衡水中學2021屆高考物理一輪復(fù)習講義：第35講光的折射全反射

1、第35講光的折射全反射實驗：測定玻璃的折射率考點一光的折射定律、折射率的理解與應(yīng)用1 .光的折射光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為光的折射現(xiàn)象。2 .光的折射定律(1)內(nèi)容：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：sin- = n(n為常數(shù))3.折射率(1)定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫 做這種介質(zhì)的折射率。表達式：n= s。(3)折射率和光速的關(guān)系折射率與光在介質(zhì)中傳播的速度有關(guān)，當c為真空中光速，v為介質(zhì)中光速時：n = -ov1,故光在介

2、質(zhì)中的傳播速度必小于式中C=3.0X108 m/s, n為介質(zhì)的折射率，總大于真空中的光速。思維診斷光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射。()(2)折射率跟折射角的正弦成正比。()(3)入射角足夠大，也不一定能發(fā)生全反射。()若光從空氣中射入水中，它的傳播速度一定增大。()答案： (1)X (2)X (3)V (4)X題組訓練1 .折射率的理解和計算(多選)如圖所示，光在真空和介質(zhì)的界面 MN上發(fā)生偏折，那么下列說法正確的是()A.光是從真空射向介質(zhì)B.介質(zhì)的折射率為1.73C.光在介質(zhì)中的傳播速度為1.73X 108 m/sD.反射光線與折射光線成60。角E.反射光線與折射光線成 90。角解

3、析：因為折射角大于入射角，所以光是從介質(zhì)射向真空的，選項 A錯誤。據(jù)折射率公式n=所以n=1.73,選工B正確。再由折射率n弋，代入數(shù)據(jù)得I.73X108m/s,選項C正確。而反射光線與折射光線成90 角，選項D錯誤，E正確。答案： BCE2.折射定律的應(yīng)用（多選）如圖所示，實線為空氣和水的分界面，一束藍光從空氣中的A點沿AOi方向（Oi點在分界面上，圖中Oi點和入射光線都未畫出）射向水中，折射后通過水中的 B點。圖中O 點為A、B連線與分界面的交點。下列說法正確的是 （ ）A. Oi點在。點的右側(cè)B.藍光從空氣中射入水中時，速度變小C.若沿AOi方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過

4、B點正下方的C點D.若沿AOi方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點正上方的D點E.若藍光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過B點正上方的D點解析：據(jù)折射定律，知光由空氣斜射入水中時入射角大于折射角，則畫出光路圖如圖所示，知Oi點應(yīng)在。點的左側(cè)，故 A錯。光從光疏介質(zhì)（空氣）進入光密介質(zhì)（水）中時，速 度變小，故B對。紫光的折射率大于藍光，所以折射角要小于藍光的，則可能通過B點下方的C點，故C對。若是紅光，折射率小于藍光，折射角大于藍光的，則可能通過 B點上 方的D點，故D對。若藍光沿 AO方向射入，據(jù)折射定律，知折射光線不能通過B點正上方的D點，故E錯。答案： BCD3.折射

5、定律的應(yīng)用一組平行的細激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖所示。已知光線I沿直線穿過玻璃，它的入射點為 O,光線n的入射點為 A,穿過R玻璃后兩條光線交于一點。已知半圓枉玻璃橫截面的半徑為R, OA = -,玻璃的折射率n =a/3o求兩條光線射出玻璃后的交點與。點的距離。解析： 兩條光線的光路如圖所示，設(shè)射出玻璃后兩光線的交點是P,光線n從玻璃射出時的入射角為i,折射角為r,根據(jù)折射定律得:sin rn=sin i由幾何關(guān)系可得i = 30代入得r=60由幾何關(guān)系可得 OP= 2Rcos 30 =寸3R。答案： 3R考點二全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1 .全反射(1)條件：光從光密

6、介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角等于或大于臨界角。(2)現(xiàn)象：折射光完全消失,只剩下反射光。(3)臨界角：折射角等于90 時的入射角，若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣1時，發(fā)生全反射的臨界角為 C,則sin C=-。介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小。n2 .光導纖維原理：利用光的全反射。思維診斷(1)已知介質(zhì)對某單色光的臨界角為C,則該介質(zhì)的折射率等于 -1-CO ()sin c(2)密度大的介質(zhì)一定是光密介質(zhì)。()(3)全反射不等同于光的反射，反射可發(fā)生在任意兩種介質(zhì)的界面上，但全反射要求光 必須從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)。()(4)反射對入射角無要求，但全反射要求入射角大于臨界角。(

