光的折射、全反射练习题

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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。

习题课 光的折射定律和全反射规律的综合应用 课时作业

习题课 光的折射定律和全反射规律的综合应用 课时作业

(建议用时:35分钟)[基础巩固练]1.(2022·四川成都高二期末)如图,半径为R 的半圆柱玻璃体置于水平桌面上,半圆柱玻璃体的上表面水平,半圆柱玻璃体与桌面相切于A 点.一细束单色光经球心O 从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面),入射角为60°,出射光线射在桌面上B 点处.测得A 、B 之间的距离为 33R ,则下列说法正确的是( )A .该玻璃体的折射率为n =62 B .该玻璃体的折射率为n =2C .若将入射光束在纸面内向左平移,移到距O 点23R 位置时射入玻璃体的光线在玻璃体下表面恰好发生全反射D .若用同样频率、宽度为R 的光束CO 沿与玻璃体上表面成60°角入射,从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的13解析:选C.作出光路图如图甲,根据几何关系可知sin r =AB AB 2+R2=33R 13R 2+R 2=12,根据折射定律可知玻璃体的折射率为n =sin i sin r =sin 60°12=3,A 、B 错误;根据题意作出光路图乙,假设光在D点发生全反射,已知r =30°,根据正弦定理有OE sin ∠ODE =ODsin ∠OED,得sin ∠ODE =33,根据全反射定律,sin C =1n =33,所以光在D点恰好发生全反射,C 正确;若从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的13,作出光路图如图丙,假设光在M点发生全反射,有光射出的弧长对应的圆心角为∠MON,根据几何知识知,∠MON=∠OMP,因为sin∠OMP=33,则∠OMP<60°,即∠MON对应弧长小于π3R,所以若用同样频率、宽度为R的光束CO沿与玻璃体上表面成60°角入射,从玻璃体下表面折射出的弧长不可能占圆柱体弧长的13,D错误.2.(多选)(2020·高考山东卷,T9)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示.DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB′C′C面的线状单色可见光光源,DE与三棱镜的ABC面垂直,D位于线段BC的中点.图乙为图甲中ABC面的正视图.三棱镜对该单色光的折射率为2,只考虑由DE直接射向侧面AA′C′C的光线.下列说法正确的是()A.光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的1 2B.光从AA′C′C面出射的区域占该侧面总面积的2 3C.若DE发出的单色光频率变小,AA′C′C面有光出射的区域面积将增大D.若DE发出的单色光频率变小,AA′C′C面有光出射的区域面积将减小解析:选AC.由题可知sin C=12,临界角为45°,因此从D点发出的光,竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘,同时C点也恰好是出射光线的边缘,如图所示,因此光线只能从MC段射出,根据几何关系可知,M恰好为AC的中点,因此在AA′C′C平面上有一半的面积有光线射出,A 正确,B错误;由于频率越高,折射率越大,当光源发出的光的频率变小,折射率也会变小,导致临界角会增大,这时M点上方也会有光线出射,因此出射光线区域的面积将增大,C正确,D错误.3.(2022·山东日照市第三次模拟)截面MNPQ为矩形的均匀透明物体放置在真空中,MN=a,一单色光入射到上表面MQ,与MQ的夹角为45°,折射后到达MN面的中点并恰好不从MN面射出,已知真空中的光速为c.求:(1)该透明物体的折射率n;(2)光从射入透明物体到第一次从NP面射出所用的时间t.解析:(1)光路如图所示,在MQ面上,入射角α=45°,由折射定律,n=sin αsin β在MN面的中点恰好发生全反射,设全反射临界角为C,sin C=1n,由几何关系β+C=90°,解得n=62.(2)透明体中光速v=c n由(1)知cos β=63所求时间t =a cos βv ,可得t =3a2c . 答案:(1)62 (2)3a2c[综合提升练]4.(2022·福建莆田市4月模拟)如图所示,有一截面为半圆的透明介质水平放置,右侧有一竖直屏幕,半圆的半径R =0.4 m .由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心,已知透明介质对红光和紫光的折射率分别为n 1(未知)、n 2=2,从零开始逐渐增大入射角,直到紫光在水平界面处恰好发生全反射,分别投射在屏幕上,红光的折射光斑与紫光的全反射光斑两光斑之间的距离L =(0.4+0.22)m.求:(1)紫光恰好发生全反射时,复色光的入射角θ; (2)红光的折射率n 1. 解析:(1)如图所示,紫光在水平界面处发生全反射有sin θ=1n 2,解得θ=45°.(2)对红光根据折射定律有n 1=sin r sin θ,根据几何关系有sin r =RR 2+(L -R )2,解得n 1=233.答案:(1)45° (2)2335.半径为R 的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O .两条平行单色红光沿截面射向圆柱面方向且与底面垂直.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°,已知该玻璃对红光的折射率n = 3.(1)求两条光线经柱面和底面折射后出射光线的交点与O 点的距离d ;(2)若入射的是单色蓝光,则距离d 将比上面求得的结果大还是小?(定性分析,不需要计算)解析:(1)光线1通过玻璃后不偏折,如图所示,光线2在圆柱面上的入射角θ1=60°,由折射定律得 n =sin θ1sin θ2得到sin θ2=sin θ1n =12,得θ2=30° 由几何知识得θ1′=60°-θ2=30° 又由折射定律得n =sin θ2′sin θ1′代入解得θ2′=60°由于△BOC 是等腰三角形,则OC =R2cos 30°=33R 所以d =OCtan θ2′=R 3.(2)若入射的是单色蓝光,光线1仍不偏折,由于介质对蓝光的折射率大于介质对红光的折射率,光线2偏折得更厉害,θ2′更大,d 更小.答案:(1)R3 (2)小。

