1、1课时跟踪检测五十九 光的折射 全反射【基础过关】1(2017 届河南洛阳一中周练)直线 P1P2过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、 b 平行且关于 P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图 a、 b 光相比( )A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较小C b 光在玻璃中的传播速度较小D b 光在玻璃中的传播时间较短解析：由题图可知， b 光进入玻璃球偏折的更厉害，故玻璃对 b 的折射率较大，A 错误；由 n 以及 b 的折射率较大可知 b 的临界角较小，故 B 错误；由 v 以及 b 的折射率1sinC cn较大可知 b 在玻璃中的传播速度较小，故 C 正确；由于 b 在玻璃
2、中位移大，波速较小，故时间较长，D 错误答案：C2.(多选)(2016 届山西忻州一中月考)两束平行的光斜射到平行玻璃砖，经玻璃砖折射后如图所示，则关于这两束光的说法中正确的是( )A A 光的折射率比 B 光的折射率小B从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行C A 光在玻璃砖中的传播速度比 B 光在玻璃砖中的传播速度小D增大 A 光在上界面的入射角，则进入玻璃砖的光线在下界面不可能发生全反射解析：折射后光路如题图所示， A 偏折的程度大，所以 A 光的折射率比 B 光的折射率大，A 错误；由于光线从下表面出射角和从上表面的入射角相等，所以从玻璃砖下表面射出的两束光一定平行，B 错误； A 光的
3、折射率比 B 光的折射率大，由 n ，所以 A 光在玻cv璃砖中的传播速度比 B 光在玻璃砖中的传播速度小，C 正确；增大 A 光在上界面的入射角，由于在玻璃砖下表面的入射角不可能大于临界角，则进入玻璃砖的光线在下界面不可能发生全反射，D 正确答案：CD3.(多选)(2016 届辽宁葫芦岛模拟) x 只含有 a、 b 两种单色光的复色光由某种介质射向2真空，光路如图所示，则下列说法正确的是( )A a 光在介质中的传播速度比 b 光大B a 光的频率比 b 光大C a 光的临界角比 b 光小D a 光的折射率比 b 光的折射率小解题思路：根据发生全反射的条件知 a 光的折射率较小，由 v 知速
4、度的关系cn解析：由于 b 光发生了全反射，而 a 光没有，故 a 光的临界角较大，C 错误；由 n可知 a 光的折射率较小，由 v 可知 a 光在介质中速度较大，故 A、D 正确；由于 a1sinC cn光的折射率较小，故频率较低，B 错误答案：AD4.(2016 届徐州市高三期末)可见光通信是利用 LED 灯的光线实现上网的新型高速数据传输技术如图所示， ABCD 是 LED 闪光灯的圆柱形封装玻璃体，其横截面的直径 AB d，厚度 AD d.LED 灯(可视为点光源)固定在玻璃体 CD 面的圆心 O.玻璃体的折射率为 ，32 2光在真空中的传播速度为 c.求：(1)光在玻璃体中传播的速度
5、；(2)光线 OA 在 AB 面发生折射时的折射角解析：(1) v c；(2)由题意知入射角为 30， n ，所以折射角cn 22 sinrsini sinrsin30r45.答案：(1) c (2)4522【提升过关】一、单项选择题1. (2017 届安徽皖江名校联盟月考)如图所示，红色细光束 a 射到折射率为 的透明2球表面，入射角为 45，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为 b，则入射光线 a 与出射光线 b 之间的夹角 为( )3A30 B45C60 D75解题思路：画出光路图，根据折射定律及几何关系求解即可. 解析：光路图如右：透明球折射率为 ，由 n ，可知 r30，所以
6、入射光线 a 与出射光线 b 之2sin45sinr间的夹角 为 2(4530)30，A 正确答案：A2.(2016 届河南焦作定位测试)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点，并偏折到 F 点已知入射方向与边 AB 的夹角为 30， E、 F 分别为边 AB、 BC 的中点，则( )A光从空气进入棱镜，波长变大B光从空气进入棱镜，光速变大C该棱镜的折射率为 3D从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行解析：由 v ， v f 可知， 介 ，光从空气进入棱镜，波长变小，光速变cn 空 气n小，则 A、B 错误；在 E 点作出法线可知入射角为 60，折射角
7、为 30，由 n 可sin60sin30得 n ，C 正确；三棱镜两次折射使得光线都偏向底边，不会与入射到 E 点的光速平行，3D 错误答案：C3(2017 届龙岩综测)一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，4如图(a)所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着 的变化而变化，如图(b)的图线所示下列说法正确的是( )A透明体对红光的折射率为233B红光在透明体中的速度大小与在真空中的相同C红光的折射光线的频率会随着折射光线强度的增大而增大D红光在透明体内发生全反射的临界角为 30解析：由图(b)得到 30时发生全反射，故全反射的临界角 C60，故n ，故
8、 A 项正确，D 项错误；根据 v ，红光在透明体中的光速小于真空1sinC 132 233 cn中的光速，故 B 项错误；光线的频率与介质的折射率无关，故红光的折射光线的频率不变，故 C 项错误答案：A4.打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将 OP、 OQ 边与轴线的夹角 切割在 1 2的范围内，才能使从 MN 边垂直入射的光线，在 OP 边和 OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到 OP 边并反射到 OQ 边后射向 MN 边的情况)，则下列判断正确的是( )A若 2，光线一定在 OP 边发生全反射B若 2，光线会从 OQ 边射出C若 1，光线会从 OP 边射出D若 1，光线会在
