折射和全反射练习题

1、 光的折射、全反射练习题（一）1.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10m的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射反射再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是()A15 B30C45 D602.三种介质I、II、III的折射率分别为n1、n2和n3，且n1n2n3，则（ ）A光线由介质I入射II有可能发生全反射B光线由介质I入射III有可能发生全反射C光线由介质III入射I有可能发生全反射D光线由介质II入射I

2、有可能发生全反射3.一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如图所示，若光在 I、II、III三种介质中的速度分别为v1、v2和v3，则( )Av1v2v3 Bv1v2v3Cv1v3v2 Dv1v3v24一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则 ( )A介质1的折射率最大 B介质2是光密介质C光在介质2中的速度最大D当入射角由45逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射5.如图，MN是一条通过透明球体球心的直线一单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的倍，且与MN所成的角30.求：透明球体的折射率6. 一半径为R的1/4球体

3、放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示已知入射光线与桌面的距离为R/2，求出射角7.折射率为的玻璃球，被一束光照射.若入射角i为60，则在入射点O处反射光和折射光的夹角为_.(如图甲所示) 图甲 图乙8.如图乙所示，一束波长为0.40 m的紫光，从空气中垂直三棱镜的AB面入射，从AC面射出方向如图所示，则玻璃对紫光的折射率n=_，紫光在玻璃中的传播速度v=_m/s，紫光在玻璃中的波长=_ m.9. 半径为R的玻璃半圆柱体，横截面积如图所示，圆心为O，两条平行单色红光，沿截面积射向圆柱

4、面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，AOB=60，已知该玻璃对红光折射率。求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O的距离d? 10.如图所示，由透明材料制成一个截面为直角三角形的三棱镜ABC，有一条单色光线以45入射角射到AB界面，折射角是30，折射光线在AC界面恰好发生全反射，那么该三棱镜的顶角为_.11. 如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射已知ABM30，求：玻璃的折射率球心O到BN的距离AMBO12. 如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AO

5、B=60。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB。（1）求介质的折射率。（2）折射光线中恰好射到M点的光线_(填“能”或“不能”）发生全反射。bcao13. 图示为一直角棱镜的横截面，。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线 （ ）A.从ab面射出 B.从ac面射出C.从bc面射出，且与bc面斜交D.从bc面射出，且与bc面垂直14. 如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为 （ ）A. B

6、.1.5 C. D.2r桌面15. 从桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为 ( )A.r B.1.5rC.2r D.2.5r16. 如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧上的光，则弧AB上有光透出的部分的弧长为（ ）A. 1/6 R B. 1/4RC

7、. .1/3 R D. 5/12 R 17. 如图，一透明半圆柱体折射率为，半径为R、长为L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积S。18. (5分)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角，为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为 。(填入正确选项前的字母) A. B. C. D.题11（2）图OAi19.(2013重庆)利用半球柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度。在题11（2）图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半球柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点。若某条从A

8、点发出的与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率。20. (2013新课标)如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，A=30，B=60。一束平行于AC边的光线自AB边的p点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出，若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等（i）求三棱镜的折射率ABCMP（ii）在三棱镜的AC边是否有光线逸出，写出分析过程。（不考虑多次反射）21.一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。AOBMN

9、22.(2011新课标)（9分）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银（图中粗线），O表示半圆截面的圆心。一束光线在横截面内从M点的入射角为30，MOA=60，NOB=30。求（）光线在M点的折射角；（）透明物体的折射率。BA23.(2013新课标1)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.（1）为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；（2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。参考答案：1.D2.AB3.C4C11.A12. n= 20. （i）

10、n=（ii）没有光线逸出NABCMPOOiirri （i）光路图如图所示，图中N点为光线在AC边发生反射的入射点，设光线在P点的入射角为i，折射角为r，在M点的入射角为r、折射角依题意也为i，有i=600 由折射定律有sini=n sinr nsinr=sini 由式得 r=r OO为过M点的法线，C为直角，OOAC，由几何关系有 MNC=r 由反射定律可知 PNA=MNC 联立式得 PNA=r 由几何关系得 r=300 联立式得 n= （ii）设在N点的入射角为i，由几何关系得 i=60 此三棱镜的全反射临界角满足 nsinc =1 解得 i c 此光线在N点发生全反射，三棱镜的AC边没有光

11、线透出，21.现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点由题意，在A点刚好发生全反射，故设线段OA在立方体上表面的投影长为RA，由几何关系有sinARA由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆所求的镀膜面积S与玻璃立方体的表面积S之比为由式得22.如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于氏面EF对称，Q、P和N三点共线。设在M点处，光的和射角为i，折射角为r，。根据题意有由几何关系得，于是且由式得（ii）解：根据折射率公式有由式得23.（）设光线在端面上AB上C点的入射角为i，折射角为r， sini=nsinr iBAr设光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，

12、为了使该光线可在光导纤维中传播，应有 式子中，是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足 nsin=1 由几何关系得 +r=900 由式得 sini （ii）光在玻璃丝中的传播速度的大小为v= 光速在玻璃丝轴线方向的分量为 vz=vsin 光线从玻璃丝端面AB传播到其另一个端面所需时间为t= 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需时间最长，由式得 tmax= 光的折射、全反射练习题（二）12009年10月6日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯高锟在“有关光在纤维中的传输以

13、用于光学通信方面”取得了突破性的成就若光导纤维是由内芯和包层组成，下列说法正确的是 ()A内芯和包层折射率相同，折射率都大B内芯和包层折射率相同，折射率都小C内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D内芯和包层折射率不同，包层折射率较小2一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯， 如图所示为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射已知水的折射率为，求sin的值3.如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图，FD为圆周，圆心为O，光线从AB面入射，入射角160，它射入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出(1)画出光路图；(2)求该棱镜的折射率n和

14、光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c3.0108 m/s)4如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成一束频率为5.31014 Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角60.已知光在真空中的速度c3108 m/s，玻璃的折射率n1.5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？ (2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角(结果可用三角函数表示)5、如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知A60，C90，一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，ADa，棱镜的折射率为n，求：(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c)图16.一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜.不考虑棱镜内部的反射.若保持入射线在