第35讲 光的折射和全反射-2025年物理新高考备考习题

第35讲 光的折射和全反射-2025年物理新高考备考习题

第35讲光的折射和全反射折射率及折射定律的应用1.(多选)由a、b两种单色光构成的复色可见光从水中斜射入空气中的光路图如图所示,关于a、b两种单色光,下列说法正确的是(AC)A.a光的频率小于b光的频率B.从同种介质中斜射入空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角C.在同种介质中传播时,a光的传播速度大于b光的传播速度D.在相同条件的双缝干涉实验中,a光的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距小[解析] 由光路图可知,b光的偏折程度大于a光的偏折程度,则b光的折射率大于a光的折射率,b光的频率大于a光的频率,选项A正确;根据sin C=1可知,从同种介质中斜射入空气发生n可知,在同种介质中传播时,a 全反射时,b光的临界角小于a光的临界角,选项B错误;根据n=cvλ可知,光的传播速度大于b光的传播速度,选项C正确;b光波长小于a光的波长,根据Δx=ld在相同条件的双缝干涉实验中,b光的相邻亮条纹间距比a光的相邻亮条纹间距小,选项D错误.光的全反射2.(多选)水下一点光源发出a、b两单色光,人在水面上方向下看,水面中心Ⅰ区域有a光、b 光射出,区域Ⅱ只有a光射出,如图所示.下列判断正确的是(AB)A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光的折射角小B.在真空中,a光的波长大于b光的波长C.水对a光的折射率大于对b光的折射率D.水下b光不能射到图中Ⅱ区域[解析] 根据题述可知,b 光发生全反射的临界角较小,由sin C =1n 可知,水对b 光的折射率较大,对a 光的折射率较小,a 、b 光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a 光的折射角小,A 正确,C 错误;由折射率随光的频率的增大而增大可知,a 光的频率较小,波长较长,B 正确;水下b 光能射到题图中Ⅱ区域,由于水下b 光在题图中Ⅱ区域发生了全反射,故Ⅱ区域只有a 光射出,D 错误. 3.如图是半径为R 的半圆形玻璃砖,一束单色光从A 点射入玻璃砖,在直径面上发生全反射,最终从B 点射出玻璃砖(B 点位置未标出),已知出射光与入射光之间互相垂直,真空中光速为c ,则 ( D )A .玻璃砖的折射率为√2B .光在玻璃砖内的速度为√32cC .光在玻璃砖中发生全反射的临界角为π3D .光在直径面上的全反射点P 与O 点的距离为√2R2[解析] 如图,在A 处发生折射,有sin60°sinr=n ,在P 处的入射角θ=15°+r ,入射光与出射光相互垂直,m 、l 两法线垂直,θ=45°,r =30°,n =√3,故A 错误;根据v =cn ,代入数据得v =√33c ,故B 错误;临界角的正弦值sin C =1n =√33,故C 错误;由图可知AQ ⊥QP ,所以AQ =QP =R sin 75°,QO =R cos75°,OP =QP -QO =R sin 75°-R cos 75°=√22R ,故D 正确.