7、)答案： (1)，(2)X (3)，(4)，題組訓練3 .全反射現(xiàn)象的判斷及相關(guān)計算2020全國卷新課標I34(2) 一個半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示。玻璃的折射率為n=2I2.0(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達上表面后，都能從該表面射出， 則入射光束在 AB上的最大寬度為多少？(2)一細束光線在 。點左側(cè)與O相距乎R處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃磚 射出點的位置。解析：(1)在O點左側(cè)，設(shè)從E點射入的光線進入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等 于全反射的臨界角 9,則OE區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如圖

8、，由 全反射條件有sin 0 n由幾何關(guān)系有 OE = Rsin迨由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l=2OE 聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得l = #R。(2)設(shè)光線在距。點中R的C點射入后，在上表面的入射角為由幾何關(guān)系及式和已知條件得“=60 9光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射，最后由G點射出，如圖，由反射定律和幾何關(guān)系OG=OC =射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達C點射出。答案：串R (2)光線從G點射出時，OG = OC = g3R,射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達 C點射出4 .光的折射、全反射的綜合應(yīng)用 (2020開封模擬)如圖所示，一截面為直角三角形

9、的玻璃棱鏡ABC, /A=30, D點在AC邊上，A、D間距為L。一條光線以60 的入射角從 D點射入棱鏡，光線垂直 BC射出， 求：(1)玻璃的折射率。(2)BC邊上出射點的位置到 C點的距離do解析：(1)如圖，因為光線垂直 BC射出，有/ 3= 30 o 在E點發(fā)生反射，有/ a= 30 o可知/ r= 30由折射定律n = SinJ)得:n= 3 sin r5 2) ADE為等腰三角形，DE = AD=L,d= Lsin 60 =坐 L答案：(1) 3 (2)停L反思提升解決全反射問題的一般方法(1)確定光是從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)。1(2)應(yīng)用sin C = n確7E臨界角。(3)根據(jù)

10、題設(shè)條件，判定光在傳播時是否發(fā)生全反射。如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖。(5)運用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進行分析、判斷、運算，解決問題。考點三光路控制問題分析1.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體 (千)對光路的控制、一類別項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上卜表面是平行的橫截面為三角形橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng) 兩次折射后，出射光 線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩 次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向2.各種色光的比較顏色紅橙黃綠藍靛紫

11、頻率Y低一高同一介質(zhì)中的折射率小一大同一介質(zhì)中的速度大一小波長大一小臨界角大一小通過棱鏡的偏折角小一大3.光的色散現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成彩色光帶。題組訓練1.三棱鏡對光路的控制（多選）如圖所示，一細束白光通過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，下列說法正確的是 （）A.若b光為綠光，則c光可能為藍光B.若b光為綠光，則c光可能為黃光C. a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的折射率依次越來越小D. a、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越小E.若讓a、b、c三色光以同一入射角，從某介質(zhì)射向空氣，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定不能發(fā)生全反射解析：白光經(jīng)

12、過色散后，從 c到a形成紅光到紫光的彩色光帶，從c到a波長在逐漸減小，因為藍光的波長小于綠光的波長，所以如果b是綠光，c絕對不可能是藍光，A錯誤，. ._ . .c 一一，B正確；由圖看出，c光的折射率取小，a光的折射率取大，由公式 v=分析可知，a、b、 c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越大，故D錯誤，C正確；c光的折射率最小，a光的折射率最大，由臨界角公式sin C = 1分析得知，a光的臨界角最小，c光臨界角最大，則若讓a、b、c三色光以同一入射角，從某介質(zhì)射向空氣，b光恰能發(fā)生全反射，則 c光一定不能發(fā)生全反射，故 E正確。答案： BCE2.平行玻璃磚對光路的控制（多選）（20

13、20昆明七校模擬）如圖所示，一束光斜射向厚度 為d的矩形玻璃磚，經(jīng)它折射后射出a、b兩束光線，則下列說法正確的是 （）A.玻璃磚對a光的折射率小于對 b光的折射率B.在真空中，a光的波長小于b光的波長C.在玻璃中，a光的傳播速度大于 b光的傳播速度D.從玻璃磚底邊射出的 a、b光傳播方向不平行E.如果只將玻璃磚的厚度 d減半，那么從玻璃磚底邊射出的a、b光線間的距離將減3.球形玻璃磚對光路的控制（多選）如圖所示，真空中有一個半徑為R、質(zhì)量分布均勻的玻璃球。頻率為f的激光束在真空中沿直線BC傳播，在C點經(jīng)折射進入玻璃球， 并在玻璃球表面的 D點經(jīng)折射進入真空中， 已知/ COD =120 ,玻璃

