101巩固练习光的折射、全反射、色散(提高)

1、物理总复习：光的折射、全反射、色散【巩固练习】 一、选择题1、红光与紫光相比（A .在真空中传播时，B .在玻璃中传播时，C .玻璃对红光的折射率较紫光的大。D .从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光的大。紫光的速度比较大。 红光的速度比较大。2、一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角已知该玻璃对红光的折射率为1.5 .设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为大至90的过程中A. ti始终大于t2C. ti先大于后小于t2B射入，穿过玻璃砖自下表射出ti和t2,则在e从0。逐渐增B. ti始终小于t2D. ti先小于后大于t20点沿垂直于be面的方向射3、如图所示为一直

2、角棱镜的横截面/bae=90, / abe=60, 一平行细光束从入棱镜。已知棱镜材料的折射率n42，若不考虑原入射光在be面上的反向光,CC.从be面射出,则有光线（ ）A .从ab面射出B .从ae面射出且be面斜交D .从be面射出，且与be面垂直4、如图所示，截面为 ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边 AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（）A 紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B 紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽光带在上,紫色光带在下，红色光带较宽光带在下,

3、紫色光带在上，红色光带较宽天津卷）中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张 子？涛之灵中写道：雨色映日而为虹”。从物理学的角度看，虹是雨滴的两次折射和一次反射形成的。右图是彩虹成因的简化示意图，其中 则两光（）5、(2015C.红色D .红色i志和在玄真 太阳光经过 a、b是两种不同频率的单色光，A 在同种玻璃中传播，a的传播速度一定大于 b光B以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C .分别照射同一光电管，若 b光能引起光电效应.a光也一定能D .以相同的入射角从水中射入空气.在空气中只能看到一种光时，一定是6、在一次讨论中，老师问道： 假如水中相同深度处有 a、b、c三种不

4、同颜色的单色点光源，有人在水面 上方同等条件下观测发现， b在水下的像最深，c照亮水面的面积比 a的大。关于这三种光在水中的性质, 同学们能做出什么判断？ ”有同学回答如下： c光的频率最大a光的传播速度最小b光的折射率最大a光的波长比b光的短3、在做测定玻璃折射率的实验时，（1）甲同学在纸上正确画出玻璃砖的界面ab前，不慎碰了玻璃砖使根据老师的假定，以上回答正确的是（A.B.C.D.（AC边末画出），AB为直角边，ABC=45 , ADC1.5。P为一贴近玻璃砖放置的与 AB垂直的光屏。）BA7、一玻璃砖横截面如图所示， 其中ABC为直角三角形 为一圆弧，其圆心在 BC边的中点。此玻璃的折射

5、率为 若一束宽度与 AB边长度相等的平行光从 AB边垂直射入玻璃，则（BC边长度相等的平行光AB边的长度AC边的长度A、从BC边折射出一束宽度与B、屏上有一亮区，其宽度小于C、屏上有一亮区，其宽度等于r，外圆半径为R, R=72r。D、当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大8、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 5则（ ）A.n可能为J3B.n可能为C.t可能为2叵cD.t可能为4.8r

6、9、如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面AB的夹角为9=300, E、F分别为边BC的中点，则（ABC的单色光从空气射向 E点，并偏折到F点。已知入射方向与边）该棱镜的折射率为 J3光在F点发生全反射光从空气进入棱镜，波长变小从F点出射的光束与入射到E点的光束平行10、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 .红光以30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 .紫光以45的入射角入射11、如图,一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60 。己知光线在玻

7、璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为（A . J2B . 1.5D. 212、使用照相机拍摄清晰满意的照片，必须选择合适的曝光量。曝光量P可以表示为:P= k（d）21，式中k为常数，d为照相机镜头 通光孔径”的直径,f为照相机镜头的焦距，t为曝光时间,将-的倒数-称为照相机的光圈数。一摄影爱好者在某次拍摄时，选择的光圈数是 fd8，曝光时间是-S。30若他想把曝光时间减少一半，但不改变曝光量，那么光圈数应选择（B. 5.6C. 8D . 11二、填空题。真1、一束光从空气射向折射率为 73的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为空中的光速为C ,则

