1、光的折射折射定律、光的全反射一、选择题( 本题共 8 小题，14 题为单选，58 题为多选)1(2018福建月考 )如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光 a、b，波长分别为 a、 b，该玻璃对单色光 a、b 的折射率分别为 na、n b，则 ( B )导 学 号 21993348A anb B ab，n ab，n anb解析 由图可知，在入射角相同的情况下，光线 a 的偏折程度小于光线 b 的偏折程度，因此玻璃对光线 a 的折射率小于对光线 b 的折射率，故选项 A、D 错误；由于折射率越大的光频率越高，因此光线 a 的频率小于光线 b 的频率，由 cf 可知光线a 的波长大于光线 b
2、 的波长，因此选项 B 正确。2如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径 AB 射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到 B 点。已知入射光线到直径 AB 的距离为 R，R 是圆柱32体的半径。已知光在真空中的传播速度为 c，则 ( B )导 学 号 21993349A该透明圆柱体介质的折射率为 2B该单色光从 C 点传播到 B 点的时间为3RcC折射光线过 B 点时可能发生全反射D改变入射光线到直径 AB 的距离，折射光线仍然能够射到 B 点解析 连接 OC，则 OC 是 C 点的法线，设入射角为 i，折射角为 r，则sini ，i60，由几何知识得 r30。折射率 n ，A 错误
3、；s BC2Rcos3032 sinisinr 3 R，光在玻璃中的传播速度 v ，t ，B 正确；只要光线能从 C 点3cn c3 sBCv 3Rc进入玻璃，就能从 B 点射出玻璃，不可能发生全反射，C 错误；改变入射光线到直径AB 的距离，由折射定律可知折射光线不可能射到 B 点， D 错误。3(2018重庆检测 )虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，光路如图所示。M、N、P、Q 点的颜色分别为 ( A )导 学 号 21993350A紫、红、红、紫 B红
4、、紫、红、紫C红、紫、紫、红 D紫、红、紫、红解析 白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率 n 紫 n 红 ，由折射定律知紫光的折射角较大，由光路可知，紫光将到达 M 点和 Q 点，而红光到达 N 点和 P 点，故选 A。4(2018四川检测 )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 ( C )导 学 号 21993351A玻璃对 a 光的折射率较大B玻璃对 a 光的临界角较小Cb 光在玻璃中的传播速度较小Db 光在玻璃中的传播时间较短解析 A 项，根据 a 光和 b 光的光路可知，b 光从空气进入
5、玻璃球的折射角小于a 光，则 b 光的折射率大于 a 光的折射率，故 A 项错误。B 项，根据折射定律得，全反射的临界角满足 n ，根据 A 项分析可知，a 光1sin C的折射率小于 b 光的折射率，所以玻璃对 a 光的临界角较大，故 B 项错误。C 项，根据 A 项分析可知，a 光的折射率小于 b 光的折射率；根据折射率 n 得，cvb 光在玻璃中的传播速度较小；根据图可知，b 光在玻璃中的传播距离大于 a 光在玻璃中的传播距离，所以 b 光在玻璃中的传播时间较长，故 C 项正确，D 项错误。综上所述，本题正确答案为 C。5(2018浙江名校质检 )某大学研制出了正六棱柱“隐形衣” 。有同
6、学将该正六棱柱放进装满水的透明鱼缸，向着棱的方向看，可以看到鱼缸另一侧大学的校徽；用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞，再向棱方向观察，铅笔插进孔洞的那段“消失”不见(如图甲所示，图乙为光路说明图) ，关于此实验的说法正确的是 ( 导 学 号 21993352BD )A “隐形”的原理是光发生了全反射B光由水进入该介质，折射角大于入射角C “隐形 ”的原理是光被介质吸收了D光在该介质中传播的速度大于在水中传播的速度解析 “隐形”的原理是光发生了折射，不是全反射，选项 A 错误；由光路图可知光由水进入该介质，折射角大于入射角，选项 B 正确；“隐形”的原理是光被介质折射后绕过了铅笔，选项 C 错
7、误；因光在该介质中的折射角大于在水中的入射角，该介质相对水是光疏介质，可知光在该介质中传播的速度大于在水中传播的速度，选项 D 正确。6(2018山东日照检测 )如图所示，杯中装满水，上方有一点 A，杯底有一点B，A、B 连线和水面的交点为 O，现在 A 点用很细的一束红光照向水面上的 P 点，正好在 B 点形成亮点，若在 A 点用很细的另一种光照向水面上的 Q 点，也正好在 B 点形成亮点，下列说法正确的是 ( ABE )导 学 号 21993353A不管另一种光是什么颜色，P 点和 Q 点都在 O 点的右边B若另一种光是紫光，Q 点距 O 点较远C若另一种光是紫光，Q 点距 O 点较近D若
8、另一种光是黄光，P 点和 Q 点都在 O 点的左边E若另一种光是橙光，Q 点距 O 点较远解析 光从空气斜射入水中发生折射，根据折射定律可知，折射角小于入射角，故要在 B 点形成亮点，P、Q 都应在 O 点的右边，故 A 正确，D 错误；假设紫光也照向水面上的 P 点，由于紫光的折射率大于红光的折射率，根据折射定律，n ，可sinisinr知紫光的折射角较小，折射光线更靠近法线，则杯底上亮点落在 B 点左侧，所以要使紫光照向水面上的 Q 点，也正好在 B 点形成亮点，Q 点距离 O 点更远，故 B 正确；蓝色和橙光的折射率都比红光的大，同理，若另一种光是蓝光或橙光，Q 点距离 O 点更远，故