光的折射和全反射的综合应用4.如图甲所示的光学仪器,是被广泛用来进行图形翻转的“道威棱镜”示意图.棱镜的横截面OABC 是底角为45°的等腰梯形,高为a ,上底AB 边长为2a ,下底OC 边长为4a ,已知棱镜材料的折射率n =√2,真空中光速为c.(1)一束光线平行AB 从OA 边射入棱镜,如图乙所示,请论证OC 面是否有光线射出棱镜.(2)一束光线垂直于OC 边射入棱镜,如图丙所示,求该光线在棱镜中的传播时间t.[答案] (1)见解析 (2)4√2ac[解析] (1)根据n =sinisinr ,i =45°解得r =30° 所以α=75° 根据sin C =1n解得C =45°<α在OC 面发生全反射,没有光线射出棱镜 (2)光路图如图所示根据几何知识得,光在棱镜中通过的路程s =4a ,由n =cv 可得v =cn 故t =sv =4√2ac5.一块玻璃砖的横截面如图所示,以虚线为界,左边部分是半径为R =10 cm 的半圆,右边部分是一个等腰直角三角形.现有一束平行光垂直投射在整个直角边AC 上,已知这种玻璃的折射率n =53,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)这束光进入玻璃砖第一次投射到斜边AB 上时,能否发生折射穿出玻璃砖?并简述理由. (2)这束光经AB 边反射后,有一部分能从圆弧边射出,试求其在玻璃砖内传播的最短路程.[答案] (1)不能理由见解析(2)28 cm[解析] (1)设光在这种玻璃内发生全反射的临界角为C,由sin C=1n =35,有C=37°这束光投射到斜边AB上时,入射角为45°,大于临界角C,发生全反射而不能穿越AB边.(2)依题意,作出光路图如图所示任一条光线在虚线右边的路程均为x+y,由几何关系,有x+y=2R光线在虚线左边的路程s'=R cos αα为光线在圆弧边界上的入射角.在能够穿出圆弧边界的光线中,α的上限为37°所以s'min=R cos 37°=0.8R所以s min=x+y+s'min=2.8R=28 cm。

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。

《第4章 光的折射和全反射》试卷及答案_高中物理选择性必修 第一册_鲁科版_2024-2025学年

《第4章 光的折射和全反射》试卷及答案_高中物理选择性必修 第一册_鲁科版_2024-2025学年

《第4章光的折射和全反射》试卷(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、一束光线从空气射入水中时,下列说法正确的是:A、入射角等于折射角B、折射光线一定比入射光线偏离法线C、折射角大于入射角D、折射光线和入射光线分居法线两侧2、一束光线从水中射入空气时,下列说法正确的是:A、入射角大于折射角B、折射光线与入射光线在同一直线上C、折射光线一定偏离法线D、折射光线和入射光线分居法线两侧3、一束光线从空气(折射率为1.00)射入水(折射率为1.33),当入射角为45°时,折射角为多少度?A. 30°B. 40°C. 53.1°D. 78.7°4、当光从一种介质射入另一种介质时,如果反射光和折射光之间的夹角某一数值会等于90°,此时的入射角称为临界角。