14、球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿?寸3,則下列說法中正確的是 （設(shè)c為真空中 的光速）（）A.激光束的入射角 i = 60B.改變?nèi)肷浣莍的大小，激光束可能在玻璃球的內(nèi)表面發(fā)生全反射C.光子在射入玻璃球后，頻率變小D.此激光束在玻璃中的波長為3f 2 3RE.從C點射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不經(jīng)反射傳播的最長時間為廣解析：由圖可知折射角9=30。，則5=sinno。3所以sin i=1-, i=60,選項A正確；當入射角i90。時，折射角。均小于臨界角，根據(jù)幾何知識可知光線在 D點的入射角不可能大于臨界角，所以在 D點不可能發(fā)生全反射， 選項B錯誤；光子的頻率由光源決定，由介質(zhì)無關(guān)，所以光子穿越玻璃球

15、時頻率不變，選項C錯誤；此激光束在玻璃中的波速為 v = c,由v=入得此激光在玻璃中的波長為入=曰=nf nf= 簪，選項D正確；從C點射入玻璃球的激光束，在玻璃球中不經(jīng)反射傳播的最長路程 31為s= 2R,則最長時間為t=s=2R=2屈 選項E正確。 v c c,3答案： ADE考點四測定玻璃的折射率1 .實驗原理與操作2 .數(shù)據(jù)處理與分析(1)數(shù)據(jù)處理計算法：計算每次折射率n,求出平均值圖象法(如圖所示)單位圓法(如圖所示)(2)誤差分析確定入射光線、出射光線時的誤差。故入射側(cè)、出射側(cè)所插兩枚大頭針間距離宜大點；測量入射角與折射角時的誤差。故入射角不宜過小，但也不宜過大，過大則反射光較強

16、，出射光較弱。(3)注意事項玻璃磚要用厚度較大的；入射角應(yīng)在30到 60之間；大頭針要豎直插在白紙上，且距離應(yīng)盡量大一些；玻璃磚的折射面要畫準，不能用玻璃磚界面代替直尺畫界線。題組訓練1 .插針法測玻璃折射率(2020海淀區(qū)模擬)如圖1所示，在測量玻璃折射率的實驗中，兩位同學先在白紙上放好截面是正三角形ABC 的三棱鏡，并確定 AB 和 AC 界面的位置。然后在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針Pi和P2,再從棱鏡的右側(cè)觀察Pi和P2的像。（1）此后正確的操作步驟是。 （選填選項前的字母）A.插上大頭針 P3,使P3擋住P2的像B.插上大頭針 P3,使P3擋住Pl、P2的像C.

17、插上大頭針 P4,使P4擋住P3的像D.插上大頭針 P4,使P4擋住P3和Pl、P2的像（2）正確完成上述操作后，在紙上標出大頭針P3、 P4 的位置（圖中已標出）。為測量該種玻璃的折射率，兩位同學分別用圓規(guī)及刻度尺作出了完整光路和若干輔助線，如圖 2 甲、 乙所示。 在圖 2 中僅通過測量ED、 FG 的長度便可正確計算出折射率的是圖（選填“甲”或“乙”），所測玻璃折射率的表達式n =（用代表線段長度的字母ED、FG表示）。解析：（1）在棱鏡的左側(cè)畫出一條直線，并在線上豎直插上兩枚大頭針P1 和 P 2，確定入射光線，然后插上大頭針P3,使P3擋住Pl、P2的像，再插上大頭針 P4,使P4擋

18、住P3和Pl、P2的像，從而確定出射光線。因此選項B、D正確。(2)設(shè)入射角為“，折射角為3,根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系有：對于甲圖，sinDE3= GF,對于乙圖，sin a=OGDR-, sin 3= GF,可知僅通過測量 ED、FG的長度便可正確計算出折射率的是圖乙，折射率sin a DEn =。sin 3 GF答案： (1)BD (2)乙DEGF2.誤差分析某同學在做“測定玻璃的折射率”的實驗時，將玻璃磚放在白紙上，然后用 筆直接貼著玻璃磚畫出了兩個界面，由于筆頭較粗，使得畫出的兩個界面都向外偏離了 一小段距離，如圖所示。此后，他沒有移動玻璃磚，直接插針做完了實驗，在他的實驗結(jié)果中測 得的

19、折射率將 。(填“偏大”、“偏小”或“不變” )解析：用插針法測玻璃的折射率，確定了入射光線和折射光線，就可以根據(jù)公式n=膽求得sin r折射率。如圖所示，用插針法確定的入射光線及出射光線如實線所示，但由于所畫的兩個界面向外移動了一小段距離，使畫出的折射光線（如虛線所示）與實際的折射光線有了偏差，因此畫出的折射角比實際的折射角偏大了些，而入射角沒有偏差，所以計算出的折射率比實際的折射率偏小。答案：偏小3 .實驗操作的創(chuàng)新某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率。開始時玻璃磚的位置如圖中實線所示，使大頭針Pl、P2與圓心O在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞

20、圓心 O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚直徑邊一側(cè)觀察Pi、P2的像，且P2的像擋住Pi的像。如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好 消失。此時只需測量出 ,即可計算出玻璃磚的折射率。請用你的測量值表示出折射率：。解析：由題意可知，當玻璃磚轉(zhuǎn)過某一角度 。時，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一側(cè)觀1祭不到Pi、P2的像，作出如圖所小的光路圖可知，當轉(zhuǎn)過角度。時有n = sn1答案：玻璃磚直徑邊繞0點轉(zhuǎn)過的角度e n= s1. 2020 全國乙卷 34(2)如圖，在注滿水的游泳池的池底有一點光源A,它到池邊的水平距離為3.0 m。從點光源A射向池邊的光線 AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水

21、的折射率為4。3(i )求池內(nèi)的水深；(ii)一救生員坐在離池邊不遠處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0 m。當他看到正前下方的點光源 A時，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45。求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。解析：(i )如圖，設(shè)到達池邊的光線的入射角為i,依題意，水的折射率 n=g,光線3的折射角0= 90。由折射定律有nsin i = sin )由幾何關(guān)系有式中，l=3.0 m, h是池內(nèi)水的深度。聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得h=幣 m2.6 mx。依題意，救生員的視線與豎直方向的夾角(ii )設(shè)此時救生員的眼睛到池邊的距離為為0 =45。由折射定律有n

22、sin i = sin 0a。由式中，i是光線在水面的入射角。設(shè)池底點光源A到水面入射點的水平距離為幾何關(guān)系有sin i =:.Ja2+h2x+ l = a+ h式中h =2 m。聯(lián)立式得1) m = 0.7 m x= (3答案： (i )2.6 m (ii )0.7 m2. 2020 全國丙卷 34(2)如圖，玻璃球冠的折射率為 V3,其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的手；在過球心 O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M點，該光線的延長線恰好過底面邊緣上的 A點。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。解析： 設(shè)球半徑為 R,球冠底面中心為 O,連接

23、OO,則OO LAB。令/ OAO=a,有3RO A 2 R斤 cosa= OA = R Cl即a= 30由題意知MALAB所以/ OAM =60設(shè)圖中N點為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點，所考慮的光線的光路圖如圖所示。設(shè)光線在M點的入射角為i,折射角為r,在N點的入射角為i,反射角為i，玻璃的折射率 為no由于 OAM為等邊三角形，有i= 60 由折射定律有 sini=nsinr代入題給條件n= V3得r=30。作底面在 N點的法線NE,由NE/AM,有i =30根據(jù)反射定律，有i =30。連接ON,由幾何關(guān)系知 MANMON,故有/ MNO = 60由式得/ ENO=30于是/ ENO為反射角

24、，ON為反射光線。這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向。所以，射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角3為3= 180 - / ENO= 150 ?答案：1503. 2020 海南卷 16(2)如圖，半徑為 R的半球形玻璃體置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面與桌面相切于A點。一細束單色光經(jīng)球心 。從空氣中射入玻璃體內(nèi)(入射面即紙面)，入射角為45,R出射光線射在桌面上 B點處。測得AB之間的距離為Ro現(xiàn)將入射光束在紙面內(nèi)向左平移,O點的距離。求射入玻璃體的光線在球面上恰好發(fā)生全反射時，光束在上表面的入射點到 不考慮光線在玻璃體內(nèi)的多次反射。解析:當光線經(jīng)球心 O入射時，光路圖如圖(a)所示