9、C 错误， E 正确。7(2018吉林延边州月考 )如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与 AB 成 角射入，对射出的折射光线的强度随 角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是用这种材料制成的透明体，左侧是半径为 R 的半圆柱体，右侧是长为 8R、高为 2R 的长方体，一束该单色光从左侧 A点沿半径方向，且与长方体的长边成 37角射入透明体。已知光在真空中传播的速度为 c，以下说法中正确的是 ( BCE )导 学 号 21993354A该透明材料的临界角是 37B该透明材料的临界角是 53 C该透明材料的折射率为54D该透明材料的折射率为 E光线在透明体中传
10、播的总时间为53 55R4c解析 由图乙可知，37时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角 C，即 C53，故 A 错误，B 正确；根据全反射临界角公式n ，得该透明材料的折射率为 ，故 C 正确，D 错误；因为临界角为 53，光线的1sinC 54透明体中刚好发生 3 次全反射，光路图如图所示，则光程为 L11R，光在该透明体中传播的总时间为 t ，故 E 正确。Lv nLc 55R4c8(2018河北冀州检测 )如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成 a、b 两束单色光，下列说法正确的是 ( ACD )导 学
11、 号 21993355Aa、b 两束单色光相互平行Ba 光在玻璃中的传播速度大于 b 光的传播速度C在玻璃中 a 光发生全反射的临界角小于 b 光的临界角D用同一双缝干涉装置进行实验，a 光的条纹间距小于 b 光的条纹间距解析 光线经平行玻璃砖射出后，出射光线与入射光线平行，选项 A 正确；由图可知 a 光的折射率大于 b 的折射率，由于 n ，因此 a 光在玻璃中的传播速度小于cvb 光的传播速度小于 b 光的传播速度，选项 B 错误；由 n ，可知选项 C 正确；由1sinC于 a 光的折射率大于 b 光的折射率，因此 a 光的频率大于 b 光，波长小于 b 光的，干涉条纹间距与波长成正比
12、，选项 D 正确。二、非选择题9(2018山东省潍坊市高三上学期期末试题)一束激光经 S 点被分成 a 和 b 两束后，穿过玻璃球的光路如图所示，O 为球心。入射时光束 a 和 b 与 SO 的夹角均为 30 ，射入玻璃球时的入射角均为 r160 ，出射时光束均与 SO 平行。光在真空中的速度为c3.010 8m/s，求光在玻璃球中的速度。 导 学 号 21993356答案： 108m/s6解析 作出出射点的法线如图所示，由几何关系，有r1，r 2r 3， r 4，r 2r 3又 n ，n cv sinr1sinr2 sinr4sinr3代入数据可得 v 108m/s610(2018河南洛阳检
13、测 )一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记 P 离水面的高度为 h10.6m，尾部下端 Q 略高于水面，赛艇正前方离赛艇前端 s10.8m 处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方 s23.0m 处下潜到深度为 h2 处时，看到标记 P刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端 Q，继续下潜 h2.0m，恰好能看见 Q(已知水的折射率 n )。求：43 导 学 号 21993357(1)深度 h2；(2)赛艇的长度 l。( 可用根式表示)答案：(1)4m (2)( 3.8)m187 7解析 (1)设过 P 点光线恰好被浮标挡住时，入射角、折射角分别为 、，则sin s1s21 h21sin s2s2
14、 h2水的折射率为 n sinsin由式联立，并代入数据解得 h24m。(2)潜水员和 Q 点连线与竖直方向的法线夹角刚好为临界角 C，则sinC 1n 34又由几何知识得 tanC s1 s2 lh2 h联立式解得 l( 3.8)m 。187 711(2018河北检测 )如图，有一玻璃圆柱体，横截面半径为 R10cm，长为L100cm。一点光源在玻璃圆柱体中心轴线上的 A 点，与玻璃圆柱体左端面距离d4cm，点光源向各个方向发射单色光，其中射向玻璃圆柱体从左端面中央半径为r8cm 圆面内射入的光线恰好不会从柱体侧面射出。光速为 c310 8m/s。求：导 学 号 21993358(1)玻璃对该单色光的折射率；(2)该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间。答案：(1) (2)6 109 s355解析 (1)由题意可知，光线 AB 从圆柱体左端面射入，其折射光 BD 射到柱面D 点恰好发生全反射，设光线在 B 点的入射角为 i，则 sini ，rr2 d2 25由折射定律得 n ，sinisinrsinC ，1n根据几何知识有 sinrcosC ，1 sin2C解得 n ；355(2)折射光 BD 在玻璃柱体内传播路程最长，因此传播时间最长，最长的路程为 snL，LsinC光在玻璃中传播的速度为 v ，cn则该单色光通过玻璃圆柱体的最长时间为 t 610 9 s。sv n2Lc