当入射光的折射角为90°时,对应的入射角称为:A. 临界角B. 平行角C. 漫反射角D. 全反射角5、光从空气斜射入水中时(水和空气的折射率分别为n₁和n₂,且n₁ > n₂),下列关于折射现象的描述正确的是()A. 折射光线与入射光线分居法线两侧B. 折射光线、入射光线和法线都在同一平面内C. 折射角小于入射角D. 折射光线、入射光线、法线都与光线方向相垂直6、一束单色光从水中斜射入空气时,下面的哪种情形会导致观察者看到光的路径出现一定的弯折?()A. 增加入射水面的粗糙程度B. 提高观察者与入射水面的距离C. 小心调整观察者与法线的距离D. 旋转入射光线7、一束光线从空气射入水中,入射角为30°,已知水的折射率为1.33,则折射角最接近于:A. 22°B. 25°C. 30°D. 40°二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、下列关于光的折射现象的描述,正确的是:A、光从空气进入水中时,传播速度变慢,折射角大于入射角。

(完整word版)折射和全反射练习题

(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。

光的折射,全反射作业

光的折射,全反射作业

———— 100525303.doc ————第 1 页 共 2 页 第 2 页 共2页学校_______________ 年级_______ 班级______ 姓名____________ 考号_____________光的折射,全反射作业1,如图8所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形,顶角α为30°,一束光线垂直于ab 面射入棱镜,又从ac 面射出.出射光线与入射光线之间的夹角为30°.求此棱镜材料的折射率.2,一半径为R 的1/4球体 放置在水平桌面上,图1球体由折射率为 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1所示.已 知入射光线与桌面的距离为 R/2.求出射角θ.3,一足够大的水池内盛有某种透明液体,液体的深度为H,在水池的底部中央放一点光源,其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为105°,如图3所示. 求: (1)这种液体的折射率. (2)液体表面亮斑的面积.4,如图11所示是一透明的圆柱 体的横截面,其半径R=20 cm , 折射率为 ,AB 是一条直径, 今有一束平行光沿AB 方向射向 圆柱体,试求: (1)光在圆柱体中的传播速度;(2)距离直线AB 多远的入射光线,折射后经过B 点.5,如图1所示,真空中有 一个半径为R=0.1 m 、质量分布均匀的玻璃球,频率为f=5.0×1014 Hz 的细激光束在真空中沿直线BC 传播,在玻璃球表面的C 点经折射进入小球,并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中.已知∠COD=120°,玻璃球对该激光束的折射率为 .求: (1)此激光束在真空中的波长;(2)此激光束进入玻璃时的入射角θ1; (3)此激光束穿越玻璃球的时间.6,(2010·山东理综)如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF 上发生全反射,然后垂直PQ 端面射出. (1)求该玻璃棒的折射率.(2)若将入射光向N 端平移,当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.。

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(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。

