光的反射、折射、全反射(习题)

1、第1页光的反射、折射、全反射一、选择题1.一条光线从空气射入折射率为在的介质中，入射角为45。，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是（）.A.75B.90C.105D.1202.两束细平行光a和b相距为d,从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图所示，若玻璃对a的折射率大于对b的折射率，当它们从玻璃砖的下表面射出后，有（）.A.两束光仍平行，间距等于dB.两束光仍平行，间距大于dC.两束光仍平行，间距小于dD.两束光不再平行3.一条光线以40。的入射角从真空中射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是（）.

2、A.小于40B.在50100之间C.在100140之间D.大于1404.OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面.a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN,在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示.由此可知（）.A.棱镜内a光的传播速度比b光的小B.棱镜内a光的传播速度比b光的大C.a光的频率比b光的小D.a光的波长比b光的长5.一玻璃柱体的横截面为半圆形.细的单色光束从空气射向柱体的D点（半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2.已知玻璃折射率为J3,入射角为45（相应的折射角为24）.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过D点垂直于纸面的轴线顺时针转过15。，如图中虚线所示，则（A.光束1转过

3、15B.光束1转过30C.光束2转过的角度小于15D.光束2转过的角度大于156.如图甲所示，将筷子竖直插入玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是图图中的哪个图形？（）.7.如图所示，一束白光从顶角为臼的棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射，经三棱镜后,在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中.若屏上的彩色光带先后全部消失，则（）.A.红光最先消失，紫光最后消失C.紫光最先消失，黄光最后消失8.在完全透明的水下某处放一点光源，的半径匀速增大，则光源（）.A.加速上升B.加速下沉9.如图为一直角棱镜的横截面，/n=J2，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（）.A

4、.从ab面射出C.从bc面射出，且与bc面斜交B.紫光最先消失，红光最后消失D.红光最先消失，黄光最后消失在水面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面C.匀速上升D.匀速下沉bac=90；Zabc=60。，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B.从ac面射出D.从bc面射出，且与bc面垂直1口2,第2页10.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为1、62,已知6192.用m、w分别表示水对两单色光的折射率，v、V2分别表示两单色光在水中的传播速度，则（）.A.nvr）2,V1V2B.mV2C.nin2,ViviV211.如图所示，用插针法测定玻

5、璃折射率的实验中以下说法正确的是（）.A.Pi、P2及P3、P4之间的距离适当大些，可以提高准确度B.Pi、P2及P3、P4之间的距离取得小些，可以提高准确度C.入射角i适当大些，可以提高准确度D.Pi、P2之间的距离，入射角的大小均与实验的准确度无关二、填空题12.如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右移动了3的距离到B由此可知液面（填升高”或降低”）了.13.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa，

6、、bb，与玻璃砖位置的关系分别如图、和所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖.他们的其他操作均正确，且均以aa，、bb，为界面画光路图.贝U：（1）甲同学测得的折射率与真实值相比（填喧大”偏小”或不变”）.（2）乙同学测得的折射率与真实值相比（填喧大”偏小”或不变”）.（3）丙同学测得的折射率与真实值相比.14.在用插针法测定玻璃的折射率的实验中，某同学操作步骤如下：1将记录光路的白纸铺放在平板上；2手拿玻璃砖的毛面或棱，将其轻放在白纸上：3用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa，和bb，；4在aa，上选择点O,作为不同入射角的入射光线的共同入射点，画出入射角i分别为0、30、4

7、5。的入射光线；5用插针法”分别得到各条入射光线的折射光线，观察时着重看大头针针帽是否在一条直线上，取下玻璃砖、大头针，连接各针孔，发现所画折射光线中有两条相交，量出各个折射角r;6按公式分别计算电受，取三个值的算术平均值.sinr以上步骤中有错误或不妥之处的是：；应改正为：.15.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率.在平铺的白纸上垂直纸面插大头针Pi、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O,在玻璃砖（网中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住Pi、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直

