高考物理沖刺：鞏固練習(xí)-光的折射、全反射、色散

【鞏固練習(xí)】

一、選擇題

1、某同學(xué)在實驗室做測定玻璃折射率實驗時,用測得的多組

入射角01和折射角作出sin&—Sin02圖線如圖所示。下列

判斷中正確的是（）

A.他做實驗時，光是由玻璃射入空氣

B.玻璃的折射率為0.67

C.玻璃的折射率為0.33

D.玻璃全反射時的臨界角的正弦值為0.67

2、如圖所示為一直角棱鏡的橫截面/bac=90°,/abc=60。，一平行細(xì)光束從O

點沿垂直于be面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率〃=應(yīng)，若不考慮原

入射光在be面上的反向光,則有光線（）

A.從ab面射出

B.從ac面射出

C.從be面射出，且be面斜交

D.從be面射出，且與be面垂直

3、如圖所示，截面為ABC的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中，寬度均為d的紫、

紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個直角邊AB在三棱鏡的另一側(cè)放置一平行于AB

邊的光屏，屏的距離遠(yuǎn)近可調(diào)，在屏上出現(xiàn)紫、紅兩條光帶，《?

可能是（）紫I

A.紫色光帶在上，紅色光帶在下，紫色光帶較寬紅5—j\I

B.紫色光帶在下，紅色光帶在上，紫色光帶較寬,

C.紅色光帶在上，紫色光帶在下，紅色光帶較寬

D.紅色光帶在下，紫色光帶在上，紅色光帶較寬

4、如圖,一個三棱鏡的截面為等腰直角AABC,NA為直角。此截面所在平面

內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊,進(jìn)入棱鏡

后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射。該棱鏡材

料的折射率為（）5°

A.&應(yīng)

2

C.-D.V3

2

5、在一次討論中,老師問道："假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色

的單色點光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn)，b在水下的像最深，c照

亮水面的面積比a的大。關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學(xué)們能做出什么判

斷？"有同學(xué)回答如下：

①c光的頻率最大②a光的傳播速度最小

③b光的折射率最大④a光的波長比b光的短

根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是（）

A.①②B.①③C.②④D.③④

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，

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

C.單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2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

7、已知某種介質(zhì)對某單色光的臨界角為。，則（）

A.該介質(zhì)對此單色光的折射率等于」二。

B.此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于csine（c是真空中的光速\

C.此單色光在該介質(zhì)中的波長是在真空中波長的sin。倍。

D.此單色光在該介質(zhì)中的頻率是在真空中頻率的一二倍。

8、如圖，紅光和紫光以相同的入射角i從空氣斜射到長方體型玻璃磚上表面的

同逋進(jìn)入玻璃中進(jìn)行傳播，對于進(jìn)入玻璃的紅光和紫光，下列說法中正確的是

:破璃磚

A.紫光的折射角比紅光的折射角大

B.玻璃對紫光的折射率較大，紫光可能不會從玻璃磚下表面射出

C.紫光和紅光將從玻璃磚下表面的同一點射出

D.紫光和紅光從玻璃磚下表面射出后一定平行

9、自行車上的紅色尾燈不僅是裝飾品，也是夜間騎車的安全指示燈，它能把來

自后面的光照反射回去。某種芻行車尾燈可簡化為由許多整齊排列的等腰直角棱

鏡（折射率n＞夜）組成，棱鏡的橫截面如圖所示。一平行

于橫截面的光線從0點垂直AB邊射入棱鏡，先后經(jīng)過AC

邊和CB邊反射后，從AB邊的0,點射出，則出射光線是（）

A.平行于AC邊的光線①

B.平行于入射光線的光線②

C.平行于CB邊的光線③

D.平行于AB邊的光線④

10、如圖所示是一觀察太陽光譜簡易裝置，一加滿清水的碗放在有陽光的地方,

將平面鏡

M斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使太陽光經(jīng)水面折射再經(jīng)水中平面鏡反射，

最后由水面

折射回空氣射到室內(nèi)白墻上，即可觀察到太陽光譜的七色光帶。逐漸增大平面鏡

的傾斜角度，

陽尢p

各色光將陸續(xù)消失，則此七色光帶從上到下的排列順序

以及最先消失的光分別是（）

A.紅光-紫光，紫光

B.紫光一紅光,紅光

C.紅光一紫光,紅光

D.紫光T紅光,紫光

11、用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中，已畫好玻璃磚界面aa-

和bb\不慎將玻璃磚向上平移了一些，放在圖所示的位置上,而實驗中其他操

a--I_______-d

作均正）

b-.......-.......................y

A.偏大B.偏小C.不變D.無法確定

二、填空題

1、在陽光照射下,充滿霧氣的瀑布上方常常會出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽光

射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射,再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)

的上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中不同。

2、光導(dǎo)纖維是一種比頭發(fā)還細(xì)的玻璃絲，這種玻璃絲分為內(nèi)外兩層（芯線和包

層），芯線的折射率比包層的折射率。海市蜃樓是光在密度分布不均

勻的空氣中傳播時發(fā)生全反射而產(chǎn)生的，原因是海面上的下層空氣的折射率比上

層_________;在沙漠中也會看到“海市蜃樓”現(xiàn)象,原因是接近沙面的空氣層

比上層空氣的折射率

3、一個三棱鏡的頂角為30。，當(dāng)一條光線從它的一個側(cè)面AB垂直入射時，從

另一個側(cè)面AC射出測得出射光線的方向相對于入射光線向棱鏡底面偏折30。,

如格A燈知，該三棱鏡的折射率為光在該棱鏡中的傳播速度為

4、如圖所示，一段橫截面為TF方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，

一細(xì)束單色光由MN端面的中點垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射,然

后垂直PQ端面射出。

①該玻璃棒的折射率為O

②若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F

上時

（填"能""不能〃或"無法確定能否"）發(fā)生全

反射。

5、如圖所示,一束激光從。點由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后,

從上面的A點射出。已知入射角為i,A與。相距I,介質(zhì)的折射率為n,介質(zhì)

的厚度d為

激光

6、某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖以后,以。點為圓心，10.00cm

長為半徑畫圓，分別交線段OA于A點，交0、0'連線延長線于C點。過A點

作法線NW的垂線AB交NN于B點，過C點作法線NN'

的垂線CD交于NN'于D點，

如圖所示，用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cmo由

此可

得出玻璃的折射率n=。

三、計算題

1、.'盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，圖為過軸線的截面圖，

調(diào)至水在水和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射率為g,

求

2、如圖所示，游泳池寬度L=15m,水面離岸邊的高度為0.5m,在左岸邊一標(biāo)

桿上裝有一A

燈，A燈距地面高0.5m,在右岸邊站立著一個人，E點為人眼的位置，人眼距

地面離1.5m,

.................Eq」水反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經(jīng)折射后所成的像

1三三三:則B燈在水面下多深處？（B燈在圖中未畫出）

3、一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為6的透明材料制

成。現(xiàn)有一束位于過球心0的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上,

折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為

【答案與解析】

一、選擇題

1、【答案】D

【解析】〃=翳=m7=1=「5'所以光是由空氣玻璃射入玻璃的,A錯；BC

錯；玻璃全反射前的臨界角的正弦值sin,D對。

“，〃3

2、,市:

【角必工卜圖，可知BD正確。光在ab界面發(fā)生了全反射。

3、【答案】CD

【解析】紫光的頻率比紅光大，故三棱鏡對紫光的折射率比對紅光大，通過三棱

鏡后紫光偏離入射方向的角度大，當(dāng)光屏離三棱鏡的距離適當(dāng)時，紫光既可以在

紅光的上面，也可以在紅光的下面。兩光束寬度都為d,所以它們在AC上相交

的長度相等設(shè)為L,以一束光為例，分別做它們的法線，做兩條光線的折射光線,

由于紫光偏折程度強(qiáng)，形成的光帶較窄,紅光偏折程度弱，形成的光帶較寬,故

選CD。

4、【答案】A

【解析】三棱鏡的截面為等腰直角ABC,光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊,

則第一次折射時的入射角等于45。，射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射,則有

s?mC「=—1,

n____

cosC=-J7?-1

sin45

由折射定律可得：〃i

聯(lián)立解得折射率〃=W。故選A。

2

5、【答案】C

【解析】根據(jù)視深，折射率越大視深越小，b在水下的像最深,對水的折

n

射率最小，頻率最小，在水中的傳播速度最大，波長最大,③錯④對；分析全反

射：設(shè)照亮水面的半徑為R,水的深度為h,sinC=」，tanC=4，c照亮水面

nh

的面積比a的大，說明c的臨界角大于a的，c的折射率小于a的，則a的折射

率、頻率最大，在水中的傳播速度最小，①錯②對，故正確選項為C。

6、【答案】AD

【解析】由折射光路知，1隅的折射率大，頻率大，波長小，在介質(zhì)中的傳播

速度小，產(chǎn)生全反射的臨界角小，AD對，B錯?！?血，在玻璃種傳播的距

sinr

離為/=—,傳播速度為》=￡,所以光的傳播時間為

cosrn

IdsiniIdsini

—=---------=-------,1光線的折射角小，所經(jīng)歷的時間長，C錯誤。

vcsinrcosrcsin2/-

7、【答案】ABC

【解析】根據(jù)全反射臨界角的定義應(yīng)有〃=工可知選項A是正確的。光在介質(zhì)

