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考点强化练32光的折射全反射1.(2017奉化联考)在没有月光的夜间,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯S(可视为点光源),小鱼在水中游动,它向上方水面看去,看到了亮点S1;小鸟在水面上方飞翔,它向下方水面看去,看到了亮点S2。设水中无杂质,周围无光源,水面平静,下面的说法正确的是()A.小鱼看到S1,是属于光的反射现象,S1的位置与小鱼的位置无关B.小鱼看到S1,是属于光的折射现象,S1的位置与小鱼的位置有关C.小鸟看到S2,是属于光的反射现象,S2的位置与小鸟的位置有关D.小鸟看到S2,是属于光的折射现象,S2的位置与小鸟的位置无关2.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖,他被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法正确的是()A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大3.(多选)如图所示,一束光从空气中射向折射率为n=2的某种玻璃的表面,1表示入射角,则下列说法正确的是()A.当145时会发生全反射现象B.只有当1=90时才会发生全反射C.无论入射角1是多大,折射角2都不会超过45D.欲使折射角2=30,应以1=45的角度入射4.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长的变化符合柯西经验公式:n=A+B2+C4,其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示,则()A.屏上c处是紫光B.屏上d处是红光C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光5.一束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率,下列光路图正确的是()6.很多公园的水池底都装有彩灯,当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时,关于光在水面可能发生的反射和折射现象,下列光路图正确的是()7.某同学测量玻璃砖的折射率,准备了下列器材:激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示,直尺与玻璃砖平行放置,激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面,在直尺上观察到A、B两个光点,读出OA间的距离为20.00 cm,AB间的距离为6.00 cm,测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1=10.00 cm,玻璃砖厚度d2=4.00 cm。玻璃的折射率n=,光在玻璃中传播速度v= m/s(光在真空中传播速度c=3.0108 m/s,结果保留两位有效数字)。8.利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成角的光线,以入射角i入射到半圆上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率。9.(多选)为了从坦克内部观察外部目标,在厚度为20 cm的坦克壁上开了一个直径为12 cm的孔,若在孔内分别安装由同一材料制成的如图所示的三块玻璃,其中两块玻璃的厚度相同。坦克内的人在同一位置通过玻璃能看到的外界的角度范围是()A.图1的大于图2的B.图1的小于图3的C.图2的小于图3的D.图2的等于图3的10.明代学者方以智在阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低11.如图所示,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。12.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13.如图所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经折射后,会聚在屏上同一点,若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列判断正确的有()A.n1n2,a为蓝光,b为红光B.n1n2,a为红光,b为蓝光D.n1n2,a为蓝光,b为红光14.(多选)如图所示,两束平行的甲光和乙光,相距为d,斜射到置于空气中的矩形玻璃砖上,若光线在玻璃砖内不重叠,当它们从玻璃砖的下表面射出时()A.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离一定大于dB.若甲为紫光,乙为红光,则两条出射光线间距离可能小于dC.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离可能大于dD.若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离一定小于d考点强化练32光的折射全反射1.A由题意知,小鱼看到的S1是属于光的反射现象,由光的反射定律知,S1的位置与灯S关于水面对称,与小鱼的位置无关,则选项A正确,B错误;小鸟看到的S2是属于光的折射现象,由光的折射定律知,S2的位置与小鸟的位置有关,则选项C、D错误。2.A光纤内芯比外套折射率大,在内芯与外套的界面上发生全反射,A对、B错;频率大的光波长短,折射率大,在光纤中传播速度小,C、D错。3.CD发生全反射现象的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于临界角,所以选项A、B均错误;由折射率n=sin 1sin 2=2可知,当入射角最大为90时,折射角2=45,所以C正确;由折射率n=sin 1sin 2可知,选项D正确。4.D可见光中红光波长最长,折射率最小,折射程度最小,所以a为红光,而紫光折射率最大,所以d为紫光。5.D两种单色光射入玻璃砖时的折射角小于入射角,据此可排除选项A、B;已知a光的频率小于b光的频率,那么a光在玻璃砖中的折射率较小,入射角相同时,折射角较大,选项D正确。6.C红光、蓝光都要发生反射,红光的折射率较小,根据sin C=1n可知红光发生全反射的临界角比蓝光大,所以蓝光发生全反射时,红光不一定发生,故C正确。7.答案 1.22.5108解析 作出光路图如图所示,根据几何知识可得入射角i=45,折射角r=37,故折射率n=sinisinr=1.2,故v=cn=2.5108 m/s。8.答案 sinisin(i-)解析 设光在玻璃中的折射角为r,如图,由图中几何关系可知,i=+r,所以r=i-。由折射定律得n=sinisinr=sinisin(i-)。9.AD光线穿过玻璃砖后,出射光线和入射光线平行,光路图如图所示,图1中的在玻璃砖中的入射角大于图2、图3中玻璃砖中的入射角,根据折射定律,射入空气的折射角图1最大,根据光的可逆原理,知图1观察到的角度范围最大。由图可以知道,出射光线和入射光线平行,在图2和图3中,由几何关系知,两光线在玻璃砖中的入射角相等,则在空气中的折射角也相等,即图2和图3观察的范围相同。故A、D正确,B、C错误。10.D设折射角为,在右界面的入射角为,根据几何关系有:+=A,根据折射定律n=sinisin,增大入射角i,折射角增大,减小,而增大才能使b光发生全反射,故A错误;由光路图可知,a光的折射率小于b光的折射率(nab),故B错误;根据光电效应方程和遏止电压的概念可知:最大初动能Ek=h-W0,再根据动能定理-eUc=0-Ek,即遏止电压Uc=he-W0e,可知入射光的频率越大,需要的遏止电压越大,nanb,则a光的频率小于b光的频率(ab),a光的遏止电压小于b光的遏止电压,故D正确;光是一种横波,横波有偏振现象,纵波没有,有无偏振现象与光的频率无关,故C错误。11.答案 1.43解析 如图所示,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射。设光线在半球面的入射角为i,折射角为r。由折射定律有sin i=nsin r由正弦定理有sinr2R=sin(i-r)R由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i。由题设条件和几何关系有sin i=LR式中L是入射光线与OC的距离。由式和题给数据得sin r=6205由式和题给数据得n=2.051.43。12.C由题图知,光线通过玻璃砖后,b光的偏折角大,则玻璃对b光的折射率较大,故A错误;玻璃对a光的折射率较小,知玻璃对a光的临界角较大,故B错误;由v=cn知,b光在玻璃中的传播速度较小,故C正确;b光在玻璃砖中通过的路程较大,传播速度较小,b光在玻璃中的传播时间较长,故D错误。13.A由于红光的频率低于蓝光的频率,有n1n2,由光路图可知,a为蓝光,b为红光,A正确。14.AD根据光学规律知两束出射光线仍平行;红光和紫光对玻璃砖的折射率不同,紫光的折射率大,紫光的侧移量大,红光的侧移量小,用极限法,红光的侧移量小,小到等于零,不偏转,沿直线传播。若甲为紫光,乙为红光,两条出射光线间距离一定大于d,如图a所示,选项A正确,B错误;若甲为红光,乙为紫光,则两条出射光线间距离一定小于d,如图b所示,选项C错误,D正确。
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