8、光在该介质中的传播速度为2、如图所示，扇形 AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角/A0B=60。一束平行于角平分线 0M的单色光由0A射入介质，经OA折射的光线恰平行于 0B。求介质的折射率。折射光线中恰好射到 M点的光线（填能”或不能”）发生全反射。.M它向ab方向平移了一些，如图 1甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将。(2)乙同学为了避免笔尖接触光学面，画出的 ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图1乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折线点都确定在ab和cd上，则测出的n值将。(3)丙同学在操作和作图时均无失误，但所用玻璃砖

9、的两个界面明显不平行，这时测出的n值将0图】丙三、解答题1、( 2015江苏卷)人造树脂时常用的眼镜片材料，如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后,射在桌面上的P点，已知光线的入射角为30 0A=5cm, AB=20cm，BP=12cm，求该人造树脂材料的折射2、一棱镜的截面为直角三角形ABC , / A=30o,斜边AB = a。棱镜材料的折射率为 n 近。在此截面所 在的平面内，一条光线以 45。的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路 返回的情况)。3、如图，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

10、面有光线射出。球该部分柱面的面积S。4、（2015海南卷）一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角丫（ V）。3与玻璃砖的底平面成（2）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面 折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。【答案与解析】一、选择题1、【答案】BD【解析】任何频率的色光在真空中的传播速度都是C,因此选项A不正确。在介质中，频率越高（颜色越靠近紫色）的单色光，折射率越大，传播速度越小，因此选项B正确，选项C不正确。从玻璃到空气的界面上，单色光发生全反射的临

11、界角由该单色光的折射率决定。红光的频率小 于紫光，红光的折射率小于紫光，所以红光的全反射临界角大于紫光。选项D是正确的。2、【答案】B 【解析】率为n,如图所示，为红、蓝两单色光经过平板玻璃砖的光路图。设玻璃砖的厚度为 t，则n竺-sin r折射角为r，穿过玻璃砖所用的时间为，t 。联立以上三式可得tvcosrn2dsin2由于红光的折射率 ni小于蓝光的折射率 n2,则红光穿过玻璃砖所用的时间 间t2,故正确的选项为 B。3、【答案】BD【解析】作出光路图如图，可知BD正确。光在ab界面发生了全反射。4、d,某单色光的折射ti小于蓝光穿过玻璃砖所用的时【解析】紫光的频率比红光大，故三棱镜对紫

12、光的折射率比对红光大，通过三棱镜后紫光偏离入射方向的角度大，当光屏离三棱镜的距离适当时，紫光既可以在红光的上面，也可以在红光的下面。两光束宽度都为d，所以它们在 AC上相交的长度相等设为 L，以一束光为例，分别做它们的法线，做两条光线的折射光线，由于紫光偏折程度强，形成的光带较窄，红光偏折程度弱，形成的光带较宽，故选CD。5、【答案】C【解析】由图可知，光线 a的折射率大于光线b的折射率，根据n ，可以确定a光在同种玻璃中 v光速小于b光，故A错误；以相同的入射角射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大，光的频率越大光子能量越大，就越容易发生光电效应,C正确；根据sinC故B错误；根据E h ，1-

13、，折射率越大，越容易发n生全反射，在水外越不容易看到, 【考点】光的反射、6、【答案】CD错误。折射、全反射及光电效应。h-，折射率越大视深越小，b在水下的像最深，对水的折射率最小，频率最小，在n水中的传播速度最大，波长最大，错对；分析全反射：设照亮水面的半径为1RsinC -，tanc ，c照亮水面的面积比 a的大，说明c的临界角大于nh则a的折射率、频率最大，在水中的传播速度最小，错对，故正确选项为7、【答案】BD【解析】根据视深hR，水的深度为 h，a的，c的折射率小于a的,C。1【解析】宽为 AB的平行光进入到玻璃中直接射到BC面，sin C 1n2sin 45。 0.707，入射角为