光的折射和全反射 - 答案

光的折射和全反射 - 答案

答案:BD 1 10.如图是一个 圆柱体棱镜的截面图,图中 E、F、G、H 将半 4 径 OM 分成 5 等份,虚线 EE1、FF1、 GG1、HH1 平行于半径 ON,ON 5 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率 n= ,若平行光 3 束垂直入射并覆盖 OM,则光线( ) A. 不能从圆弧 射出 B. 只能从圆弧 射出
光的折射和全反射
1.甲在岸上,乙潜入清澈的水中,二人互相对看,甲、乙看到对方的头部位置是( ) A.都比实际位置高 B.都比实际位置低 C.甲看乙低,乙看甲高(与实际位置比较) D.甲看乙高,乙看甲低(与实际位置比较) 解析 根据折射定律可知,他们看到的都比实际位置高. 答案 A 2.单色光在真空中的传播速度是 c,波长为 λ0,在水中的传播速度是 v,波长为 λ,水 对这种单色光的折射率为 n.当这束单色光从空气斜射入水中时,入射角为 θ1,折射角为 θ2, 下列说法中正确的是( ) c c A.v= ,λ=λ0v n sinθ2 B.λ0=nλ,v=c sinθ1 v C.v=cn,λ=λ0 c λ sinθ1 D.λ0= ,v=c n sinθ2 1 解析 光从真空进入另一种介质时,频率和周期不变,速度将变为原来的 ,所以波长 n v 1 c sinθ2 也将变为原来的 ,即 λ=λ0 ,λ0=nλ,v= =c ,选项 B 正确. n c n sinθ1 答案 B 3.甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面 MN 上, 由于发生折射而合为一束,如下图所示(反射光未画出),则下 列判断正确的是( ) A.甲光频率比乙光频率大 B.相同条件下,甲光比乙光容易发生衍射 C.对同种介质,甲光的折射率比乙光的折射率大 D.在同种介质中甲光光速比乙光光速小 解析 由折射情况示意图可以看出,介质对乙单色光的折射率更大,由此可知,乙单色 光频率较高,波长较短,在同种介质中光速较小,所以,选项 B 正确. 答案 B 4.如图①所示,在平静的水面下有一个点光源 S,它发出的两种不同颜色的 a 光和 b 光,在水面上形成了一个被照亮的圆形区域,该区域的中间为一圆形的由 ab 两种单色光所 构成的复色光区域,周边为一环状区域.且为 a 光的颜色(见图②).则以下说法中正确的是 ( )

折射和全反射练习题学习资料

折射和全反射练习题学习资料

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n 1、n 2和n 3,且n 1>n 2>n 3,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v 1、v 2和v 3,则( )A .v 1>v 2>v 3B .v 1<v 2<v 3C .v 1>v 3>v 2D .v 1<v 3<v 2 4.一束光穿过介质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Ⅰ Ⅱ Ⅲ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θ7.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3n。

专题10光的折射全反射(原卷版)

专题10光的折射全反射(原卷版)

专题十光的折射、全反射重难点01 光的折射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,也反映了光在介质中传播速度的大小v=c n.(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)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆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应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向例速为8310m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为___________m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是___________s≤t<___________s(不考虑反射)。

针对训练 1.(2021·湖南卷)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。

身高1.6m的人站在水平地面上,其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0cm、深度为1.4cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。

此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。

现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。

(i)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?(ii)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?例2.(2021·全国乙卷)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。

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

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《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。

