高考物理一轮复习第十六章光与电磁波相对论简介第1讲光的折射全反射课件
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第十六章
光与电磁波 相对论简介 第1讲 光的折射、全反射
板块三 限时规范特训
时间：45 分钟
源自文库
满分：100 分
一、选择题(本题共 8 小题，每小题 8 分，共 64 分。其 中 1～5 为单选，6～8 为多选)
1.如图所示，一束光从空气垂直射到直角三棱镜的界面 AB 上，棱镜材料的折射率为 1.414，这束光线从 BC 边射出 棱镜后与界面 BC 的夹角为 ( )
3．空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平射入 其中，如图所示。n 甲、n 乙和 n 丙分别表示水对甲光、乙光 和丙光的折射率。则以下表述正确的是( )
A．n 甲>n 乙>n 丙 B．波长 λ 的关系 λ 甲<λ 乙<λ 丙 C．频率 ν 的关系 ν 甲>ν 乙>ν 丙 D．光由水珠出射到空气的折射角关系 θ 甲＝θ 乙＝θ 丙
4．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率 n 的装置示意图。他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后， 他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦(sinr)与入 射角正弦(sini)的关系图象。则下列说法正确的是( )
A．该玻璃的折射率 n＝23 B．该玻璃的折射率 n＝1.5 C．光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波频率变为原 来的23倍 D．光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波波长变为原 来的 1.5 倍
A．90° B．60° C．30° D．45°
解析
由
sinC＝n1＝
1得 2
C＝45°，如图所示，则光在
AC 界面射向真空时发生全反射。由几何关系可求得在 BC
面的入射角 i＝30°，由折射定律 n＝ssiinnri得 sinr＝nsini＝
2·sin30°＝ 22，所以 r＝45°，则这束光线从 BC 边射出棱 镜后与界面 BC 的夹角为 45°，故 D 正确。
解析 由题图可知，丙光的偏折最大，折射率最大，甲 光的偏折最小，折射率最小，A 错误；根据频率与波长的关 系，丙光的波长最小，甲光的波长最大，B 错误；根据折射 率与频率的关系，频率越大，折射率越大，知丙光的频率最 大，甲光的频率最小，C 错误；如图所示，由几何知识可知， 光从水珠到空气的入射角 i′与光从空气到水珠的折射角 r 相等，又 n＝ssiinnri＝ssinini′θ ，故 θ＝i，三种光从空气到水珠的 入射角 i 相同，所以由水珠出射到空气的折射角关系 θ 甲＝θ 乙＝θ 丙，D 正确。
A．光由 A 经 O 到 B，n＝1.5 B．光由 B 经 O 到 A，n＝1.5 C．光由 A 经 O 到 B，n＝0.67 D．光由 B 经 O 到 A，n＝0.67
解析 在本题中，介质折射率为空气中角度的正弦和 介质中角度的正弦之比，则 n＝ssiinnri＝00..96＝1.5。由题给信 息知入射角为 i，i<r，故光线是从 B 经 O 到 A，B 正确。
解析 由折射定律 n＝ssiinnri可知，折射角正弦(sinr)与入 射角正弦(sini)的关系图象的斜率的倒数表示折射率，所以 n ＝32＝1.5，A 错误，B 正确；光由空气进入该玻璃砖中传播 时，光波频率不变，由 n＝vc＝λλ12可知，光波波长变为原来 的23，C、D 错误。
5．[2016·四川高考]某同学通过实验测定半圆形玻璃砖 的折射率 n。如图甲所示，O 是圆心，MN 是法线，AO、 BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路 径。该同学测得多组入射角 i 和折射角 r，作出 sini-sinr 图 象如图乙所示。则( )
行，C 正确；因为 a 光的折射率较大，由临界角公式 sinC ＝n1知，a 光的临界角较小，D 错误。
7.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 AB 边的夹角为 θ＝30°，E、F 分别为边 AB、BC 的中点，则( )
A．该棱镜的折射率为 3 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
8.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 AO1 方向(O1 点在分界面上，图中 O1 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 ()
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，A 正确；λ＝cν，a 光的频率较大，则波长较小，B 错误；根据 几何知识可知 a、b 两色光在玻璃砖上表面的折射角与经反 射层反射后在上表面的入射角分别相等，介质对两色光的折 射率均不变，故两色光在玻璃砖上表面出射时的折射角与开 始时从空气中入射时的入射角相等，故出射光束一定相互平
2．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为 该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是 ()
解析 光沿玻璃砖截面半径射向 O 点，在界面处，入 射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中 的折射角大于入射角，A 正确，C 错误；光由空气射向玻璃 砖时，不会发生全反射，在玻璃中的折射角应小于入射角， B、D 错误。
解析 在 E 点作出法线可知入射角为 60°，由几何知识 可知，折射角为 30°，故折射率为 n＝ssiinn6300°°＝ 3，A 正确； 由光路的可逆性可知，在 BC 边上的入射角为 30°，小于临 界角，不会发生全反射，B 错误；根据公式 v＝nc和 v＝λf 可得 λ 空>λ 介，C 正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边 偏折，不会与入射到 E 点的光束平行，D 错误。
