高中物理【光的折射 全反射】练习题

高中物理【光的折射全反射】练习题

1.(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，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a 光射出．下列判断正确的是( )

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

E．水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域

2．(多选)某同学用插针法测梯形玻璃砖ABCD的折射率，如图所示，用MN和PQ分别表示入射光线和出射光线，他测得光线在AB 面的入射角i＝60°，玻璃砖的AB面和CD面之间相距为d，N点和

PQ所在直线之间的距离为

3

3

d，则下列说法正确的是( )

A．光线MN与PQ一定平行

B．光线MN与PQ可能不平行

C．光线在AB面的折射角为30°

D．光线在CD面的入射角为60°

E．玻璃砖的折射率n＝ 3

3．(多选)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( )

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AO1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AO1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

E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点

4．(多选)如图所示为一直角三棱镜的横截面，∠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( )

A．有光线从ab面射出

B．有光线从ac面射出

C．有光线从bc面射出，且与bc面斜交

D．有光线从bc面射出，且与bc面垂直

E．光线不可能从ab面射出，即在ab面发生

全反射

5．(多选)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，AO、DO分别表示某次测量时，光线在空气和玻璃中的传播路径．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值(sin r)与入射角正弦值(sin i)的关系图象．则下列说法正确的是( )

A ．光由D 经O 到A

B ．该玻璃砖的折射率n ＝1.5

C ．若由空气进入该玻璃砖中，光的频率变为原来的2

3

D ．若由空气进入该玻璃砖中，光的波长变为原来的2

3

E ．若以60°角由空气进入该玻璃砖中，光的折射角正弦值为33

6．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、

P 2的像，连接OP 3，图中MN 为分界线，虚线半圆与玻

璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点．

(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．

(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．

7．如图所示，一束宽度为d的平行光射向截面为正三角形的玻璃三棱镜，入射光与AB界面夹角为45°，玻璃的折射率n＝2，光束通过三棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ，求光屏PQ上光斑的宽度D.

[技能提升练]

8．在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，

已知它的边长为d.在AB面上方有一单色点光源S，从

S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，当

它从侧面AD射出时，出射光线偏离入射光线SP的偏

向角为30°，若光从光源S到AB面上P点的传播时

间和它在玻璃砖中传播的时间相等，求点光源S到P点的距离．

9.半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′与直径AB垂直．足够大的光屏CD紧靠在

玻璃砖的左侧且与AB垂直．一光束沿半径方向与

OO′成θ＝30°射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(3＋1)R.求

(1)此玻璃的折射率；

(2)当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个．

10．如图所示，等腰直角三角形ABC为某透明介质的横截面，O 为BC边的中点，位于O点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线，其中从AC边上的D点射出的光线平行于BC，从E点射出的光线垂直BC向上．已知BC边长为2L.求：

(1)该光在介质中发生全反射的临界角θ.

(2)DE的长度x.(可能用到sin15°＝2－3

2

或tan15°＝2－

3)

光的折射、全反射答案

1解析：根据题述，b光发生全反射的临界角较小，由sin C＝1

n

，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，由于在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误．水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域，由于发生了全反射，不能射出水面，E正确．

答案：ABE

2解析：由于AB与CD平行，光线MN与PQ一定平行，A正确，B错误；如图，连接NP，NP即为在AB面上的折射光线，过N作NH垂直于PQ，由题意，

NH＝

3

3

d，在直角△NHP中，sin(i－r)＝

NH

NP

，而NP cos r＝d，联立解得r＝30°，

即光线在AB面的折射角为30°，在CD面的入射角为30°，

C正确，D错误；由折射定律得n＝sin i

sin r

＝3，E正确．

答案：ACE

3.解析：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O1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点上方的D点，故D对．若蓝光沿AO方向射入，据折射定律，知折射光线不能通过B点正上方的D点，故E错．答案：BCD

4.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

上垂直射出，光路图如图所示，故B、D、E正确．