25、。設(shè)玻璃的折射率為n,由折射定律有:sin i/n=-sin r式中，入射角i = 45 ,r為折射角，OBA為直角三角形，因此 sin r =ABVQA2+AB2發(fā)生全反射時，臨界角、1C滿足：sin C= 一 n在玻璃體球面上光線恰好發(fā)生全反射時，光路圖如圖（b）所示。設(shè)此時光線入射點為 E,折射光線射到玻璃體球面的 D點，由題意有：/ EDO = C 在/ EDO內(nèi)，根據(jù)正弦定理有：OD OE 公=sin 90 r sin C聯(lián)立以上各式并利用題給條件得八 2 OE= R答案：-22R課時作業(yè)（本欄目內(nèi)容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂?。┮弧⒍囗椷x擇題1 .關(guān)于光的傳播現(xiàn)象及應(yīng)用，下列

26、說法正確的是（）A. 一束白光通過三棱鏡后形成了彩色光帶是光的色散現(xiàn)象B.光導纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大C.海面上的海市蜃樓將呈現(xiàn)倒立的像，位置在實物的上方，又稱上現(xiàn)蜃景D. 一束色光從空氣進入水中，波長將變短，色光的顏色也將發(fā)生變化E. 一束白光從空氣斜射進入水中，也將發(fā)生色散解析： 一束白光通過三棱鏡后形成了彩色光帶是光的色散現(xiàn)象，A正確；由全反射的條件可知，內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故 B正確；海市蜃樓將呈現(xiàn)正立 的像，位置在實物的上方，又稱上現(xiàn)蜃景，C錯誤，色光進入水中，光的頻率不變，顏色不變，D錯誤；白光斜射入水中，由于水對不同色光的折射率不同，各種色光

27、將分開，故E正確。答案： ABE2.如圖所示，MN是介質(zhì)1和介質(zhì)2的分界面，介質(zhì)1、2的絕對折射率分別為 ni、n2, 一束細光束從介質(zhì) 1射向介質(zhì)2中，測得01=60,但=30。，根據(jù)你所學的光學知識判斷下 列說法正確的是（）A .介質(zhì)2相對介質(zhì)1的相對折射率為 V3B.光在介質(zhì)2中傳播的速度小于光在介質(zhì) 1中傳播的速度C.介質(zhì)1相對介質(zhì)2來說是光密介質(zhì)D .光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2可能發(fā)生全反射現(xiàn)象E.光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2,光的波長變短解析：光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2時，入射角與折射角的正弦之比叫做介質(zhì)2相對介質(zhì)1sin 60的相對折射率，所以有 n21 = sn6晨=V3,選項A正確；因介質(zhì)2相對

28、介質(zhì)1的相對折射率為陋，可以得出介質(zhì)2的絕對折射率大，因 n=c,所以光在介質(zhì)2中傳播的速度小于光在 v介質(zhì)1中傳播的速度，選項 B正確；介質(zhì)2相對介質(zhì)1來說是光密介質(zhì)，選項 C錯誤；光 從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時， 有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項D錯誤；光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2, 光的頻率不變，速度變小，由 v=入可知，光的波長變短，選項 E正確。答案： ABE3.（2020西安質(zhì)檢）如圖為俯視圖，光屏MN水平放置，半圓柱形玻璃磚放在水平面上，其平面部分ab與屏平行。由光源 S發(fā)出的一束白光沿半徑方向射入玻璃磚，通過圓心。再射到屏上。在水平面內(nèi)繞過 O點的豎直軸沿逆時針方向緩緩轉(zhuǎn)動玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)

29、了彩 色光帶。當玻璃磚轉(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。下列說法正確的是（）A.通過實驗說明，同種材料中各種色光的折射率不同，紅光折射率較大 cB.由n = v可知，玻璃磚中紅光傳播速度較大C.由n = 1T可知，紅光在ab界面發(fā)生全反射的臨界角較大 sin CD.轉(zhuǎn)動玻璃磚的過程中最先消失的是紅光E.在光屏上從左到右光帶顏色的分布是從紅到紫答案： BCE4.夢溪筆談是中國科學技術(shù)史上的重要文獻，書中對彩虹做了如下描述： “虹乃雨中日影也，日照雨則有之”。如圖是彩虹成因的簡化示意圖，設(shè)水滴是球形的，圖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