6.[2017·乐山二模]如图所示，一束光包含两种不同频率 的单色光，从空气射向两面平行的玻璃砖的上表面，玻璃 砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻 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
光与电磁波 相对论简介 第1讲 光的折射、全反射
板块三 限时规范特训
时间：45 分钟
源自文库
满分：100 分
一、选择题(本题共 8 小题，每小题 8 分，共 64 分。其 中 1～5 为单选，6～8 为多选)
1.如图所示，一束光从空气垂直射到直角三棱镜的界面 AB 上，棱镜材料的折射率为 1.414，这束光线从 BC 边射出 棱镜后与界面 BC 的夹角为 ( )
3．空气中悬浮着一颗球形小水珠，一缕阳光水平射入 其中，如图所示。n 甲、n 乙和 n 丙分别表示水对甲光、乙光 和丙光的折射率。则以下表述正确的是( )
A．n 甲>n 乙>n 丙 B．波长 λ 的关系 λ 甲<λ 乙<λ 丙 C．频率 ν 的关系 ν 甲>ν 乙>ν 丙 D．光由水珠出射到空气的折射角关系 θ 甲＝θ 乙＝θ 丙
4．图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率 n 的装置示意图。他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后， 他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦(sinr)与入 射角正弦(sini)的关系图象。则下列说法正确的是( )
A．该玻璃的折射率 n＝23 B．该玻璃的折射率 n＝1.5 C．光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波频率变为原 来的23倍 D．光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波波长变为原 来的 1.5 倍
A．90° B．60° C．30° D．45°
解析
由
sinC＝n1＝
1得 2
C＝45°，如图所示，则光在
AC 界面射向真空时发生全反射。由几何关系可求得在 BC
面的入射角 i＝30°，由折射定律 n＝ssiinnri得 sinr＝nsini＝
2·sin30°＝ 22，所以 r＝45°，则这束光线从 BC 边射出棱 镜后与界面 BC 的夹角为 45°，故 D 正确。
解析 由题图可知，丙光的偏折最大，折射率最大，甲 光的偏折最小，折射率最小，A 错误；根据频率与波长的关 系，丙光的波长最小，甲光的波长最大，B 错误；根据折射 率与频率的关系，频率越大，折射率越大，知丙光的频率最 大，甲光的频率最小，C 错误；如图所示，由几何知识可知， 光从水珠到空气的入射角 i′与光从空气到水珠的折射角 r 相等，又 n＝ssiinnri＝ssinini′θ ，故 θ＝i，三种光从空气到水珠的 入射角 i 相同，所以由水珠出射到空气的折射角关系 θ 甲＝θ 乙＝θ 丙，D 正确。
A．光由 A 经 O 到 B，n＝1.5 B．光由 B 经 O 到 A，n＝1.5 C．光由 A 经 O 到 B，n＝0.67 D．光由 B 经 O 到 A，n＝0.67
解析 在本题中，介质折射率为空气中角度的正弦和 介质中角度的正弦之比，则 n＝ssiinnri＝00..96＝1.5。由题给信 息知入射角为 i，i<r，故光线是从 B 经 O 到 A，B 正确。
解析 由折射定律 n＝ssiinnri可知，折射角正弦(sinr)与入 射角正弦(sini)的关系图象的斜率的倒数表示折射率，所以 n ＝32＝1.5，A 错误，B 正确；光由空气进入该玻璃砖中传播 时，光波频率不变，由 n＝vc＝λλ12可知，光波波长变为原来 的23，C、D 错误。
5．[2016·四川高考]某同学通过实验测定半圆形玻璃砖 的折射率 n。如图甲所示，O 是圆心，MN 是法线，AO、 BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路 径。该同学测得多组入射角 i 和折射角 r，作出 sini-sinr 图 象如图乙所示。则( )
行，C 正确；因为 a 光的折射率较大，由临界角公式 sinC ＝n1知，a 光的临界角较小，D 错误。
7.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 AB 边的夹角为 θ＝30°，E、F 分别为边 AB、BC 的中点，则( )
A．该棱镜的折射率为 3 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
8.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 AO1 方向(O1 点在分界面上，图中 O1 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 ()
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，A 正确；λ＝cν，a 光的频率较大，则波长较小，B 错误；根据 几何知识可知 a、b 两色光在玻璃砖上表面的折射角与经反 射层反射后在上表面的入射角分别相等，介质对两色光的折 射率均不变，故两色光在玻璃砖上表面出射时的折射角与开 始时从空气中入射时的入射角相等，故出射光束一定相互平
2．如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为 该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是 ()
解析 光沿玻璃砖截面半径射向 O 点，在界面处，入 射角大于临界角时，发生全反射，小于临界角时，在空气中 的折射角大于入射角，A 正确，C 错误；光由空气射向玻璃 砖时，不会发生全反射，在玻璃中的折射角应小于入射角， B、D 错误。
解析 在 E 点作出法线可知入射角为 60°，由几何知识 可知，折射角为 30°，故折射率为 n＝ssiinn6300°°＝ 3，A 正确； 由光路的可逆性可知，在 BC 边上的入射角为 30°，小于临 界角，不会发生全反射，B 错误；根据公式 v＝nc和 v＝λf 可得 λ 空>λ 介，C 正确；三棱镜两次折射使得光线都向底边 偏折，不会与入射到 E 点的光束平行，D 错误。
6.[2017·乐山二模]如图所示，一束光包含两种不同频率 的单色光，从空气射向两面平行的玻璃砖的上表面，玻璃 砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻 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