第一节 光的折射和全反射(练习)-高中物理同步课堂（高教版电工电子类）（解析版）

第一节光的折射和全反射

1.一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，。点为圆心，直径BC竖直，右侧半圆面镀银。

一光线从A点水平向右射入介质，光线在A点的入射角为。=60，在镀银处发生一次反射后射出介质，且

射出时光线水平向左，则该介质的折射率为（）

A.y/2B.石C.2石D.2夜

【答案】B

【详解】由于只发生一次反射，根据对称性可知光路图如图所示

由儿何关系可得a=1e=30。由折射率公式可知〃=受吆=6故选B。

2.傍晚，太阳从西边落下，在人们观察到日落的时刻（太阳刚落在地平线上），太阳的实际位置（）

A.完全在地平线下方B.完全在地平线上方

C.恰好落在地平线上D.部分在地平线上方，部分在地平线下方

【答案】A

【详解】由于太阳光从真空进入地球大气层时要发生折射，使我们看到的太阳位置比实际位置要高，因此

当人们观察到太阳还在地平线上时，太阳的实际位置己在地平线以下。故选A。

3.如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，下列说法正确的是（）

A.为了提高实验的准确度，必须选用两光学表面平行的玻璃砖

B.判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部

C.大头针与乙与鸟，£与打的间距适当远一些，可以减小实验误差

D.在白纸上放好玻璃砖后，首先要用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出边界

【答案】C

【详解】A.光学表面是否平行不影响该实验的准确度，A错误；

B.判断像与针是否在同一直线时，应观察大头针的整个部分，不能只观察大头针的头部，B错误；

C.大头针与乙与鸟，8与B的间距适当远一些，可以减小实验误差，C正确；

D.为了防止弄脏玻璃砖，不能用铅笔贴着玻璃砖的光学面画出边界，D错误。故选C。

4.如图所示，甲、乙两同学用插针法测量梯形玻璃砖的折射率，＜、巴、巴和巴是实验中甲同学插的大头

针，耳、g是乙同学插的大头针、下列说法正确的是（）

P1XP]X

A.甲同学利用大头针《、鸟及《、鸟作图，测出入射角和折射角，用角度比值即可求出折射率

B.甲同学插好大头针£、£并画好两平行边界后，不小心将玻璃砖向上平推了一下，则实验测得的折射率

变大

C.沿《、鸟方向的入射光线，经AB面折射到达CO面时，在C。面可能发生全反射

D.乙同学在界面8。观察到大头针3、g的像，也可以测量玻璃砖的折射率

【答案】D

【详解】A.甲同学利用大头针乙、鸟及6、A作图，测出入射角和折射角，根据折射定律川角度的正弦值

的比值即可求出折射率，而不是用角度比值即可求出折射率，故A错误；

B.甲同学插好大头针耳、鸟并画好两平行边界后，不小心将玻璃砖向上平推r一下，由几何关系得入射角

和折射角没有改变，故实验测得的折射率不变，故B错误：

C.沿［、£方向的入射光线，经4B面折射到达C。面时，在C。面不会发生全反射，故C错误；

D.乙同学在界面8。观察到大头针E、g的像，也能测得入射角和折射角，即也可以测量玻璃砖的折射

率，故D正确。故选D。

5.在观察光的全反射实验中，用激光笔从A点照射半圆形玻璃砖的圆心。点，发现有08、0C两条细光

束。当入射光束A0绕。点顺时针转动小角度仇OB、0C也会随之转动。则（）

A.光束。8顺时针转动的角度大于6B.光束0C逆时针转动的角度小于9

C.光束08逐渐变亮D.光束0C逐渐暗

【答案】A

【详解】A.由图可知，。8为折射光线，光从光密介质到光疏介质，入射角小于折射角，当入射光束A0

绕。点顺时针转动，为折射光线也顺时针转动，但转动的更快，所以光束顺时针转动的角度大于仇

A正确；

B.由图可知，光束0C为反射光线，转动方向与入射光线相反，但转动快慢相同，光束0C逆时针转动的

角度等于aB错误；

CD.当入射光线40转动到一定程度时，入射角等于临界角，发生全发射，折射光线会消失，这一过程中，

折射光线08逐渐变暗，反射光线0C逐渐变亮，CD错误。故选A。

