1、- 1 -2.1 光的折射 全反射高效演练创新预测1.(多选)(2018青岛模拟)关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是( )A.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B.光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景D.一束色光从空气进入水中,波长将变短,色光的颜色也将发生变化E.一束白光从空气斜射进入水中,也将发生色散【解析】选 A、B、E。一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象,A 正确;由全反射的条件可知,内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大,故 B 正确;海市蜃楼将呈现正立的像,位置在实物的上方
2、,又称上现蜃景,C 错误;色光进入水中,光的频率不变,颜色不变,D 错误;白光斜射入水中,由于水对不同色光的折射率不同,各种色光将分开,故 E 正确。2.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大【解析】选 D。发光小球沿水平方向发出的光,均能射出玻璃缸,不发生全反射,选项 A 错误;小球发出的光射到水面上时,当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,选项 B 错误;光的频率由光源决定,光由一种介质进入另一种
3、介质时,光的频率不变,选项 C 错误;根据 n= ,光在水中的传播速度较小,选项 D 正确。3.(多选)如图是不平行玻璃砖的截面,a、b 两束单色光从空气垂直玻璃砖上表面射入,在下表面上反射和折射情况如图所示,则 a、b 两束光 ( )- 2 -A.在同种均匀介质中传播时,b 光的传播速度大B.以相同的入射角从空气斜射入水中,b 光的折射角较大C.在真空中,a 光的波长大于 b 光波长D.在玻璃中,n anb,故 D 错误;根据 n= ,知 vanb,则 fafb,由 c=f 知 a b,C错误;当 b 光逆时针转动时,b 光在玻璃砖下表面的入射角会增大,当该角大于 b 光的临界角时,b 光就
4、会发生全反射,E 正确。4.(2018海淀区模拟)如图 a 所示,在测量玻璃折射率的实验中,两位同学先在白纸上放好截面是正三角形 ABC 的三棱镜,并确定 AB 和 AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针 P1和 P2,再从棱镜的右侧观察 P1和 P2的像。(1)此后正确的操作步骤是_。(选填选项前的字母) A.插上大头针 P3,使 P3挡住 P2的像B.插上大头针 P3,使 P3挡住 P1、P 2的像C.插上大头针 P4,使 P4挡住 P3的像D.插上大头针 P4,使 P4挡住 P3和 P1、P 2的像(2)正确完成上述操作后,在纸上标出大头针 P3、P
5、4的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率,两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线,如图 b 甲、乙所示。在图 b 中仅通过测量 ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_(选填“甲”或“乙”),所测玻璃折射率的表达式n=_(用代表线段长度的字母 DE、GF 表示)。 【解析】(1)在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两枚大头针 P1和 P2,确定入射光线,然后插上大头针 P3,使 P3挡住 P1、P 2的像,再插上大头针 P4,使 P4挡住 P3和 P1、P 2的像,从而确定出射光线。因此选项 B、D 正确。- 3 -(2)设入射角为 ,折射角为 ,根据折射定律和几
6、何关系有:对于甲图,sin = ,sin = ,对于乙图,sin = ,sin = ,可知仅通过测量 DE、GF 的长度便可正确计算出折射率的是图乙,折射率 n= 。答案:(1)B、D (2)乙 5.某单色光射向一半经为 R 的均匀透明圆柱形玻璃砖,若玻璃砖对该单色光的折射率为 n= ,光线以 1=60的入射角射入时,求:(1)从玻璃砖中射出的最强光线与入射光线的夹角 。(2)该单色光射入点和第一、二出射点的距离。【解析】(1)光路如图所示由折射定律得 n= ,解得 2=30,从玻璃砖内射出的最强光线与入射光线的夹角=2( 1- 2)=60。(2)该单色光的射入点与第一个射出点的距离为 d1=
7、2Rcos 2= R,由几何关系得,射入点与第二个射出点的距离为 d2=d1= R。答案:(1)60 (2) R R- 4 -【加固训练】玻璃半圆柱体的半径为 R,横截面积如图所示,圆心为 O,A 为圆柱面的顶点。两条单色红光分别按如图方向沿截面入射到圆柱体上,光束 1 指向圆心,方向与 AO 夹角为 30,光束 2 的入射点为 B,方向与底面垂直,AOB=60,已知玻璃对该红光的折射率 n= ,求两条光线经底面折射后的交点与 O 点的距离 d。【解析】光线 2 在 B 点折射时,入射角 i=60由折射定律有 n= ,得 sin r= = = ,r=30,入射到底面的入射角 i=60-r=30,则 sin r=nsin i,r=60。折射光线交 AO 延长线于 D 点,根据几何知识知 LOC= = R,同理,光线 1 从 O 点射出,折射光线与 CD 交于 E 点,折射角EOD=60,则EOD 为等边三角形,d=OE=OD=L OCtan 30= 。答案:
