《步步高》2014高考物理大一輪復(fù)習講義【配套word版文檔】第3課時 光的折射 全反射

第3課時光的折射全反射考綱解讀1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的條件，會進行有關(guān)簡單的計算．1．[折射定律的應(yīng)用]觀察者看見太陽從地平線升起時，關(guān)于太陽位置的下列敘述中正確的是 ()A．太陽位于地平線之上B．太陽位于地平線之下C．太陽恰位于地平線D．大氣密度不知，無法判斷答案B解析太陽光由地球大氣層外的真空射入大氣層時要發(fā)生折射，根據(jù)折射定律，折射角小于入射角，折射光線進入觀察者的眼睛，觀察者認為光線來自它的反向延長線．這樣使得太陽的實際位置比觀察者看見的太陽位置偏低．2．[折射定律與折射率的理解和應(yīng)用]如圖1所示，光線以入射角θ1從空氣射向折射率n＝eq\r(2)的玻璃表面．(1)當入射角θ1＝45°時，求反射光線與折射光線間的夾角θ.(2)當入射角θ1為何值時，反射光線與折射光線間的夾角θ＝90°？ 圖1答案(1)105°(2)arctaneq\r(2)解析(1)設(shè)折射角為θ2，由折射定律eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n得sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(sin45°,\r(2))＝eq\f(1,2)，所以，θ2＝30°.因為θ1′＝θ1＝45°，所以θ＝180°－45°－30°＝105°.(2)因為θ1′＋θ2＝90°，所以，sinθ2＝sin(90°－θ1′)＝cosθ1′＝cosθ1由折射定律得tanθ1＝eq\r(2)，θ1＝arctaneq\r(2).3．[全反射問題分析]很多公園的水池底都裝有彩燈，當一細束由紅、藍兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是()答案C解析紅光、藍光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以藍光發(fā)生全反射的臨界角較紅光小，藍光發(fā)生全反射時，紅光不一定發(fā)生，故只有C正確．4．[光的色散現(xiàn)象分析](2011·大綱全國·16)雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設(shè)水滴是球形的，圖2中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是 ()A．紫光、黃光、藍光和紅光 圖2B．紫光、藍光、黃光和紅光C．紅光、藍光、黃光和紫光D．紅光、黃光、藍光和紫光答案B解析由可見光的折射率知，紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光的折射率依次增大，由題圖知a→d折射率依次減小，故A、C、D錯，B對．考點梳理1．折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射進入另一種介質(zhì)時傳播方向改變的現(xiàn)象．2．折射定律(1)內(nèi)容：如圖3所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．(2)表達式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n.(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的． 圖33．折射率(1)折射率是一個反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量．(2)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(3)計算公式：n＝eq\f(c,v)，因為v<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.(4)當光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)時，入射角大于折射角；當光由介質(zhì)射入真空(或空氣)時，入射角小于折射角．4．全反射現(xiàn)象(1)條件：①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．②入射角大于或等于臨界角．(2)現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光．5．臨界角：折射角等于90°時的入射角，用C表示，sinC＝eq\f(1,n).6．光的色散(1)光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象．(2)光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長的有序排列．(3)光的色散現(xiàn)象說明：①白光為復(fù)色光；②同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大；③不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，波長越短，波速越慢．(4)棱鏡①含義：截面是三角形的玻璃儀器，可以使光發(fā)生色散，白光的色散表明各色光在同一介質(zhì)中的折射率不同．②三棱鏡對光線的作用：改變光的傳播方向，使復(fù)色光發(fā)生色散．5．[光傳播路徑的確定方法]如圖4所示是一種折射率n＝1.5的棱鏡，現(xiàn)有一束光線沿MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的正弦值為sini＝0.75.求：(1)光在棱鏡中傳播的速率；(2)通過計算說明此束光線射出棱鏡后的方向并畫出光路圖(不考 圖4慮返回到AB面上的光線)．答案見解析解析(1)由n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)＝2×108m/s(2)設(shè)光線進入棱鏡后的折射角為r，由eq\f(sini,sinr)＝n，得sinr＝eq\f(sini,n)＝0.5，r＝30°，光線射到BC界面時的入射角i1＝90°－45°＝45°由于sin45°>eq\f(1,n)，所以光線在BC邊發(fā)生全反射，光線沿DE方向射出棱鏡后的方向與AC邊垂直，光路圖如圖所示．方法提煉確定光線的方法1．先確定光線在界面上的入射點，然后再找光線通過的另外一個點，通過兩點確定光線．2．根據(jù)折射定律計算折射角，確定折射光線．當光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，應(yīng)注意是否發(fā)生全反射．考點一折射定律的理解與應(yīng)用解決光的折射問題的一般方法：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，確定入射角和折射角．(3)利用折射定律建立方程進行求解．例1如圖5所示，ABCD為一直角梯形棱鏡的截面，∠C＝60°，P為垂直于直線BC的光屏，現(xiàn)用一寬度等于AB邊的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)棱鏡折射后在屏P上形成寬度等于eq\f(2,3)AB的一條光帶，求棱鏡的折射率．圖5解析光路圖如圖所示，根據(jù)題意有θ1＝θ2＝30°，eq\x\to(FC)＝eq\f(2,3)eq\x\to(AB)則eq\x\to(EF)＝eq\f(1,3)eq\x\to(AB)根據(jù)幾何關(guān)系有eq\x\to(DE)＝eq\x\to(CE)tan30°＝eq\x\to(AB)tan30°＝eq\f(\r(3),3)eq\x\to(AB)在△DEF中，tanθ3＝eq\f(\x\to(EF),\x\to(DE))＝eq\f(\r(3),3)，解得θ3＝30°由折射定律可得n＝eq\f(sinθ2＋θ3,sinθ1)，解得n＝eq\r(3)答案eq\r(3)突破訓(xùn)練1如圖6所示，在坐標系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ，OP＝OQ＝R，一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體，在OP面上的入射點為A，OA＝eq\f(R,2)，此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出，且與x軸交于D點，OD＝eq\r(3)R，求該玻璃的折射率． 圖6答案eq\r(3)解析作光路圖如圖所示．在PQ面上的入射角sinθ1＝eq\f(OA,OB)＝eq\f(1,2)，θ1＝30°由幾何關(guān)系可得θ2＝60°折射率n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)考點二全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1．在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．當光射到兩種介質(zhì)的界面上時，往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射．當折射角等于90°時，實際上就已經(jīng)沒有折射光了．3．全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強，折射光的能量逐漸減弱，當入射角等于臨界角時，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時就發(fā)生了全反射．例2如圖7所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖，圓弧CD為半徑為R的四分之一的圓周，圓心為O，光線從AB面上的某點入射，入射角θ1＝45°，它進入棱鏡后恰好以 圖7臨界角射在BC面上的O點．(1)畫出光線由AB面進入棱鏡且從CD弧面射出的光路圖；(2)求該棱鏡的折射率n；(3)求光線在該棱鏡中傳播的速度大小v(已知光在空氣中的傳播速度c＝3.0×108解析(1)光路圖如圖所示．(2)光線在BC面上恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角CsinC＝eq\f(1,n)，cosC＝eq\f(\r(n2－1),n).光線在AB界面上發(fā)生折射，折射角θ2＝90°－C，由幾何關(guān)系得sinθ2＝cosC，由折射定律得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)由以上幾式聯(lián)立解得n＝eq\f(\r(6),2)(3)光速v＝eq\f(c,n)＝eq\r(6)×108m/s答案(1)見解析圖(2)eq\f(\r(6),2)(3)eq\r(6)×108m/s突破訓(xùn)練2為測量一塊等腰直角三棱鏡ABD的折射率，用一束激光沿平行于BD邊的方向射向直角邊AB邊，如圖8所示．激光束進入棱鏡后射到另一直角邊AD邊時，剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡的折射率為多少？ 圖8答案eq\f(\r(6),2)解析作出法線如圖所示n＝eq\f(sin45°,sinr)，n＝eq\f(1,sinC)，C＋r＝90°即eq\f(sin45°,cosC)＝eq\f(1,sinC)解得tanC＝eq\r(2)，sinC＝eq\f(\r(6),3)，n＝eq\f(\r(6),2).考點三光路控制問題分析1．玻璃磚對光路的控制兩平面平行的玻璃磚，出射光線和入射光線平行，且光線發(fā)生了側(cè)移，如圖9所示．圖92．三棱鏡對光路的控制(1)光密三棱鏡：光線兩次折射均向底面偏折，偏折角為δ，如圖10所示．(2)光疏三棱鏡：光線兩次折射均向頂角偏折． 圖10(3)全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)，如圖11所示．圖11①當光線從一直角邊垂直射入時，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出(如圖11甲)．②當光線垂直于斜邊射入時，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出(如圖11乙)，入射光線和出射光線互相平行．特別提醒不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同．例3如圖12所示，MNPQ是一塊截面為正方形的玻璃磚，正方形的邊長為30cm，有一束很強的細光束AB射到玻璃磚的MQ面上，入射點為B，該光束從B點進入玻璃磚后再經(jīng)QP面反射沿DC方向射出．其中B為MQ的中點，∠ABM＝30°，PD＝7.5cm，∠CDN＝30°.試在原圖上準確畫出該光束在玻璃磚內(nèi)的光路圖玻璃磚的折射率．解析找出B點關(guān)于界面QP的對稱點E，連接ED交QP于F點，即光束在F點發(fā)生反射，所以其光路圖如圖所示．由幾何關(guān)系得DE＝eq\r(302＋15＋7.52)cm＝37.5cmsinθ2＝eq\f(DP＋QE,DE)＝0.6由折射定律得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝1.44.答案見解析圖1.44突破訓(xùn)練3如圖13是透明圓柱介質(zhì)的橫截面，C、D為圓上兩點．一束單色光沿BC方向入射，從D點射出．已知∠COD＝90°，∠BCO＝120°.(1)求介質(zhì)的折射率； 圖13(2)改變∠BCO的大小，能否在介質(zhì)的內(nèi)表面發(fā)生全反射？答案(1)eq\f(\r(6),2)(2)不能解析(1)作出光路圖如圖，由幾何關(guān)系知α＝60°，β＝45°；折射率n＝eq\f(sinα,sinβ)＝eq\f(\r(6),2).(2)由光路可逆可知，光不可能在介質(zhì)內(nèi)表面發(fā)生全反射．54．平行板玻璃磚模型的分析例4如圖14所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍光組成的細光束平行于BC面從P點射入，通過兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點射出的單色光，對于這兩束單色光 ()A．紅光在玻璃中傳播速度比藍光大 圖14B．從a點射出的為紅光，從b點射出的為藍光C．從a、b兩點射出的單色光不平行D．從a、b兩點射出的單色光仍平行，且平行于BC解析由玻璃對藍光的折射率較大，可知A選項正確．由偏折程度可知B選項正確．對于C、D二選項，我們應(yīng)首先明白，除了題設(shè)給出的兩個三棱鏡外，二者之間又形成一個物理模型——平行玻璃磚(不改變光的方向，只使光線發(fā)生側(cè)移)．中間平行部分只是使光發(fā)生了側(cè)移．略去側(cè)移因素，整體來看，仍是一塊平行玻璃板，AB∥BA.所以出射光線仍平行．作出光路圖如圖所示，可知光線Pc在P點的折射角與光線ea在a點的入射角相等，據(jù)光路可逆，則過a點的出射光線與過P點的入射光線平行．由此，D選項正確．答案ABD平時碰到的兩面平行的玻璃磚往往是清清楚楚畫出來的，是“有形”的，其折射率大于周圍介質(zhì)的折射率，這時光線的側(cè)移方向也是我們熟悉的．而該題中，未知介質(zhì)形成的兩面平行的“玻璃磚”并未勾勒出來，倒是其兩側(cè)的介質(zhì)(三棱鏡)被清楚地勾勒出來了，而且前者的折射率未必大于后者．這就在一定程度上掩蓋了兩面平行的“玻璃磚”的特征．因此我們不僅要熟悉光學(xué)元件的光學(xué)特征，而且要會靈活地運用，將新的情景轉(zhuǎn)化為我們熟知的模型．突破訓(xùn)練4頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖15所示，下列說法正確的是 ()A．單色光1的波長小于單色光2的波長B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 圖15C．單色光1垂直通過玻璃板所需的時間小于單色光2垂直通過玻璃板所需的時間D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角答案AD解析本題考查光的色散、全反射現(xiàn)象、光速和折射率之間的關(guān)系等知識點．由圖知單色光1在界面折射時的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的頻率，那么單色光1的波長就小于單色光2的波長，A項對；由n＝eq\f(c,v)知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當單色光1、2垂直射入玻璃時，二者通過玻璃板的路程相等，此時單色光1通過玻璃板所需的時間大于單色光2的，B、C項都錯；由sinC＝eq\f(1,n)及單色光1的折射率大知，D項對．高考題組1．(2012·天津理綜·6)半圓形玻璃磚橫截面如圖16所示，AB為直徑，O點為圓心．在該截面內(nèi)有a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點到O的距離相等．兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，則a、b兩束光 () 圖16A．在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大B．