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1、光的反射、折射专题一、选择题1. （多选）如图所示，002是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于002轴等距且平行 的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路图如图所示.MN是垂直于0 0 2放置的光屏，沿0少2 方向不断左右移动光屏，可在光屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（）A. 该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B. A光的频率比B光的频率高C. 在该玻璃体中，A光比B光的速度大D. 在真空中，A光的波长比B光的波长长【答案】a,c,d【解析】【解答】解：ABD、通过玻璃体后，A光的偏折程度比B光的小，则该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率，而折射
2、率越大，光的频率越高，说明A光的频率比B光的 频率低，由c=A 知, A光的波长比B光的长，A、D符合题意，B不符合题意；C、根据v=希得知，A光的折射率较小，则A光在玻璃砖中的速度较大.C符合题意. 故答案为：ACD2. （多选）一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末画出），AB为直角边ZABC=45 ； ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点.此玻璃的折射率为1.5. P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的 光屏若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则（）A. 从BC边折射出束宽度与BC边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度C. 屏上
3、有一亮区，其宽度等于AC边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 【答案】b,d【解析】【解答】解：A、材料的折射率n=1.5,临界角小于45，从 AB面射入的所有光线在AC面上都发生全反射，所以没有光线从BC边射出，故A错误；B、材料的折射率n=1.5,临界角小于45，从AB面射入的所有光线在AC面上都发生全反射从AB面 中间附近射入的光线到达圆弧ACD面时，入射角较小，不发生全反射，可以从圆弧面折射出来.所以屏 上有一亮区，其宽度小于AB边的长度，故B正确；C、材料的折射率n=1.5,临界角小于45，从AB面射入的所有光线在AC面上都发生全反射从AB面
4、 中间附近射入的光线到达圆弧ACD面时，入射角较小，不发生全反射，可以从圆弧面折射出来.所以屏 上有一亮区，其宽度小于AB边的长度，故C错误；D、材料的折射率n=1.5,临界角小于45，从AB面射入的所有光线在AC面上都发生全反射从AB面 中间附近射入的光线到达圆弧ACD面时，入射角较小，不发生全反射，可以从圆弧面折射出来.所以屏 上有一亮区，其宽度小于AB边的长度，当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小，一 旦越过，折射光线的交点后，亮区渐渐变大故D正确；故选：BD3如图，一个棱镜的顶角为伊41.30 束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红 到紫排列的彩色光带
5、，各色光在棱镜中的折射率和临界角见表当入射角逐渐减小到0的过程中，彩色光 带的变化情况是（ ）色光红橙黄绿蓝 rm紫折射率1.5131.5141.5171.5191.5281.532临界角/ （ ）41.370 41.340 41,230 41.17040.88(A. 紫光最先消失，最后只剩红光、橙光B.紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光C.红光最先消失，最后只剩紫光D.红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光【答案】A【解析】【解答】解：由表格数据看出，紫光的折射率最大，临界角最小，当入射角e逐渐减小到零的过 程中，光线射到棱镜右侧面的入射角减小，紫光的入射角最先达到临界角，发生全反射，最先消失
6、 当入射角e减小到零时，光线射到棱镜右侧面的入射角等于a41.30小于红光与橙光的临界角，所以这 两种光不发生全反射，仍能射到光屏上故最后光屏上只剩下红、橙两种色光故A正确.故选A4如图是一个 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径0M分成5等份，虚线EEFFGGHH】平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线已 知该棱镜的折射率n= 了，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线（）A.只能从圆孤NF 1射出B.只能从圆孤NG 1射出C.可能从圆孤G 1H 1射出D.可能从圆孤H 1M射出【答案】A【解析】【解答】解：由临界角公式sinC=得：sinC=W设圆弧的半径为R，RsinC=R
7、，则当光线从F点入射到圆弧面F点时，恰好发生全反射当入射点在 F的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出当入射点在的左侧时，入射 角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出所以光线只能从圆弧NF射出故A正确，BCD错误；故选：A5如图所示，空气中在一折射率胡的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90。、半径为R的扇形OAB，束 平行光平行于横截面，以45。入射角照射到OA 上, OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则圆弧AB上有光透出部分的弧长为（）c.d. hr n【答案】A【解析】【解答】解：光线在A0面折射时，根据折射定律有：=n= ”5,得：sinr=0.,