8、于法线并分别交法线于A、D点.（1）设AB的长度为li,AO的长度为I2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量，则玻璃砖的折射率可表示为.（2）该同学在插大头针只前不小心将玻璃砖以D为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将（填喧大”偏小”或不变”）.16.测定玻璃砖折射率的实验如图i3-i-44所示，把玻璃砖放在白纸上之前应在纸上先画好图上的三条直线，它们分别是、，最后按正确的要求插上大头针P3、P4,由第3页P3、P4的位置决定了光线的方位，从而确定了折射光线的方向.17.由某种透明物质制成的等腰直角三角形棱镜AOB,两腰都为i6cm,

9、且两腰与Ox和Oy轴都重合，如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D两点插上大头针，测出C点的坐标为（0,i2）,D点的坐标为（9,0）,由此可以算出该透明物质的折射率为多大？18.某市体育广场中心，设计建造了一组旋转摇摆式喷泉，在喷泉周围，水下40cm深处，环绕4了一圈彩灯，例帛降临时，从喷泉射出的水枉在彩灯的映衬下，显得很美丽壮观.若池水的折射率为，3那么彩灯的视深(池边的人看到的彩灯的深度)是多少？19.一物点放在表面平行的玻璃板后L=15cm处，观察者透过玻璃板观察，且视线垂直于玻璃表面，设玻璃板厚度d=4.5cm，玻璃的折射率n=1.5,问物点的像到玻璃板前表

10、面间的距离为多少？20.一个大游泳池，池底是水平面.池中水深1.2m,有一直杆竖直立于池底，浸入水中部分BC恰为杆长AC的一半.太阳光以与水平方向成37。角射在水面上，如图所示，测得杆在池底影长是2.5m,求水的折射率.(sin37=0.6,cos37=0.8)21.有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD，其周围是空气，如图所示，当入射光线从它的AB面以入射角a射入时，(1)要使光线在BC面发生全反射，证明：入射角应满足的条件是sina。Jn2-1(BC面足够长).(2)如果对于任意入射角的光线都能发生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？22.在厚度为d、折射率为n的大玻璃板的下表面， 有一个半径

11、为r的圆形发光面.为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面， 可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的最小半径为多大？23.用折射率为n的透明介质做成内、 外半径分别为a和b的空心球，如图所示，当一束平行光射向球壳，经球壳外、内表面两次折射后，能进入空心球壳的入射平行光束的横截面积是多少？24.横截面为矩形的的棒被弯成如图所示的形状，一束平行光垂直地射入水平表面A上，要使通过表面A射入的光全部从表面B射出，比值R最小是多少？(玻璃的折射率n=1.5)d25.某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O,将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合.在

12、玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4,使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、PI的像恰在一直线上.移去圆形玻璃和大头针后，在图中画出：(1)沿PI、P2连线方向的入射光线通过圆形玻璃后的传播方向；(2)光线在玻璃内的传播方向；(3)过光线的入射点作法线，标出入射角i和折射角r；(4)写出计算玻璃折射率的公式.【答案与解析】一、选择题1.【答案】C【解析】如右图所示，根据折射定律里西=门，则、讷82=迎4=皇竺=，e2=30，第4页sin-2n22反射光线与折射光线的夹角臼=105。，C项正确.2.【答案】C【解析】光路如图所示.由光路图可知d，v

13、d,故C项正确。3.【答案】C【解析】由光路图可知，光由真空射入介质中折射，折射角09店，故a光的频率小于b光的频率；又在介质内的传播速度v=，所以棱镜内a光的传播速度Va比b光的传播速度Vb大；在真空和介质中的波长分别是-和，所以无论是真空中还是在棱镜ffn内，均是a光的波长长.5.【答案】B、C【解析】【解析】转动前，光束1(反射光)与入射光线间的夹角为A=452=90，光束2(折射光)与入射光线间的夹角为B=4S+(180-24)=201.转动后，反射光与入射光的夹角A/=60X2=120,据折sin60射正律，=J3，得r=30，则折射光与入射光间的夹角为B7=60+(18030)=2