6.如图所示，ABCD是两面平行的足够大的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设

为界面i和界面ii。光线从界面I射入玻璃砖，再从界面n射出，回到空气中，如果改变光到达界面I时

的入射角，则（）

①只要入射角足够大，光线在界面I上可能发生全反射现象

②只要入射角足够大，光线在界面n上可能发生全反射现象

③不管入射角多大，光线在界面I上都不可能发生全反射现象

④不管入射角多大，光线在界面II上都不可能发生全反射现象

【答案】D

【详解】①③.在界面।上光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不可

能发生全反射现象，故①错误，③正确；

②④.在界面n上光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面1和界面n平行，光

由界面1进入玻璃后再到达界面【I,在界面।【上的入射角等于在界面I上的折射角，则界面11上的入射角

总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，故②错误，④正确；

故③④正确，故选D。

7.2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有

气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。光线。沿半径方向

入射玻璃砖，光线。与光线”平行，两束光线之间的距离设为X,已知玻璃砖内圆半径为R,外圆半径为2R,

折射率为正，光在真空中的速度为c,不考虑反射光线，下列关于光线的说法正确的是（）

A.当彳＞夜R时，光不会经过内圆

B.当》=亚/?时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角为45。

C.当x=@R时，光线从外圆射出的方向与图中入射光线平行

2

D.当x=时，光从内圆通过的时间为以

2c

【答案】AD

【详解】当折射光线恰好和内圆相切时，光恰好不会通过内圆

根据几何关系得sin，=去sin根据折射率公式哼察代入数据解得“岳因此当》＞限时，光

不会经过内圆，故A正确；

B.山上式解得1=45。/=30。由几何分析可知，光线从外圆射出的方向与图中入射光线的夹角小于45。，故

B错误；

（〕.、与工=也/?时，由几何分析可知，光线从外圆射出的方向不可能与图中入射光线平行a

2

sin0.sin0,sin0.、万

根据折射定律逮=嬴/=高商由于%角度较小，可以得至bin"=2sinq=苧因此光从内圆通过距

离为L=—粤=血式光从内圆通过的时间为叵，故C错误，D正确。故选AD。

sinQ

8.如图所示，一长方形玻璃砖长为4L、宽为&L,在玻璃砖上表面的中点A的正上方的。点有一激光笔，

。、A两点间的距离为心，激光笔发出的激光束在竖直平面内以。点为圆心以一定的角速度沿逆时针方向匀

速转动，激光束在玻璃砖上表面形成的光斑沿上表面移动到8点（未知）时的速度大小是在A点时的速度

大小的2倍，此时光束通过折射进入玻璃砖后恰好从右下侧顶点射出，不计激光笔的大小，求：

（1）光斑在B点时，光束与玻璃砖上表面的夹角。；

（2）玻璃砖的折射率”。

【详解】(1)设激光束转动的角速度大小为①，则光斑在4点时的速度大小以=刃£

设光斑在B点时的速度大小为%,有％如0=-由于/=2yA解得sing=在即6=45°。

sin，2

(2)光斑在8点时，光束的入射角i=90°-6=45。由几何关系可知AB=—J

tan，

折射角的止切布'1tanr-T=--=—F=玻璃砖的折射率"=解得n=&

73L，3sinr

9.如图所示，一艘帆船静止在湖面上，距水面九=4m的湖底P点发出的激光束射到水面时的入射角为37。，

从水面出射后恰好照射到帆船上的竖直桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53。，桅杆到尸点的水平

距离x=7m,光在真空中传播的速度c=3xl08m/s,sin530=0.8,cos530=0.6。求：

(1)竖直桅杆顶端到水面的高度〃2；

(2)激光从P点发出到照到水面的时间t.

【答案】(1)3m；(2)/=—xlO^s

【详