光的折射全反射经典练习

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)。

光的折射和全反射

光的折射和全反射

光的折射全反射一、基础题○折射反射现象1.一束光由介质射向空气,如果斜射到界面上,则()(A)必定只发生反射现象(B)必定只发生折射现象(C)必定同时发生反射和折射现象(D)可能只发生反射现象2.下列说法中正确的是()(A)光从一种介质进入到另一种介质,一定要发生偏折(B)光从空气进入介质,折射角大于入射角(C)光从空气进入介质,光速要减小(D)光从介质进入空气,折射角小于入射角3.人在河边看到岸上的树在水中的倒影及河中的鱼,则()(A)看到的树是折射成的像(B)看到的鱼是折射成的像(C)鱼是虚像,树是实像(D)鱼是实像,树是虚像○色光的折射4.【多选】红光与紫光相比()(A)在真空中传播时,紫光的速度比较大(B)在玻璃中传播时,红光的速度比较大(C)玻璃对红光的折射率较紫光大(D)从玻璃到空气的界面上,红光的临界角较紫光大5.【多选】如图所示,一细束白光通过三棱镜折射后,在屏上形成了彩色光带,可知()(A)红光最先穿过棱镜(B)偏转最厉害的是紫光(C)在玻璃中速度最大的是紫光(D)在玻璃中速度最大的是红光6.一束红紫两色的混合光,从某种液体射向空气,当研究在界面上发牛的折射和反射现象时,可能发牛的情况是右图中的图()○全反射7.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()(A)光从玻璃射到分界面上,入射角足够小(B)光从玻璃射到分界面上,入射角足够大(C)光从空气射到分界面上,入射角足够小(D)光从空气射到分界面上,入射角足够大8. 下列现象中属于光的全反射现象的是( )(A)阳光照射存肥皂泡上,常看到肥皂泡上有彩色花纹(B)玻璃中的气泡,有时看上去特别明亮(C)在阳光下用白纸对着凹镜前后移动时,在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑(D)飞机在阳光下作特技飞行时,有时会看到飞机突然变得非常明亮9. [多选]关于全反射,下列说法中正确的是( )A .光从光密介质射向光疏介质时可能发生全反射B .光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射C .光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能发生全反射D .光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射二、折射率10. 水、水晶、金刚石的折射率顺次是:n 1=1.33,n 2=1.55,n 3=2.42.那么,这三种介质对真空的临界角C 1、C 2、C 3的大小关系是( )(A)C 1>C 2>C 3(B)C 3>C 2>C 1 (C)C 2>C 3>C 1 (D)C 2>C 1>C 311. 光线以30°入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为90°,则这块玻璃的折射率应为( )(A)0.866 (B)1.732 (C)1.414 (D)1.50012. 玻璃对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2,如果紫光在玻璃中传播L 的距离,则在相同的时间内,红光在玻璃中传播的距离应该是_____.13. 红光和紫光由同一种介质射向空气,红光和紫光在该介质中的传播速度分别为v 1和v 2,那么红光和紫光在该介质中的临界角之比是( ) (A)12v v (B)21v v (C)c v arcsin c v arcsin 21 (D)21arcsinv arcsinv 14. 光从真空进入某种介质表面,入射角为40°,则反射光线与折射光线间的夹角可能范围是( )(A)大于140°(B)大于100°,小于140°. (C)大于60°,小于100°(D)大于10°,小于60° 15. 【多选】光线从介质A 进入空气中的临界角是37°,光线从介质B 进入空气中的临界角是45°,则下列叙述中正确的是( )(A)光线从介质A 进入介质B,可能发生全反射(B)光线从介质B 进入介质A,可能发生全反射(C)光线从介质A 进入介质B,一定同时存在反射光线和折射光线(D)光线从介质B 进入介质A,一定同时存在反射光线和折射光线●面16. 潜水员在水深为h 的地方向水面张望,发现自己头顶上有一圆形亮斑,如果水对空气的临界角为C,则此圆形亮斑的直径是( )(A)2htanC (B)2hsinC (C)tanC 2h (D)sinC2h17. 一个大游泳池,池底是水平的,池中水深1.2m.有一直杆竖直立于池底,浸入水中部分BC 恰为杆长AC 的一半.太阳光以与水平方向成37°角射在水面上,如图所示,测得杆在池底的影长是2.5m,求水的折射率(sin37°=0.6).18. ★【多选】假定水清澈,水面又广阔,则( )(A)在水底可以看到整个天空(B)在空中可以看到全部的水底 (C)在水中看到空中的物体变高 (D)在水中看到空中的物体变低19. ★距水而20cm 深处,水平放置一平面镜M,浮在水平面上的物体P 经平面镜成像,如果从接近正上方看这个像,则像应在水面下多少厘米处(n=4/3)?20. ★如图所示,折射率为32的液体内放一平面镜,欲使一细光束沿水平方向射向平面镜,经反射再在液面发生全反射,要求平面镜与水平方向成多大角度?21. ★(2017·全国卷Ⅱ)一直桶状容器的高为2l ,底面是边长为l 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。

