专题14.3　光的折射　全反射（练）

一、多选题

1. 难度：中等

如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则(　　)

A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B.在真空中，a光的波长小于b光的波长

C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失

E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距

二、单选题

2. 难度：中等

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

3. 难度：中等

中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子．涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过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A.b时两种不同频率的单色光，则两光

A.在同种玻璃种传播，a光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光一定也能

D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光

三、多选题

4. 难度：中等

半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光(　　)

A.在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大

B.以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大

C.在真空中，a光的波长小于b光波长

D.让a光向A端逐渐平移，将发生全反射

E.分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大

四、单选题

5. 难度：中等

如图所示，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λ_a、λ_b，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n_a、n_b，.则(　　)

 

A.λ_a<λ_b，n_a>n_b B.λ_a>λ_b ，n_a<n_b

C.λ_a<λ_b ，n_a <n_b D.λ_a>λ_b ，n_a >n_b

五、多选题

6. 难度：中等

如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO₁方向(O_l点在分界面上，图中O_l点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点．图中O点为A、B连线与分界面的交点．下列说法正确的是

A.O_l点在O点的右侧

B.蓝光从空气中射入水中时，速度变小

C.若沿AO_l方向射向水中的是—束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点

D.若沿AO_l方向射向水中的是—束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点

E.若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点

六、单选题

7. 难度：中等

以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n< 0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n=−1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（ ）

A.A B.B C.C D.D

七、填空题

8. 难度：中等

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

八、多选题

9. 难度：中等

如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是(　　)

A.a侧是红色光，b侧紫色光

B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长

C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率

D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率

E.在同种条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光

10. 难度：中等

彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．形成示意图如图所示，一束白光L由左侧射入雨滴，a、b是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光（a、b是单色光）．下列关于a光与b光的说法中正确的是__________

A.雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率

B.a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度

C.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距大于b光条纹间距

D.a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长

E.若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射

九、单选题

11. 难度：简单

一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是（ ）

A.

B.

C.

D.

12. 难度：简单

如图所示，一束双色光从空气射入水面，进入水中分成两束，它们与水面的夹角分别是，则两色光在水中传播速度之比为（ ）

A. B. C. D.

13. 难度：简单

光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成，其中心部分是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端进入，从另一端射出．下列说法正确的是（ ）

A.内芯的折射率大于包层的折射率

B.内芯的折射率小于包层的折射率

C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同

D.若紫光以如图所示角度入射时，恰能在内芯和包层分界面上发生全反射，则改用红光以同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面上发生全反射

十、多选题

14. 难度：中等

如图所示，一束光从空气中射向折射率为n＝的某种玻璃的表面，θ₁表示入射角，则下列说法中正确的是(　　)

A.当θ₁>45°时会发生全反射现象

B.只有当θ₁＝90°时才会发生全反射

C.无论入射角θ₁是多大，折射角θ₂都不会超过45°

D.欲使折射角θ₂＝30°，应以θ₁＝45°的角度入射

E.当入射角的正切tan θ₁＝时，反射光线和折射光线恰好互相垂直

15. 难度：中等

如图所示，两束平行的甲光和乙光，相距为，斜射到置于空气中的平行玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下表面射出时（    ）

A.若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间一定大于

B.若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于

C.若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于

D.若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于

十一、单选题

16. 难度：中等

一束白光从顶角为的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则

A.红光最先消失，紫光最后消失

B.紫光最先消失，红光最后消失

C.紫光最先消失，黄光最后消失

D.红光最先消失，黄光最后消失

十二、多选题

17. 难度：中等

固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO’为直径MN的垂线，足够大的光屛PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屛NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ=α时，光屛NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当θ=β时，光屛NQ区域B光的光斑消失，则（　　）

A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大

B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大

C.α＜θ＜β时，光屛上只有1个光斑

D.β＜θ＜时，光屛上只有1个光斑

十三、填空题

18. 难度：中等

如图所示，一个半径为R、透明的球体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入球体后经B点射出，最后射到水平面上的C点．已知，该球体对蓝光的折射率为．则它从球面射出时的出射角___．若换用一束紫光同样从A点射入该球体，则它从球体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比，位置___（填“偏左”、“偏右”或“不变”）．

十四、实验题

19. 难度：中等

如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P₁、P₂确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P₃，使P₃挡住P₁、P₂的像，连接OP₃，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．

(1)设AB的长度为l₁，AO的长度为l₂，CD的长度为l₃，DO的长度为l₄，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．

(2)该同学在插大头针P₃前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．

十五、解答题

20. 难度：中等

一个半圆柱形透明玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示，玻璃的折射率为n=

(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少?

(2)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置？

十六、填空题

21. 难度：中等

如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_____．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°．

十七、解答题

22. 难度：困难

如图，是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点．不计多次反射．

（i）求出射光相对于D点的入射光的偏角；

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？

十八、单选题

23. 难度：中等

如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是

A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光

24. 难度：中等

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

十九、解答题

25. 难度：中等

人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．取球体的折射率为，且，求光线的会聚角．(示意图未按比例画出)

26. 难度：困难

如图，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．

27. 难度：困难

一直桶状容器的高为21，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．

28. 难度：困难

如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）．已知玻璃的折射率为1.5．现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）．求

（1）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

（2）距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．