sme

中的傳播速度u=￡=csin。，因此選項B也是正確的。光在介質(zhì)中的波長

n

4...-=7=一,4空=4空91因此選項C也是正確的。

fnfnfn

某一單色光在任何介質(zhì)中傳播時，頻率不變，光色不變，因此選項D是錯誤的。

故選ABC。

8、【答案】D

【解析】紫光的折射率比紅光的折射率大，入射角相同，則紫光的折射角比紅光

的折射角小，A錯誤；由于在玻璃磚上表面的折射角與在玻璃磚下表面的入射角

相等，所以都不能發(fā)生全反射，B錯誤；任何單色光通過玻璃磚后都平行于入射

光射出，但發(fā)生了側(cè)移，而且紫光的側(cè)移大，錯誤，正確。故選

CDDo

9、【答案】B

【解析】光線在AB界面射入時，與界面垂直，傳播方向不變，射到AC界面時,

入射角等于45。，由臨界角的計算公式：sinC」，可知玻璃的臨界角為C<45。，

n

光在AC界面發(fā)生全反射，同理可知光在CB界面也發(fā)生全反射，作出光路圖可

知，選項B正確。

10、【答案】A

【解析】根據(jù)偏折程度大的是紫光，偏折程度小的是紅光，可知從上到下的排列

順序是：

紅光-紫光；紫光臨界角小，最容易發(fā)生全發(fā)射，所以最先消失的是紫光。故選

A。

11、【答案】C

、，的光路如圖中實線所示，由于所作的玻璃磚分界線不是實際

\線所示，由幾何知識可知，測出的折射角與正確值相同。

b---X—Ly

二、填空題

1、【答案】界面；的傳播速度

2、【答案】大、大、小

【解析】在夏季，白晝海水溫度比較低，特別是有冷水流經(jīng)過的海面，水溫更低,

下層空氣受水溫更低,下層空氣受水溫影響，比上層空氣更冷，所以出現(xiàn)下冷上

暖的反?，F(xiàn)象（正常情況是下暖上涼，平均每升高100米，氣溫降低0.6（左右\

下層空氣本來就因氣壓較高，密度較大，現(xiàn)在再加上氣溫又較上層更低，密度就

顯得特別大，因此空氣層下密上疏的差別異常顯著。

發(fā)生在沙漠里的〃海市蜃樓〃，就是太陽光遇到了不同密度的空氣而出現(xiàn)的

折射現(xiàn)象。沙漠里,白天沙石受太陽炙烤，沙層表面的氣溫迅速升高。由于空氣

傳熱性能差，在無風(fēng)時，沙漠上空的垂直氣溫差異非常顯著,下熱上冷，上層空

氣密度高，下層空氣密度低。當(dāng)太陽光從密度高的空氣層進(jìn)入密度低的空氣層時,

光的速度發(fā)生了改變，經(jīng)過光的折射，便將遠(yuǎn)處的綠洲呈現(xiàn)在人們眼前了。在海

面或江面上,有時也會出現(xiàn)這種“海市蜃樓"的現(xiàn)象。

8

3、【答案】下?,V3X10W/5O

【解析】作出AC面的法線，可知在介質(zhì)中的入射角為30。,在空氣中的折射角

為60。，

根據(jù)折射率公式〃=場券=后，

sin30

光在該棱鏡中的傳播速度為吟==

￥V3xlO8/n/5

4、【答案】①&②能。

【解析】①如圖，臨界角C=45°,sinC

②入射角大于臨界角,能發(fā)生全反射。

5、【答案】略。

【解析】設(shè)折射角為r,折射定律典=〃;幾何關(guān)系sin”）F

J7T—^nr獷+（〃2）2

解得介質(zhì)的厚度為：d="sin工

2sinz

6、【答案】1.50

【解析】由圖可知：sinNi=sin/AOB=AB/OA,sinzr=sinzCOD=CD/OC,

OA=OC=R=!O.OOcm,CD=4.00cm,AB=JAO2-OB2=6.00cm,

代入解得：n=1.5