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________ 不同.
物理 选修3-4 第十三章 第1单元 光的折射、全
反射
1. 2009年10月6日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布, 将2009年诺贝尔物理学奖 授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德•博伊尔和乔治•史密斯•高锟在
“有
关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性的成就•若光导纤维是由 内芯和包层组成,下列说法正确的是
( )
A. 内芯和包层折射率相同,折射率都大
B. 内芯和包层折射率相同,折射率都小
C. 内芯和包层折射率不同,包层折射率较大
D. 内芯和包层折射率不同,包层折射率较小
解析:为了使光线不射出来,必须利用全反射,而发生全反射的条件是光从折射率
较大的光密介质进入折射率较小的光疏介质.且入射角大于等于临界角,因此,内 芯的折射率应大于包层的折射率,故选项 D 正确.
答案:D
2. (2009 •广东高考)在阳光照射下,充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹.彩 虹
是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的.光的折射发生在两种不 同介质的 _______ 上,不同的单色光在同种均匀介质中 答案:界面 折射率 3. (2009 •山东高考)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄
壁 圆
柱形玻璃杯,图13-1 - 10所示为过轴线的截面图,调整 入
射角 a ,使光线恰好在水和空气的界面上发生全反
射.已
4
知水的折射率为3,求sin a 的值.
解析:当光线在水面发生全反射时,有
1
sin C=—
n
当光线从左侧射入时,由折射定律有
sin sin a
联立①②式,代入数据可得 sin a ^-3.
答案:-3
4. 折射率为n 、长度为L 的玻璃纤维置于空气中,若从 端
射入的光线能在玻璃纤维中发生全反射,最后从 端射出,
如图13- 1 - 11所示,求:
(1)光在A 面上入射角的最大值.
⑵若光在纤维中恰能发生全反射,由
A 端射入到从
B 端射出经历的时间是多少?
解析: (1)光路图如右图所示,要在纤维中发生全反射,
1
其临界角C 有sin C =-
n 折射角9 2= 90°— C
所以 cos e 2 = n , n sin
92 =心 n
由折射定律:sin 9 1= n sin 9 2= :n 2— 1
9 1= arcs in : n — 1.
c
⑵光在纤维中传播的速度v
=少为光在真空中传播的速度) 光在沿纤维轴线方向上的速度分量
V 1 = V COS 9 2 = _= -2
n n
L n 2L
所用时间:t = 一 =——
V 1
C 5 答案: (1)arcsin ,'n 2— 1 (2) n -L
c
5 (2009 •海南高考)如图13— 1 — 12所示,一透明半圆柱体折射率为 n = 2,半径为R
长为L . 一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入,从部分柱面有光线射出.求该 部分柱面的面积S.
某种液体,当液面高为 H
2时,池底的光斑距离出液口
图 13- 1 — 12
解析:半圆柱体的横截面如图所示, 00为半径•设从 A
点入射的光线在 B 点处恰好满足全反射条件,由折射定律有
1
sin 0 =-
n
式中,0为全反射临界角•由几何关系得
/ O 0B= 0
S = 2RL •/ O 0B
代入题所给条件得
n
答案:y RL
6•如图13— 1 — 13所示,巡查员站立于一空的贮液池边, 检查池角出液口的安全情况.
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
(1)试求:当液面高为2H 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V h 的速率匀速下降,试求池底的光斑移动 的速率V x .
解析:(1)作出光路图如图所示.
由几何关系知:
由折射定律:
图 13— 1 —
13

L_ l
,'L2+ FT n ,'l2+ h 代入h=萝l =扌得:
n= L2+ 4H2 ,'L2+ F f
联立①②③式得x = • h.
当h = |H时,解得x=3.
⑵由x= L-h 知,△ x = = h,则
△ x L AT = I H △ h
△t