8、5可得折射角为：r=30过0的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A 的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大.根据临界角公式：sinC=亍，得临界角为：C=45如果AB界面上的临界点为D,此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得0D与水平方向 的夹角为180-（120。+45。）=15所以A到D之间没有光线射出由此可得没有光线射出的圆弧对应 圆心角为 90-（30+15） =45所以有光透出的部分的弧长为n.故选：A6.明代学者方以智在阳燧倒影中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散
9、现象如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是（）A. 若增大入射角i则b光先消失B. 在该三棱镜中a光波长小于b光C. a光能发生偏振现象，b光不能发生D. 若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低【答案】D【解析】【解答】解：A、根据折射率定义公式n=star从空气斜射向玻璃时,入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即nanb，若增大入射角i，在第二折射面上，则两光的入射角 减小，依据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射，因此它们 不会发生光的全反射，故A错误；B、根据折射率定义公
10、式n=，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光 线a的折射率较小，即nae，光线一定在op边发生全反射b若ee，光线会从oq边射出C若隹e光线会从OQ边射出D若隹e光线会在OP边发生全反射【答案】D3T【解析】【解答】解：AB、从MN边垂直入射，由几何关系可知光线射到PO边上时的入射角匸了 -据题：e在eee的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射，说明ITST临界角c的范围为：-（ec e，光线在po上入射角i=e -ec，故光线在op边一定不发生全反射，会从op边射出.故AB错误.jjJiCD、若eC，故光线在OP边会发生全反射根据几何关系
11、可知光线OQ边上入 射角i较大，光线会在OQ边发生全反射，故c错误，D正确.故选：D .三、解答题8如图所示，横截面为半圆形的某种透明柱体介质，截面ABC的半径R=10cm，直径AB与水平屏幕MN 垂直并与A点接触.由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心O,已知该介质对红光和 紫光的折射率分别为叫=斗L、n2=. 求红光和紫光在介质中传播的速度比； 若逐渐增大复色光在O点的入射角，使AB面上刚好只有一种色光射出， 求此时入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离.【答案】解：根据v=务得：红光和紫光在介质中传播的速度比二卜匚2紫光的折射率比红光的大，由sinC=w知紫光的临界角比红光的小
12、，当增大入射角时，紫光先发生全反 射，其折射光线消失设紫光的临界角为C.则 sinC=.得 C=45此时入射角i=C=45红光入射角也为i由nstar可得sinr= 两个亮斑的距离为：d=R+為y代入数据解得d= （10+5亡）cm答： 红光和紫光在介质中传播的速度比为:2； 两个亮斑间的距离为（10+5芒）cm.9如图所示，空气中有一点光源S到玻璃平行砖上表面的垂直距离为d,玻璃砖的厚度为，从S发出的光线SA以入射角伊45。入射到玻璃砖上表面，经过玻璃砖后从下表面射出已知沿此光线传播的光从 光源S到玻璃砖上表面的传播时间与在玻璃砖中传播时间相等.求此玻璃砖的折射率n和相应的临界角C ?光在玻
13、璃砖中的传播速度：=【答案】解：据题意得光从光源S到玻璃砖上表面的传播时间：设光进入玻璃砖的折射角为Y光在玻璃砖中传播时间：+ 立由折射定律得：n=由于t1=t2,所以联立以上各式解得：产30,甘=型又根据临界角定义可得：所以可得：C=45答：此玻璃砖的折射率 和相应的临界角45.10如图所示，一束截面为圆形(半径R=1m )的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区.屏幕S至球心距离为D= (#1+1)m，不考虑光的干涉和衍射，试问:若玻璃半球对紫色光的折射率为*=勺上，请你求出圆形亮区的半径;若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什
14、么颜色？【答案】解：如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E，E点到亮区中心G的距离 r就是所求最大半径.设紫光临界角为C，由全反射的知识：sinC=三阜BO由几何知识可知：AB=RsinC=春GF=D -(0B+BF ) =D -所以有：rGEr 焉AB=D 血亡一 1 -nR,代入数据得： rm=1m .将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是紫色. 因为当平行光从玻璃中射向空气时，由于紫光的折射率最大，临界角最小，所以首先发生全反射，因此出 射光线与屏幕的交点最远.故圆形亮区的最外侧是紫光.答：圆形亮区的最大半径为Im.屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是紫光.11如图所示，abcd是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由0点垂直AD边射 入已知棱镜的折射率 n=1,
