高考物理冲刺：巩固练习-光的折射、全反射、色散

【巩固练习】

一、选择题

1、某同学在实验室做测定玻璃折射率实验时,用测得的多组

入射角01和折射角作出sin&—Sin02图线如图所示。下列

判断中正确的是（）

A.他做实验时，光是由玻璃射入空气

B.玻璃的折射率为0.67

C.玻璃的折射率为0.33

D.玻璃全反射时的临界角的正弦值为0.67

2、如图所示为一直角棱镜的横截面/bac=90°,/abc=60。，一平行细光束从O

点沿垂直于be面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率〃=应，若不考虑原

入射光在be面上的反向光,则有光线（）

A.从ab面射出

B.从ac面射出

C.从be面射出，且be面斜交

D.从be面射出，且与be面垂直

3、如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、

红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB在三棱镜的另一侧放置一平行于AB

边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，《।

可能是（）紫I

A.紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽红5—j\I

B.紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽,

C.红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽

D.红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽

4、如图,一个三棱镜的截面为等腰直角AABC,NA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（）5°

A.&应

2

C.-D.V3

2

5、在一次讨论中,老师问道："假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色

的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照

亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判

断？"有同学回答如下：

①c光的频率最大②a光的传播速度最小

③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短

根据老师的假定，以上回答正确的是（）

A.①②B.①③C.②④D.③④

束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，

下列说法正确的是（）

A.单色光1的波长小于单色光2的波长

B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度

C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间

D.单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反

射临界角

7、已知某种介质对某单色光的临界角为。，则（）

A.该介质对此单色光的折射率等于」二。

B.此单色光在该介质中的传播速度等于csine（c是真空中的光速\

C.此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin。倍。

D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的一二倍。

8、如图，红光和紫光以相同的入射角i从空气斜射到长方体型玻璃砖上表面的

同逋进入玻璃中进行传播，对于进入玻璃的红光和紫光，下列说法中正确的是

:破璃砖

A.紫光的折射角比红光的折射角大

B.玻璃对紫光的折射率较大，紫光可能不会从玻璃砖下表面射出

C.紫光和红光将从玻璃砖下表面的同一点射出

D.紫光和红光从玻璃砖下表面射出后一定平行

9、自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来

自后面的光照反射回去。某种刍行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱

镜（折射率n＞夜）组成，棱镜的横截面如图所示。一平行

于横截面的光线从0点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC

边和CB边反射后，从AB边的0,点射出，则出射光线是（）

A.平行于AC边的光线①

B.平行于入射光线的光线②

C.平行于CB边的光线③

D.平行于AB边的光线④

10、如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方,

将平面镜

M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，

最后由水面

折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带。逐渐增大平面镜

的倾斜角度，

阳尢p

各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序

以及最先消失的光分别是（）

A.红光-紫光，紫光

B.紫光一红光,红光

C.红光一紫光,红光

D.紫光T红光,紫光

11、用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa-

和bb\不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在图所示的位置上,而实验中其他操

a--I_______-d

作均正）

b-.......-.......................y

A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定

二、填空题

1、在阳光照射下,充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光

射入球形水珠经折射、内反射,再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质

的上，不同的单色光在同种均匀介质中不同。

2、光导纤维是一种比头发还细的玻璃丝，这种玻璃丝分为内外两层（芯线和包

层），芯线的折射率比包层的折射率。海市蜃楼是光在密度分布不均

匀的空气中传播时发生全反射而产生的，原因是海面上的下层空气的折射率比上

层_________;在沙漠中也会看到“海市蜃楼”现象,原因是接近沙面的空气层

比上层空气的折射率

3、一个三棱镜的顶角为30。，当一条光线从它的一个侧面AB垂直入射时，从

另一个侧面AC射出测得出射光线的方向相对于入射光线向棱镜底面偏折30。,

如格A灯知，该三棱镜的折射率为光在该棱镜中的传播速度为

4、如图所示，一段横截面为TF方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，

一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射,然

后垂直PQ端面射出。

①该玻璃棒的折射率为O

②若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF

上时

（填"能""不能〃或"无法确定能否"）发生全

反射。

5、如图所示,一束激光从。点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后,

从上面的A点射出。已知入射角为i,A与。相距I,介质的折射率为n,介质

的厚度d为

激光

6、某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后,以。点为圆心，10.00cm

长为半径画圆，分别交线段OA于A点，交0、0'连线延长线于C点。过A点

作法线NW的垂线AB交NN于B点，过C点作法线NN'

的垂线CD交于NN'于D点，

如图所示，用刻度尺量得OB=8.00cm,CD=4.00cmo由

此可

得出玻璃的折射率n=。

三、计算题

1、.'盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，

调至水在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为g,

求

2、如图所示，游泳池宽度L=15m,水面离岸边的高度为0.5m,在左岸边一标

杆上装有一A

灯，A灯距地面高0.5m,在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距

地面离1.5m,

.................Eq」水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像

1三三三:则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）

3、一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为6的透明材料制

成。现有一束位于过球心0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

【答案与解析】

一、选择题

1、【答案】D

【解析】〃=翳=m7=1=「5'所以光是由空气玻璃射入玻璃的,A错；BC

错；玻璃全反射前的临界角的正弦值sin,D对。

“，〃3

2、,市:

【角必工卜图，可知BD正确。光在ab界面发生了全反射。

3、【答案】CD

【解析】紫光的频率比红光大，故三棱镜对紫光的折射率比对红光大，通过三棱

镜后紫光偏离入射方向的角度大，当光屏离三棱镜的距离适当时，紫光既可以在

红光的上面，也可以在红光的下面。两光束宽度都为d,所以它们在AC上相交

的长度相等设为L,以一束光为例，分别做它们的法线，做两条光线的折射光线,

由于紫光偏折程度强，形成的光带较窄,红光偏折程度弱，形成的光带较宽,故

选CD。

4、【答案】A

【解析】三棱镜的截面为等腰直角ABC,光线沿平行于BC边的方向射到AB边,

则第一次折射时的入射角等于45。，射到AC边上，并刚好能发生全反射,则有

s•mC「=—1,

n____

cosC=-J7?-1

sin45

由折射定律可得：〃i

联立解得折射率〃=W。故选A。

2

5、【答案】C

【解析】根据视深，折射率越大视深越小，b在水下的像最深,对水的折

n

射率最小，频率最小，在水中的传播速度最大，波长最大,③错④对；分析全反

射：设照亮水面的半径为R,水的深度为h,sinC=」，tanC=4，c照亮水面

nh

的面积比a的大，说明c的临界角大于a的，c的折射率小于a的，则a的折射

率、频率最大，在水中的传播速度最小，①错②对，故正确选项为C。

6、【答案】AD

【解析】由折射光路知，1隅的折射率大，频率大，波长小，在介质中的传播

速度小，产生全反射的临界角小，AD对，B错。〃=血，在玻璃种传播的距

sinr

离为/=—,传播速度为》=£,所以光的传播时间为

cosrn

IdsiniIdsini

—=---------=-------,1光线的折射角小，所经历的时间长，C错误。

vcsinrcosrcsin2/-

7、【答案】ABC

【解析】根据全反射临界角的定义应有〃=工可知选项A是正确的。光在介质

sme

中的传播速度u=£=csin。，因此选项B也是正确的。光在介质中的波长

n

4...-=7=一,4空=4空91因此选项C也是正确的。

fnfnfn

某一单色光在任何介质中传播时，频率不变，光色不变，因此选项D是错误的。

故选ABC。

8、【答案】D

【解析】紫光的折射率比红光的折射率大，入射角相同，则紫光的折射角比红光

的折射角小，A错误；由于在玻璃砖上表面的折射角与在玻璃砖下表面的入射角

相等，所以都不能发生全反射，B错误；任何单色光通过玻璃砖后都平行于入射

光射出，但发生了侧移，而且紫光的侧移大，错误，正确。故选

CDDo

9、【答案】B

【解析】光线在AB界面射入时，与界面垂直，传播方向不变，射到AC界面时,

入射角等于45。，由临界角的计算公式：sinC」，可知玻璃的临界角为C<45。，

n

光在AC界面发生全反射，同理可知光在CB界面也发生全反射，作出光路图可

知，选项B正确。

10、【答案】A

【解析】根据偏折程度大的是紫光，偏折程度小的是红光，可知从上到下的排列

顺序是：

红光-紫光；紫光临界角小，最容易发生全发射，所以最先消失的是紫光。故选

A。

11、【答案】C

、，的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际

\线所示，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同。

b---X—Ly

二、填空题

1、【答案】界面；的传播速度

2、【答案】大、大、小

【解析】在夏季，白昼海水温度比较低，特别是有冷水流经过的海面，水温更低,

下层空气受水温更低,下层空气受水温影响，比上层空气更冷，所以出现下冷上

暖的反常现象（正常情况是下暖上凉，平均每升高100米，气温降低0.6（左右\

下层空气本来就因气压较高，密度较大，现在再加上气温又较上层更低，密度就

显得特别大，因此空气层下密上疏的差别异常显著。

发生在沙漠里的〃海市蜃楼〃，就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的

折射现象。沙漠里,白天沙石受太阳炙烤，沙层表面的气温迅速升高。由于空气

传热性能差，在无风时，沙漠上空的垂直气温差异非常显著,下热上冷，上层空

气密度高，下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时,

光的速度发生了改变，经过光的折射，便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海

面或江面上,有时也会出现这种“海市蜃楼"的现象。

8

3、【答案】下»,V3X10W/5O

【解析】作出AC面的法线，可知在介质中的入射角为30。,在空气中的折射角

为60。，

根据折射率公式〃=场券=后，

sin30

光在该棱镜中的传播速度为吟==

¥V3xlO8/n/5

4、【答案】①&②能。

【解析】①如图，临界角C=45°,sinC

②入射角大于临界角,能发生全反射。

5、【答案】略。

【解析】设折射角为r,折射定律典=〃;几何关系sin”）F

J7T—^nr犷+（〃2）2

解得介质的厚度为：d="sin工

2sinz

6、【答案】1.50

【解析】由图可知：sinNi=sin/AOB=AB/OA,sinzr=sinzCOD=CD/OC,

OA=OC=R=!O.OOcm,CD=4.00cm,AB=JAO2-OB2=6.00cm,

代入解得：n=1.5