即v x=I H
答案:(i)3 ⑵I H-v h
7. (2010 •苏南模拟)一台激光器,它的功率为P,如果它发射出的单色光在空气中的波
长为入.
(1) 它在时间t内辐射的光能为____________ ,如果已知这束单色光在某介质中的传播
速度为v,那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_________
(2) 由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光,所以光导纤维中用激光作为信息
高速传输的载体•要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能
从另一个端面射出,而不会从侧壁“泄漏”出来,光导纤维所用材料的折射率至少
应为多大?
解析:(1)激光器t时间内发出的光能W= Pt
c 1 v
由n =V,sin C=n,则C= arcsin c.
(2)设激光束在光导纤维端面的入射角为i,折射角为r,折
光线射向侧面时的入射角为i ',折射角为r ',如图所示.
由折射定律:
sin i
n= T
sin r
由几何关系:r + i'= 90°, si n r = cos i
由全反射临界角的公式:
.• , 1
sini= n,
cosi'= ;1-;2,
要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射,应有i = r'= 90°, sin i = 1.故
答案:(1)见解析图
sin i sin i n = = — sin r cos i 1 解得n= •. 2,故光导纤维的折射率至少应为 •. 2. 答案: v 厂 (1) Pt arcsin 厶⑵,2 8.如图13 — 1- 14所示为用某种透明材料制成的一块柱体 1 形棱镜的水平截面图, FD 为4圆周,圆心为 Q 光线从 AB 面入射,入射角 9 1 = 60°,它射入棱镜后射在 BF 面 上的0点并恰好不从 BF 面射出. (1)画出光路图; v (光在真空中的传播速度 (2)求该棱镜的折射率 n 和光线在棱镜中传播的速度大小 8 c = 3.0 x 10 m/s) 解析:(1)光路图如图所示. (2)设光线在AB 面的折射角为92,折射光线与 则n =江》 sin 9 2 由题意,光线在 BF 面恰好发生全反射,sin C = 9 2+ C = 90° 联立以上各式解出 n ~ 1.3(或 c
又n =0,故解出
8 2.3 x 10 m/s(或 8
x 10 m/s) (2)1.3(或 £ 8 2.3 x 10 m/s(或 6,7
7
(1) 这束入射光线的入射角多大?
(2) 光在棱镜中的波长是多大?
⑶该束光线第一次从 CD 面出射时的折射角.(结果可用三角函数表示 解析:⑴设光在AD 面的入射角、折射角分别为 齐、e 2, e 2
=30° sin e i
根据 n =sn 兀得 sin e i =nsin e 2=
1.5 x sin30 ° = 0.75 ,
e i
= arcsinO.75. c
⑵根据n =v 得
c v = 一= n 8
3x 10 1.5 8 m/s = 2x 10 m/s 根据v =入f 得
入=f 8
2X 10 5.3 x 10 14 m^ 3.77 x 10 _7 m. arcs in0.75.
⑶光路如图所示,光线 ab 在AB 面的入射角为45 设玻璃的临界角为 C,则
1 1
sinC = n =诂 ~ J 67
sin45 ° >0.67,因此光线ab 在AB 面会发生全反射
光线在CD 面的入射角 e 2' = e 2
= 30° ■
根据n =sin ^,光线在
CD 面的出射光线与法线的夹角
e 1' = e 1= sin e 2 答案:(1)arcsin0.75
(2)3.77 x 10 _7 m (3)arcsin0.759. (2010 •南通模拟)如图13— 1 — 15所示,玻璃棱镜 ABCD

以看成是由 ADE ABE BCDE 个直角三棱镜组成•一束
频率为5.3 x 10 9 * * * * 14Hz 的单色细光束从 AD 面入射,在棱镜中
的折射光线如图中 ab 所示,ab 与AD 面的夹角a = 60° .已 知
光在真空中的速度 c = 3x 108
m/s ,玻璃的折射率 n = 1.5 , 8 x 10 m/s)
求:。

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