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大C．若a光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定能D．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大答案ACD解析由題圖可知，b光發(fā)生了全反射，a光沒有發(fā)生全反射，即a光發(fā)生全反射的臨界角Ca大于b光發(fā)生全反射的臨界角Cb，根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)，知a光的折射率較小，即na<nb，根據(jù)n＝eq\f(c,v)，知va>vb，選項A正確；根據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，當θ1相等時，θ2a>θ2b，選項B錯誤；光的折射率越大，頻率越高，波長越小，即νa<νb，λa>λb，因此a光照射金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定能，選項C正確；根據(jù)條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ知，通過同一雙縫干涉裝置時a光的相鄰亮條紋間距較大，選項D正確．2．(2011·福建理綜·14)如圖17所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶．若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失．在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是 () 圖17A．減弱，紫光B．減弱，紅光C．增強，紫光D．增強，紅光答案C解析因n紅<n紫，再由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可得，C紅>C紫，因此當增大入射角時，紫光先發(fā)生全反射，紫光先消失，且當入射光的入射角逐漸增大時，折射光強度會逐漸減弱，反射光強度會逐漸增強，故應(yīng)選C.3．(2009·浙江理綜·18)如圖18所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點．已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為邊AB、BC的中點，則 ()A．該棱鏡的折射率為eq\r(3)B．光在F點發(fā)生全反射 圖18C．光從空氣進入棱鏡，波長變小D．從F點出射的光束與入射到E點的光束平行答案AC解析由幾何關(guān)系可得入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\r(3)，A對；由sin C＝eq\f(1,n)，臨界角C>30°，故在F點不發(fā)生全反射，B錯；由n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ0,λ)知光進入棱鏡波長變 小，C對；F點出射的光束與BC邊的夾角為30°，與入射光線不平行，D錯；故選A、C.模擬題組4.高速公路上的標牌常用“回光返照膜”制成，夜間行車時，它能將車燈照射出去的光逆向返回，標志牌上的字特別醒目，這種“回光返照膜”是用球體反射原件制成的．如圖19所示，返照膜內(nèi)均勻分布著直徑為10μm的細玻璃珠，所用玻璃的折射率為eq\r(3)，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的 圖19入射角是 ()A．60°B．45°C．30°D．15°答案A解析設(shè)入射角為i，折射角為θ，作出光路圖如圖所示，因為出射光線恰好和入射光線平行，所以i＝2θ，根據(jù)折射定律，n＝eq\f(sini,sinθ)＝eq\f(sin2θ,sinθ)＝ eq\r(3)，所以θ＝30°，i＝2θ＝60°，選項A正確．5.如圖20所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角∠AOB＝60°.一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰平行于OB，以下對介質(zhì)的折射率值及折射光線中恰好射到M點的光線能不能發(fā)生全反射的說法正確的是()A.eq\r(3)，不能發(fā)生全反射 圖20B.eq\r(3)，能發(fā)生全反射C.eq\f(2\r(3),3)，不能發(fā)生全反射D.eq\f(2\r(3),3)，能發(fā)生全反射答案A解析畫出光路圖，并根據(jù)幾何關(guān)系標出角度，如圖所示．由圖可知，介質(zhì)的折射率n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)；因為sin30°＝eq\f(1,2)<eq\f(\r(3),3)＝eq\f(1,n)＝sinC，所以折射光線中恰好射到M點的光線不能發(fā)生全反射，選項A正確．(限時：30分鐘)?題組1光的折射現(xiàn)象與光的色散1．(2011·安徽·15)實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長λ的變化符合科西經(jīng)驗公式：n＝A＋eq\f(B,λ2)＋eq\f(C,λ4)，其中A、B、C是正的常量．太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖1所示，則 ()圖1A．屏上c處是紫光B．屏上d處是紅光C．屏上b處是紫光D．屏上a處是紅光答案D解析可見光中紅光波長最長，折射率最小，折射程度最小，所以a為紅光，而紫光折射率最大，所以d為紫光．2．紅光與紫光相比 ()A．在真空中傳播時，紫光的速度比較大B．在玻璃中傳播時，紅光的速度比較大C．