b 光波长
D ．让a 光向A 端逐渐平移，将发生全反射
解析：选AD ．由题图可知，b 光发生了全反射，a 光没有发生全反射，即a 光发生全反
射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ，根据sin C ＝1n
，知a 光的折射率小，即n a <n b ，根据n ＝c v ，知v a >v b ，选项A 正确；根据n ＝sin i sin r
，当i 相等时，r a >r b ，选项B 错误；由v a >v b 知其频率关系：f a <f b ，在真空中，由c ＝λf 得，波长关系λa >λb ，选项C 错误；a 光束向A 端平移，射到圆面的入射角增大到大于临界角，发生全反射，故选项D 正确．
4．
如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点．图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是( )
A ．O 1点在O 点的右侧
B ．蓝光从空气中射入水中时，速度变小
C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点
D ．若沿AO 1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点
解析：选BCD ．据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O 1点应在O 点的左侧，故A 错．光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B 对．紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B 点正下方的C 点，故C 对．若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B 点正上方的D 点，故D 对．
5．以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材
料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin i sin r
＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )
解析：选B ．由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．
6．
(2018·宿迁高三调研测试)如图所示为某等腰直角三棱镜ABC 的截面图，一条光线与AB 面成45°入射，已知棱镜材料的折射率n ＝2，求：
(1)光线经过AB 面时的折射角；
(2)通过计算说明光线第一次到达BC 面时能否从BC 面射出．
解析：(1)由题意知入射角为α＝45°
n ＝sin αsin r ＝sin 45°sin r
所以折射角r ＝30°．
(2)以C ＝45°
由几何关系知在BC 面上的入射角大于临界角，所以光线不能从BC 面射出．
答案：见解析。