30、是兩種不同頻率的單色光。下列說法正確的是()A 雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹B 水滴對a 光的臨界角大于對b 光的臨界角C.在水滴中，a光的傳播速度大于 b光的傳播速度D 在水滴中，a 光的波長小于b 光的波長E a、 b 光分別通過同一雙縫干涉裝置，a 光的相鄰亮條紋間距較小答案：ADE5.半圓形玻璃磚橫截面如圖，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（）A.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

31、射角大C.在真空中，a光的波長小于b光波長D.讓a光向A端逐漸平移，將發(fā)生全反射E.分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大解析： 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)sin C = n 知a光的折射率小，即 navb,選項A正確；根據(jù)門=皿，當i相等時，rarb,選項B錯誤，a光束 vsin r向A端平移，射到圓面的入射角增大到大于臨界角，發(fā)生全反射，故選項 D正確；根據(jù)條 紋間距離公式 Ax = 入知，用a光時條紋間距大，選項 E正確。答案： ADE6. （2020池州模擬）如圖所示，一束入射光 AO

32、從某種介質(zhì)以入射角 a射入空氣，以O(shè) 點為圓心，Ri為半徑畫圓Ci,與折射光線OB交于M點，過M點向兩介質(zhì)的交界面作垂線， 與入射光線 AO的延長線交于 N點，以O(shè)點為圓心，ON為半徑畫另一個圓 C2,測得該圓 的半徑為R2,下列判斷正確的是（）A.該介質(zhì)的折射率為R2B.若光由介質(zhì)射入空氣發(fā)生全反射，則臨界角的正弦值為sinC=gIR2C.若過圓Ci與界面的交點D作界面的垂線交圓 C2于P點，則OP與法線所夾的銳角等于全反射的臨界角D.若入射光的強度保持不變，逐漸增大入射角%則折射光的強度將逐漸增加解析：由圖可知，介質(zhì)的折射率 n = *,而sin 3= OE, sin a= OE,得n=R

33、2, AsinRiR2Ri對；全反射的臨界角 sin C=L sin C=R1, B正確；過 D作DP, sinZ OPD=-R1,故/ OPD nR2R2= /C,因而C選項正確；當a增大時，折射光強度應(yīng)減弱，D錯。答案： ABC二、非選擇題7.在“測定玻璃的折射率”實驗中，某同學經(jīng)正確操作插好了4枚大頭針，如圖甲所丙（1）請在圖乙中畫出完整的光路圖；（2）對你畫出的光路圖進行測量和計算，求得該玻璃磚的折射率n =（保留三位有效數(shù)字）；（3）為了觀測光在玻璃磚不同表面的折射現(xiàn)象，某同學做了兩次實驗，經(jīng)正確操作插好了 8枚大頭針，如圖丙所示。圖丙中Pi和P2是同一入射光線上的 2枚大頭針，其對

34、應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和（填A(yù)”或B” J解析：（1）作光路圖時應(yīng)注意作圖規(guī)范，所作光路圖如圖所示。（2）根據(jù)（1）中所作光路圖，在對應(yīng)三角形中算出入射角的正弦值sin i和折射角的正弦值sin r,貝U n= sn=131。 sin （3）根據(jù)光路易知對應(yīng)出射光線上的2枚大頭針是P3和A。答案： （1）如圖所示 （2）1.51（1.481.54均可）（3）A8.如圖所示為某同學利用插針法測定半圓柱體玻璃磚折射率的實驗。在半圓柱體玻璃磚外面插上Pl、P2、P3、P4四枚大頭針時，P3、P4恰可擋住Pl、P2所成的像。關(guān)于該實驗：(1)下列說法正確的是 。A. Pl、P2及P3、P4之間

35、的距離適當大些，可以提高精確度B. Pl、P2及P3、P4之間的距離取得小些，可以提高精確度C.入射角。適當大些，可以提高精確度D. Pl、P2的間距及入射角的大小均與實驗的精確度無關(guān)(2)該玻璃磚的折射率 n =。另一同學將大頭針插在Pi和P2位置時，沿著P3、P4的方向看不到大頭針的像，其原因可能是解析：(1)出射光線是通過隔著玻璃磚觀察大頭針成一條直線確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度誤差會較大，故 Pi、P2及P3、P4之間的距離適當大些，可以提高精確 度，選項A正確，B錯誤；入射角 。盡量大些，折射角也會大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度 的相對誤差會減小，選項 C正確，D錯誤。(2)由題圖知，沿Pi、P2的光線入射角為 0= 30,折射角為r= 60 ,則該玻璃磚的折射率