14、01.因此A=A，sinr一A=30,B=B，B=9.6.【答案】D【解析】【解析】筷子在水中部分反射的光到达P点后折射，如图所示.筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，且更粗.7.【答案】B【解析】【解析】依题意作出白光通过三棱镜的光路图，如图所示.可以看出由于紫光的偏折角最大，由1全反射临界角公式sinC=-知紫光的临界角最小，所以紫光一定首先在AC面上发生全反射从而从光屏上消失，最后红光消失，故B项正确.8.【答案】D【解析】【解析】如图所示，在水面上看到透光平面半径为R.设光从水射入空气发生全反射的临界角为C.一 1siiC=，由几何知识得n透光平面半径R与h成正比，R均匀增大，h也均匀

15、增大，故D项正确.9.【答案】B、D【解析】【解析】依题作出光在棱镜中的光路图，如图所示，则光在ab面上发生全反射，接着以i，=30的入射角射到ac界面上，因i，v45，光在ac面上不发生全反射而发生反射和折射，其反射角i，=30，反射光线正好与bc面垂直，故B、D两项正确.由以上两式得R2R2sinCR.R2h2显然，光在ab面上的入射角为i=60,大于光在该棱镜中的全反射临界角八.1C=arcsin：=45,第6页10.【答案】B1.一.【解析】由全反射临界角C=arcsin知，当耳时，必有nv又由v=c/n知，必有vv2,故B项正确.11.【答案】A、C二、填空题第7页.s.12.【答案

16、】降低h=coti2【解析】【解析】作出两次的反射光路图如图所示,由几何图形可得：液面下降.又由几何关系可得：OM=BB=As，液面下降高度h=coti.213.答案】偏小不变可能偏大，可能偏小，可能不变【解析】【解析】甲同学测量的光路图如图（1）所示，真实值n=迎，测量值n-Sn-，因r，r,sinrsinr故nnL所以甲同学测得的折射率与真实值相比偏小；乙同学测量的光路图如图（2）所示，测量值n=业，与真实值相等.sinr丙同学的测量可能出现三种可能，光路图如图（3）所示，当出射点为c时，测量值与真实值相同，当出射点在c左侧时，测量值小于真实值，当出射点在c点右侧时，测量值大于真实值，故丙

17、同学测得的折射率与真实值相比可能偏大，可能偏小，可能不变.14.答案】见解析【解析】【解析】、中应使直尺与玻璃砖的界面对齐，移开玻璃砖后再画边界线；中入射角要取0。以外的三组数据；中大头针要竖直插牢，观察时看针脚是否在同一条直线上15.【答案】（1）l1和l3l1/l3（2）偏大16.【答案】aa，NN,AOO,BOO，三、解答题17.【答案】见解析【解析【解析】假设从A点发出一条光线射在C点， 经折射后射入人眼.当逆着折射光线看去好似光线从D点射出.光路如右图所示.S处，光源发出的光线SO垂直水面射出，光线SOI与SO间的2mm3mm,01、02为一组对应的折射角和入射角，可知61、sin

18、巳 OO1/hH,_H由折射TE律碍：n=_=，碍h=.H0.4所以hm=0.3m.n43故彩灯的视深为30cm.19.【答案】见解析【解析【解析】物点S发出的光射到玻璃板的表面发生折射，进入玻璃板到达另一表面时，再次折射进入玻璃板的前方，如图所示，折射率n=sin 弓sin 叫18.【答案】见解析【解析【解析】如图所示，设点光源在夹角很小.因一般人的瞳孔的线度为82均很小.由数学知识知：第8页物点的虚像S，与玻璃板前表面之间的距离为L、则L，=L+ds,由几何关系知当视线垂直于玻璃板表面观察时，81、62很小，tanBfsinn,tan82=sinB2.所以第9页20.答案】见解析【解析】【解析】光路图如图所示，由几何关系可知：入射角i=/ADG=53,日4且DB=ABcot37=1.2=1.6(m),FE=FbEC=2.5DB=2.51.6=0.9(m),EF0.93所以tanEDF=击=我=，