9、 OP 边发生全反射解析：从 MN 边垂直入射，由几何关系可知光线射到 PO 边上时的入射角 i ， 2据题： 在 1 2的范围内，才能使从 MN 边垂直入射的光线，在 OP 边和 OQ 边都发生全反射，说明临界角 C 的范围为 2 C 1；若 2，光线在 PO 上入射 2 2角 i 2 C，故光线在 OP 边一定不发生全反射，会从 OP 边射出A、B 选 2 2项错误；若 1， i 1 C，故光线在 OP 边会发生全反射根据几何关 2 2系可知光线在 OQ 边上入射角 i较小，光线不会在 OQ 边发生全反射，C 选项错误，D 选项5正确答案：D二、多项选择题5.(2016 届山东寒亭一中月考
10、)根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是( )A人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些解析：人看到的是鱼发出的光线经过水面折射形成的虚像，光线从水射向空气中时，入射角小于折射角，作出从鱼发出的两条光路，将折射光线反向延长，得到的交点即为鱼的虚像，如图所示，可以看出虚像的位置变浅了，同理，鱼看到的是人发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据光路的可逆性原理可知，位置变高了，B、D 正确答案：BD6.(2016 届北京四中检测)如图， a 是一细束由两种不同频率的可见光组成的复色光，射向半圆玻璃砖的圆心
11、O，折射后分为两束 b、 c，则下列说法中正确的是( )A c 光的偏转较 b 光大，因而玻璃对 c 光的折射率比玻璃对 b 光的折射率大B c 光在玻璃中的传播速度比 b 光在玻璃中的传播速度大C b 光在真空中的波长比 c 光在真空中的波长小D若 b、 c 两种单色光由玻璃射向空气时发生全反射，其临界角分别为 b、 c，则有 b c解析：由折射定律得，二者入射角等大， c 的折射角较小，故 c 的折射率较大，A 正确；由 v 可知， c 的折射率较大，则 c 的速度小，故 B 错误；由于 c 的折射率较大，则 c 的cn频率大，波长小，故 C 错误；由 sinC 可知， c 的折射率较大，
12、故 c 的临界角较小，D 正1n6确答案：AD7. 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 r.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2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 B n 可能为 23C t 可能为 D t 可能为22rc 4.8rc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 C45，再根据 n ，可知 n ；光在透明柱体中运动路程为1sinC 2L4 r，运动时间为 t L
13、/v4 nr/c，则 t4 r/c，C、D 选项均错2答案：AB8.一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、 b 两束，如图所示，则 a、 b 两束光( )A垂直穿过同一块平板玻璃， a 光所用的时间比 b 光长B从同种介质射入真空发生全反射时， a 光临界角比 b 光的小C分别通过同一双缝干涉装置， b 光形成的相邻亮条纹间距小D若照射同一金属都能发生光电效应， b 光照射时逸出的光电子最大初动能大解析：由图可知， a 光的偏折角大于 b 光的偏折角，故说明 a 光的折射率大于 b 光的折射率，说明 a 光频率大于 b 光的频率， a 光的波长小于 b 光
14、，在介质中 a 光的波速小于b 光；垂直穿过同一块玻璃时，不会发生折射，则经过的距离相同，因 a 光的波速小，故a 光所用的时间长，A 选项正确；由 sinC 可知， a 光的临界角要小于 b 光的临界角，B1n7选项正确；由 x 可知， a 光的干涉条纹小于 b 光的干涉条纹，C 选项错误；由LdEk h W0；由于 b 光的频率小，故 b 光光子能量小，则 b 光照射时逸出的光电子最大初动能要小，D 选项错误答案：AB三、计算题9.(2017 届贵州遵义航天中学模拟)如图所示，一束单色光射入一半径为 0.4 m 的玻璃球体，入射角为 60，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中
15、时与入射光线平行求：(1)此玻璃的折射率；(2)光在玻璃球内的传播时间解析：(1)分析如图，可知 30，折射率为 n .(2)光在玻璃中传播sin60sin30 3的距离为 s4 Rcos 4 Rcos3040.4 m m， v 32 435 cn 31083m/s 108 m/s，解得 t 810 9 s.3sv答案：(1) (2)810 9 s310.(2016 届广东东莞实验中学高三期末)如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图圆弧 CD 是半径为 R 的四分之一圆周，圆心为 O.光线从 AB 面上的 M 点入射，入射角 i60，光进入棱镜后恰好在 BC 面上的 O 点发生全
16、反射，然后由 CD 面射出已知 OB 段的长度为 l6 cm，真空中的光速 c3.010 8 m/s.求：(1)透明材料的折射率 n；(2)光从 M 点传播到 O 点所用的时间 t.8解题思路：(1)光线射入棱镜后射在 BC 面上的 O 点并恰好在 BC 面上发生全反射根据折射定律分别研究光线在 AB 面上的折射和在 BC 面的全反射，即可求解折射率；(2)由公式 v 求出光在棱镜中的传播速度，由几何关系求出 MO 间的距离，即可求得cn时间 t.解析：(1)设光线在 AB 面的折射角为 r，根据折射定律得 n ，设棱镜的临界角为sinisinrC.由题意，光线在 BC 面恰好发生全反射，得到 sinC ，由几何知识可知， r C90，1n联立以上各式解出 n .72(2)光在棱镜中传播速度 v ，由几何知识得， MO nl，故光从 M 点传播到 Ocn lsinC点所用的时间 t s3.510 10 s.MOv n2lc (72)2610 23108答案：(1) (2)3.510 10 s72
