高中物理【光的折射 全反射】練習(xí)題

高中物理【光的折射全反射】練習(xí)題1.（多選）水下一點(diǎn)光源，發(fā)出a、b兩單色光.人在水面上方向下看，如圖所示，水面中心I區(qū)域有a光、b光射出，11區(qū)域只有a光射出.下列判斷正確的是（）a、b光從I區(qū)域某點(diǎn)傾斜射出時(shí)，a光的折射角小B.在真空中，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)C.水對(duì)aB.在真空中，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)C.水對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率D.水下b光不能射到圖中II區(qū)域E.水下a、b光能射到圖中II區(qū)域以外區(qū)域2.（多選）某同學(xué)用插針?lè)y(cè)梯形玻璃磚ABCD的折射率，如圖所示，用MN和PQ分別表示入射光線和出射光線，他測(cè)得光線在AB面的入射角i=60°，玻璃磚的AB面和CD面之間相距為d，N點(diǎn)和2.PQ所在直線之間的距離為片站，則下列說(shuō)法正確的是（）A.光線MN與PQ一定平行B.光線MN與PQA.光線MN與PQ一定平行B.光線MN與PQ可能不平行C.光線在AB面的折射角為30°D.光線在CD面的入射角為60°E.玻璃磚的折射率n=^3（多選）如圖所示，實(shí)線為空氣和水的分界面，一束藍(lán)光從空氣中的A點(diǎn)沿AO方向（0點(diǎn)在分界面上，圖中O點(diǎn)和入射光線都未111畫(huà)出）射向水中，折射后通過(guò)水中的B點(diǎn).圖中0點(diǎn)為A、B連線與分界面的交點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是（）A.0］點(diǎn)在0點(diǎn)的右側(cè)...1/空吒

藍(lán)光從空氣中射入水中時(shí)，速度變小若沿AO方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通1過(guò)B點(diǎn)正下方的C點(diǎn)若沿AO方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通1過(guò)B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)若藍(lán)光沿AO方向射向水中，則折射光線有可能通過(guò)B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)(多選)如圖所示為一直角三棱鏡的橫截面，Zbac=90°，Zabc=60°，一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡.已知棱鏡材料的折射率n=*'2，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，貝9()A.有光線從ab面射出B.有光線從ac面射出C.有光線從bc面射出，且與bcB.有光線從ac面射出C.有光線從bc面射出，且與bc面斜交D.有光線從be面射出，且與bc面垂直E.光線不可能從ab面射出，即在ab面發(fā)生全反射5.(多選)圖甲為某同學(xué)利用半圓形玻璃磚測(cè)定玻璃折射率n的裝置示意圖，AO、DO分別表示某次測(cè)量時(shí)，光線在空氣和玻璃中的傳播路徑.在正確操作后，他利用測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了圖乙所示的折射角正弦值(sinr)與入射角正弦值(sini)的關(guān)系圖象.則下列說(shuō)法正確的是()

5.光由D經(jīng)O到A該玻璃磚的折射率n=1.52c.若由空氣進(jìn)入該玻璃磚中，光的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的32D.若由空氣進(jìn)入該玻璃磚中，光的波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的3E.若以60°角由空氣進(jìn)入該玻璃磚中，光的折射角正弦值為如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率.在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P、P確定入12射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O,在玻璃磚（圖中實(shí)TOC\o"1-5"\h\z線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P,使P擋住p、r331P的像，連接OP,圖中MN為分界線，虛線半圓與玻23璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn).⑴設(shè)AB的長(zhǎng)度為l，AO的長(zhǎng)度為l，CD的長(zhǎng)度為1，DO的123長(zhǎng)度為1，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量4，則玻璃磚的折射率可表示為.（2）該同學(xué)在插大頭針P前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)3過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將（選填“偏大”“偏小”或“不變”）.

如圖所示，一束寬度為d的平行光射向截面為正三角形的玻璃三棱鏡，入射光與AB界面夾角為45°，玻璃的折射率n=j2光束通過(guò)三棱鏡后到達(dá)與BC界面平行的光屏PQ,求光屏PQ上光斑的寬度D.［技能提升練］8?在真空中有一正方體玻璃磚，其截面如圖所示,已知它的邊長(zhǎng)為d.在AB面上方有一單色點(diǎn)光源S,從S發(fā)出的光線［技能提升練］8?在真空中有一正方體玻璃磚，其截面如圖所示,已知它的邊長(zhǎng)為d.在AB面上方有一單色點(diǎn)光源S,從S發(fā)出的光線SP以60°入射角從AB面中點(diǎn)射入，當(dāng)它從側(cè)面AD射出時(shí)，出射光線偏離入射光線SP的偏向角為30°，若光從光源S到AB面上P點(diǎn)的傳播時(shí)間和它在玻璃磚中傳播的時(shí)間相等，求點(diǎn)光源S到P點(diǎn)的距離.9?半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心,OO,與直徑AB垂直.足夠大的光屏CD緊靠在玻璃磚的左側(cè)且與AB垂直.一光束沿半徑方向與0。/成e=30。射向O點(diǎn)，光屏CD區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，兩光斑間的距離為(\「；3+i)R.求(1)此玻璃的折射率；(2)當(dāng)。變?yōu)槎啻髸r(shí)，兩光斑恰好變?yōu)橐粋€(gè).10.如圖所示，等腰直角三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，0為BC邊的中點(diǎn)，位于0點(diǎn)處的點(diǎn)光源在透明介質(zhì)內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射光線，其中從AC邊上的D點(diǎn)射出的光線平行于BC，從E點(diǎn)射出的光線垂直BC向上.已知BC邊長(zhǎng)為2L.求：

(1)該光在介質(zhì)中發(fā)生全反射的臨界角e.b光的折射率較大，對(duì)a光的折射率較小，a、b光從I區(qū)域某點(diǎn)傾斜射出時(shí)，a光折射角小，A正確、C錯(cuò)誤?由折射率隨光的頻率的增大而增大可知，a光的頻率較小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，B正確.水下b光能射到題圖中II區(qū)域，由于在題圖中II區(qū)域發(fā)生了全反射，11區(qū)域只有a光射出，D錯(cuò)誤.水下a、b光能射到圖中II區(qū)域以外區(qū)域，由于發(fā)生了全反射，不能射出水面，E正確.(2)DE的長(zhǎng)度x(2)DE的長(zhǎng)度x.(可能用到sin15°=過(guò)與或tan15°=2—1解析：根據(jù)題述，b光發(fā)生全反射的臨界角較小，由sinC=n，可知水對(duì)答案：ABE2解析：由于AB與CD平行，光線MN與PQ—定平行，A正確，B錯(cuò)誤；如圖，連接NP,NP即為在AB面上的折射光線，過(guò)N作NH垂直于PQ，由題意,NH=，在直角厶N(yùn)H=，在直角厶N(yùn)HP中，sin（i-r）=NH，而NPcosr=d,聯(lián)立解得r=30°，即光線在AB面的折射角為30°，在CD面的入射角為30.?C正確，D錯(cuò)誤；由折射定律得n=書(shū)=」3E正確.sinr7答案：ACE3?解析：據(jù)折射定律，知光由空氣斜射入水中時(shí)入射角大于折射角，則畫(huà)出光路圖如圖所示，知％點(diǎn)應(yīng)在0點(diǎn)的左側(cè)，故A錯(cuò).光從光疏介質(zhì)（空氣）進(jìn)入光密介質(zhì)（水）中時(shí)，速度變小，故B對(duì)?紫光的折射率大于藍(lán)光，所以折射角要小于藍(lán)光的，則可能通過(guò)B點(diǎn)下方的C點(diǎn)，故C對(duì).若是紅光，折射率小于藍(lán)光，折射角大于藍(lán)光的，則可能通過(guò)B點(diǎn)上方的D點(diǎn)，故D對(duì).若藍(lán)光沿A0方向射入，據(jù)折射定律，知折射光線不能通過(guò)B點(diǎn)正上方的D點(diǎn)，故E錯(cuò).答案：BCD4?解析：由棱鏡材料的折射率n=\/2可知，全反射臨界角為45°，平行細(xì)光束在ab面上入射角為60°，大于臨界角，發(fā)生全反射，反射光在ac面上入射角為30°，小于臨界角，既有反射又有折射，光線在bc面上垂直射出，光路圖如圖所示，故B、D、E正確.答案：BDE5解析：由折射率定律5解析：由折射率定律n=Si￡i可知，sinr—sinismr圖象的斜率的倒數(shù)表示折射率，所以n=1.5>1,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)時(shí)光由A經(jīng)過(guò)0到D,選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確;2在由空氣進(jìn)入該玻璃磚時(shí)，光的頻率不變，光的波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的3，選項(xiàng)c錯(cuò)誤、.?siniD正確；以入射角i=60。由空氣進(jìn)入該玻璃磚時(shí)，由折射定律n=—；，其折sinr射角的正弦值為sinr=nsini=|x#=#，選項(xiàng)E正確.答案：BDElllsin&BOl6解析：(l)sin。戸BO，sinJ^CO，玻璃磚的折射率n肘=丁=亍2—3CO因此只需測(cè)量l和l即可.1|(2)當(dāng)玻璃磚順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度時(shí)，入射角增大，折射角也增大，但增大較小，折射光線順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，在處理數(shù)據(jù)時(shí)，認(rèn)為玻璃磚沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，原法線AD位置不變，因此，由于入射光線與AD夾角沒(méi)變，圓形玻璃磚半徑不變，所以l不變，而折射光線與AD夾角變小，所以l減小，所以測(cè)量值nii=+將偏大.|答案：(1)l和ln=g(2)偏大1|l|7?解析：設(shè)AB面的入射角為。，折射角為Y，sin0由2硏得丫"°°光線射到BC邊時(shí)由幾何關(guān)系可知入射角丫'=30°,

sin0f由折射定律n二―廠sinY'得0'=45°d由幾何關(guān)系知光斑的寬度D=cos45。，得D=；'2d.8答案：＜2d解析：光路圖如圖所示，由折射定律知，光線在AB面上折射sin60°sina時(shí)有n=sin時(shí)有n=在AD面上出射時(shí)n=s-YY由幾何關(guān)系有a+B=90°§=(60°—a)+(Y—B)=30所以n=sin60°sin45°光在玻璃磚中通過(guò)的距離s聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)得a=B=45°,所以n=sin60°sin45°光在玻璃磚中通過(guò)的距離s設(shè)點(diǎn)光源到P點(diǎn)的距離為L(zhǎng),有L=ct解得L=23d.答案：乎d9解析：（1）9解析：（1）光束在AB界面，一部分發(fā)生反射，另一部分發(fā)生折射，設(shè)折_Rtan30_Rtan30根據(jù)題意兩光斑間的距離為l+l=G./3+l)R，所以l=R，所以ZAOD=12*245°，則B=45°.sinB根據(jù)折射定律，折射率2肓sinB根據(jù)折射定律，折射率2肓sin45°sin30°(2)若光屏CD上恰好只剩一個(gè)光斑，則說(shuō)明該光束恰好發(fā)生全反射.由sinC=1得臨界角為C=45°，即當(dāng)0±45。時(shí)，光屏上兩個(gè)光斑恰好變?yōu)橐粋€(gè)光斑.答案：⑴叮2(2)45°10解析：(1)由幾何關(guān)系可知，題圖中Z0DE=60°，故光線OD在AC面上