14、45。临界角，所以在BC面上发生全反射仍然以宽度大小为AB长度的2竖直向下的平行光射到AC圆弧面上。根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于对。故选BD。8、【答案】AB【解析】只经过两次全反射可知第一次入射角为45反射光路图如图所示。根据全反射可知临界角CW 451再根据n 可知nsin C72 ；光在透明柱体中运动AB的长度，B对，D路程为L = 4r，运动时间为L 4nr t - 一v c边上的入射角小于临界角，不会发生全反射,B错；由公式空气，可知C对；三棱镜两次折射使得n光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故10、【答案】D【解析】画出两次折射光路图如图，由题意O2A为D错。

15、侧移距离 x，根据几何关系xsin(i r)cosr又n，(1)若为同一单色光即sin rn相同时,则i比r增加得快，进而知sin(i r)0且增加、则t 出巨,CD均错。 c9、【答案】AC折射率为J3 ;由光路的可逆性可知，在 BC【解析】在E点作出法线可知入射角为60。，折射角为30。,0且增加，故AC错误;cosr(2)若入射角相同，则由可得x d sin i (1cosi可知n增加时 x增加，故B错误D正确。11、【答案】C【解析】由题意可知，单色光在玻璃内发生了全反射，如图所示，为光线在玻璃球内的光路图, 折射点，B为反射点，由于出射光线与入射光线平行，由图可知AB=BC,而OB为

16、/ ABC的角平分线，所以 OB与入射光线和出射光线平行，则/ AOB=1200,/ OAB=300，因此玻璃的折射率为n sin 60oj3，故正确的选项为c。sin 3012、【答案】B【解析】由题可得:Po k(8)21 d 230 k(f)60解得:（d）2f132所以光圈数为5. 6。二、填空题1、【答案】o60 ， v43 c。3【解析】根据sin i . d /g . ，ir 90 ,得 tani sin r60o。根据nc。32、【答案】nJ3，不能。【解析】依题意作出光路图如图, 由几何知识可知，根据折射定律得入射角 i 60，折射角r=30sin in ，sin r代入数据

17、解得n由几何关系知,光线射到AB界面的入射角为30SinC 1 丰 0.58入射角小于临界角，不能发生全反射。3、【答案】（1）不变；（2）变小；（3）无影响。【解析】（1）不变，此时玻璃砖的平移对测量结果没有影响。2甲可看出折射角不变，入射角相同,故测得的折射率将不变。（2）变小。由图2乙可看出，使入射点0向左移，折射点向右移,所画出的折射角r比实际折射角r偏大,由n sn知，测得的折射率偏小。 sin r2丙。(3)无影响。同样可根据入射光线和出射光线确定玻璃内折射光线，从而确定入射角和折射角，只要第二个界面不发生全反射就行了。不过，入射光线和出射光线不平行，如图三、计算题1、【答案】1.

18、5【解析】设折射角为丫，由折射定律 sin30 o=nsin 丫由几何关系知sin，且 OPJ( PB 0A)2 AB2代入数据解得n弊(或 n 1.5)2、【答案】如果入射光线在法线的右侧,出射点在AB边上离A点3a的位置。8如果入射光线在法线的左侧，出射点在BC边上离【解析】设入射角为i，折射角为r，由折射定律得1B点a的位置。8sin isin r由已知条件及式得r 300如果入射光线在法线的右侧，光路图如图 设出射点为F,1所示。3由几何关系可得AF -a83即出射点在AB边上离A点a的位置。8如果入射光线在法线的左侧，光路图如图B2所示。设折射光线与 AB的交点为由几何关系可知，在D点的入射角60设全发射的临界角为则sin由和已知条件得c 45因此，光在D点全反射。设此光线的出射点为 E，由几何关系得/ DEB= 90BD a 2AFCA團2BE BDsi n300联立式得 BE即出射点在BC边上离1-a81B点一a的位置。83、【答案】RL3【解析】半圆柱体的横截面如图所示，O