玻璃對紅光的折射率較紫光的大D．從玻璃到空氣的界面上，紅光的臨界角較紫光的大答案BD解析因為各種色光在真空中的傳播速度均為3×108m/s，所以A錯誤．因為玻璃對紅光的折射率較玻璃對紫光的折射率小，根據(jù)v＝eq\f(c,n)得紅光在玻璃中的傳播速度比紫光大，所以B正確，C錯誤．根據(jù)公式sinC＝eq\f(1,n)得紅光的臨界角比紫光的大，D正確．3．已知介質(zhì)對某單色光的臨界角為θ，則 ()A．該介質(zhì)對此單色光的折射率等于eq\f(1,sinθ)B．此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于c·sinθ(c為真空中的光速)C．此單色光在該介質(zhì)中的波長是在真空中波長的sinθ倍D．此單色光在該介質(zhì)中的頻率是真空中的eq\f(1,sinθ)答案ABC解析介質(zhì)對該單色光的臨界角為θ，它的折射率n＝eq\f(1,sinθ)，A項正確；此單色光在介質(zhì)中的傳播速度和波長分別為v＝eq\f(c,n)＝csinθ，B正確；λ＝eq\f(v,ν)＝eq\f(c·sinθ,c/λ0)＝λ0sinθ，所以λ∶λ0＝sinθ∶1，故C項正確；而光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，故D項錯誤．4.如圖2所示，紅色細光束a射到折射率為eq\r(2)的透明球表面，入射角為45°，在球的內(nèi)壁經(jīng)過一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角α為 ()A．30° ` B．45°C．60° D．75°答案A 圖25．一束光從空氣射入折射率n＝eq\r(2)的某種玻璃的表面，則 ()A．當入射角大于45°時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象B．無論入射角多大，折射角都不會超過45°C．欲使折射角等于30°，應(yīng)以45°角入射D．當入射角等于arctaneq\r(2)時，反射光線恰好跟折射光線垂直答案BCD解析對B項可以從光的可逆性考慮，即光線從介質(zhì)射向空氣，入射角為45°時，折射角為90°，反之，折射角不會超過45°，所以B正確；由sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)，當θ2＝30°，n＝eq\r(2)時，θ1＝45°，C正確；如圖所示，∠1＝arctaneq\r(2)，若反射光線與折射光線垂直，則∠3＝∠4＝90°－∠2，sin∠3＝eq\f(sin∠1,n)＝eq\f(\r(3),3)，sin∠3＝cos∠2＝cos∠1＝eq\f(\r(3),3)，與已知條件相符，故D正確．由于光線從光疏介質(zhì)射入向光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，故A錯誤．?題組2光的全反射6．公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是 ()A．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小B．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小C．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大D．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大答案D解析光從水里射入空氣發(fā)生折射，入射角相同時，折射率越大，折射角越大，從水面上看光源越淺，紅燈發(fā)出的紅光的折射率最小，看起來最深；設(shè)光源的深度為d，光的臨界角為C，則光能夠照亮的水面面積大小為S＝π(dtanC)2，可見，臨界角越大，照亮的面積越大，各種色光中，紅光的折射率最小，臨界角最大，所以紅燈照亮的水面面積較大，選項D正確．7．如圖3所示，MN是位于豎直平面內(nèi)的光屏，放在水平面上的半圓柱` 形玻璃磚的平面部分ab與屏平行．由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過圓心O再射到屏上．在水平面內(nèi)以O(shè)點為圓心沿逆時針方向緩緩轉(zhuǎn)動玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光帶．當玻 圖3璃磚轉(zhuǎn)動角度大于某一值時，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失．有關(guān)彩色的排列順序和最先消失的色光是 ()A．左紫右紅，紫光 B．左紅右紫，紫光C．左紫右紅，紅光 D．左紅右紫，紅光答案B解析如圖所示，由于紫光的折射率大，故在光屏MN上是左紅右紫，并且是紫光最先發(fā)生全反射，故選項B正確．8．某物理興趣小組用實驗探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個很大的光屏P，讓一復(fù)色光束SA射向玻璃磚的圓心O后，有兩束單色光a和b射向光屏P，如圖4所示．他們根據(jù)實驗現(xiàn)象提出了以下四個猜想，你認為正確的是 ()A．單色光a的波長小于單色光b的波長 圖4B．在玻璃中單色光a的傳播速度大于單色光b的傳播速度C．單色光a通過玻璃磚所需的時間大于單色光b通過玻璃磚所需的時間D．當光束SA繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動過程中，在光屏P上最早消失的是a光答案B解析本題考查光學(xué)的相關(guān)知識．根據(jù)光的折射定律可知a光的折射率小于b光的折射率，則a光的頻率小于b光的頻率，由λ＝eq\f(c,f)可知，A錯誤；由v＝eq\f(c,n)可知，B正確；由于復(fù)色光在