(新课标)2017届高考物理一轮复习 第十三章 光 电磁波 相对论 第一节 光的折射 全反射课时作业

光的折射 全反射

时间：45分钟

一、单项选择题

1．一束白光通过三棱镜折射后，在屏上形成了彩色光带，以下说法错误的是( ) A ．红光最先穿过棱镜 B ．偏折最大的是紫光 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

解析：由光的色散可知七色光中紫光偏折最大，折射率最大，据v ＝c n

可知在玻璃中紫光的速度最小，B 正确，C 错误；红光折射率最小，在玻璃中速度最大，最先穿过棱镜，A 、D 正确．

答案：C 2.

一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a 、b 两束单色光，其传播方向如图所示．设玻璃对a 、b 的折射率分别为n a 和n b ，a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ，则( )

A ．n a ＝n b

B ．n a

C ．v a ＝v b

D ．v a

解析：由图据折射定律可知n a >n b ，A 、B 错误；据v ＝c

n

可知v a

3．一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离．在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是( )

A ．紫光以45°的入射角入射

B ．红光以45°的入射角入射

C ．紫光以30°的入射角入射

D ．红光以30°的入射角入射 解析：

因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，B 、D 错；设入射角为i ，折射角为r ，则侧移距离x ＝d sin i ·1－cos i

n 2－sin 2i

对于同一种色光，入射角越

大，则侧移距离越大，A 正确，C 错误．

答案：A

4．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝2r .现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )

A ．n 可能为 3

B ．n 可能为1.2

C ．t 可能为22r

c

D ．t 可能为4.8r

c

解析：

只经过两次全反射，则光路图如图所示，可知第一次入射角为45°.根据全反射条件可知临界角C ≤45°，再根据n ＝1

sin C 知n ≥2，故A 对，B 错；光在透明柱体中运动路程为L

＝4r ，运动时间为t ＝L v ＝

4nr c ，则t ≥42r

c

，则C 、D 错误．

答案：A

5．夏天，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来方向，以致发生全反射，人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图所示，下列说法正确的是( ) A．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要小

B．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要大

C．蜃景不遵从光的折射定律

D．B是蜃景，A是景物

解析：海面上，下层空气的温度比上层空气温度低，因此下层空气的折射率较大．入射光线从下层射向上层时，折射角比入射角大，这样在更上层的入射中入射角逐渐增大，据折射定律知最后会发生全反射现象．

答案：A

二、多项选择题

6.

固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则( )

A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑

D ．β<θ<π

2

时，光屏上只有1个光斑

解析：光θ较小时，屏上NQ 区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射程度不同的结果，当θ＝α时NQ 区域A 光消失，说明A 光发生了全反射，A 光发生全反射的临界角为α，同理，B 光发生全反射的临界角为β，由于β>α，由n ＝1

sin C 可知，B 光的折射率小，

A 项正确；由v ＝c n

可知，B 光在半圆形玻璃砖中传播速度较大，B 项错误；α<θ<β时，NQ 区域只有一个光斑，而由于光的反射，在NP 区域还有一个光斑，β<θ<π

2时，两种单色光全

部发生全反射，在NQ 区域没有光斑，在NP 区域有一个由全反射形成的光斑，D 项正确．

答案：AD

7．DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如图所示，激光束以入射角θ从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ，才能有效获取信息．在保证a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l (l ＝a ＋2b )，

则( ) A ．须满足sin θ＝

nb

b 2＋d 2

B ．须满足sin θ＝

d

n b 2＋d 2

C ．在θ和n 不变时，须减小d

D ．在θ和d 不变时，须减小n

解析：设折射角为α，则n ＝sin θsin α＝sin θb b 2＋d 2，则sin θ＝nb

b 2＋d

2，A 正确，B 错误；在

θ和n 不变时，减小d ，则b 会相应减小，l 会减小，C 正确；θ和d 不变时，减小

n ，则折射角又会增大，l 会增大，D 错误．

答案：AC 8.