光的折射 全反射【隨堂檢測】1(2019·麗水檢測)以下說法正確的是()A真空中藍(lán)光的波長比紅光的波長長B天空中的彩虹是由光干涉形成的C光纖通信利用了光的全反射原理D機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播，波長保持不變解析：選C.紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，在真空中紅光和藍(lán)光的傳播速度相同，由，得紅光波長比藍(lán)光波長長，故選項A錯誤天空中的彩虹是水滴對不同色光的折射程度不同造成的，選項B錯誤光纖通信利用了光的全反射原理，選項C正確機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播時，其頻率不變，但傳播速度不同，由vf知，波長也不同，選項D錯誤2(2019·嘉興調(diào)研)如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()解析：選A.光從玻璃磚射向空氣時，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，選項A正確，選項C錯誤當(dāng)光從空氣射入玻璃磚時，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項B、D錯誤3.如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角ABC，A為直角此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射該棱鏡材料的折射率為()A.B.C. D.解析：選A.根據(jù)折射率定義有，sin 1nsin 2，nsin 31，已知145°，又2390°，解得：n.4.如圖所示，一束光從空氣中射向折射率為n的某種玻璃的表面，1表示入射角，則下列說法中錯誤的是()A當(dāng)145°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B無論入射角1是多大，折射角2都不會超過45°C欲使折射角230°，應(yīng)以145°的角度入射D當(dāng)入射角1arctan時，反射光線和折射光線恰好互相垂直解析：選A.發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角，所以，選項A中，當(dāng)光從空氣中射向玻璃時不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項A錯誤；由折射率n可知，當(dāng)入射角最大為90°時，折射角245°，所以B正確；由折射率n可知，選項C、D均正確5.打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角切磨在1<<2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是()A若>2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射B若>2，光線會從OQ邊射出C若<1，光線會從OP邊射出D若<1，光線會在OP邊發(fā)生全反射解析：選D.題圖中，要使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角大于90°2.從OP邊上反射到OQ邊的光線，入射角大于90°(180°31)3190°可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射若>2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若<1，光線不能在OQ邊上發(fā)生全反射，綜上所述，選項D正確【課后達(dá)標(biāo)檢測】一、不定項選擇題1(2019·紹興檢測)一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的()A速度變慢，波長變短B速度不變，波長變短C頻率增高，波長變長 D頻率不變，波長變長答案：A2公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是()A紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小B紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小C紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大D紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大答案：D3(2019·嘉興質(zhì)檢)一束紅、紫兩色的混合光，從某種液體射向空氣，當(dāng)研究在界面上發(fā)生折射和反射現(xiàn)象時，可能發(fā)生的情況是下圖中的()答案：C4雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是()A紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D紅光、黃光、藍(lán)光和紫光解析：選B.由光路圖顯然可看出a光的偏折程度最大，故a光的折射率最大，選項中應(yīng)該以“紅橙黃綠藍(lán)靛紫”反過來的順序進(jìn)行排列，B對5(2019·湖州質(zhì)檢)為了從坦克內(nèi)部觀察外部目標(biāo)，在厚度為20 cm的坦克壁上開了一個直徑為12 cm的孔，若在孔內(nèi)分別安裝由同一種材料制成的如圖所示的三塊玻璃，其中兩塊玻璃的厚度相同坦克內(nèi)的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍是()A圖1的大于圖2的B圖1的小于圖3的 C圖2的小于圖3的 D圖2的等于圖3的解析：選AD.坦克內(nèi)的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍大小，取決于玻璃的折射率和玻璃的厚度，玻璃越厚，則入射光偏折越大，觀察到范圍也就越大6酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影但當(dāng)你靠近“水面”時，它卻隨你靠近而后退對此現(xiàn)象正確的解釋是()A出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的全反射造成的B“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射D太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率小，發(fā)生全反射解析：選AD.酷熱的夏天地面溫度高，地面附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射7.(2019·杭州調(diào)研)某學(xué)習(xí)小組在探究三棱鏡對光的色散的實驗中，用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入，并從另一面射出，如圖所示由此我們可以知道()A在同種介質(zhì)中，A光的波長比B光的波長長B從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的小CA、B兩種光在水中的速度一樣大DA、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射解析：選AD.由圖可知，B光折射率較大，B光的頻率大在同種介質(zhì)中，A光的波長比B光的波長長，選項A正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的大，選項B錯誤；A、B兩種光在水中的速度，A光較大，選項C錯誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項D正確8光纖通信采用的光導(dǎo)纖維是由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，其中內(nèi)芯的折射率為n1，外套的折射率為n2，下列說法正確的是()A內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1n2B內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1n2C從左端面入射的光線，其入射角必須大于某值，全部光才能被傳導(dǎo)D從左端面入射的光線，其入射角必須小于某值，全部光才能被傳導(dǎo)解析：選AD.光纖通信是利用光的全反射原理來工作的，光只有從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)中時，才能發(fā)生全反射，因而內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1n2.從圖中看由左端面入射的光線，其入射角越小，進(jìn)入介質(zhì)后，在n1與n2的界面上入射角越大，越易發(fā)生全反射，故A、D對9.(2019·寧波質(zhì)檢)如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方一束白光沿半徑方向從A點射入玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是()A減弱，紫光 B減弱，紅光C增強(qiáng)，紫光 D增強(qiáng)，紅光解析：選C.同一介質(zhì)對各色光的折射率不同，各色光對應(yīng)的全反射的臨界角也不同七色光中紫光折射率最大，由n可知，紫光的臨界角最小，所以入射點由A向B緩慢移動的過程中，最先發(fā)生全反射的是紫光，折射光減弱，反射光增強(qiáng)，故C正確10以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)現(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n<0)，稱為負(fù)折射率材料位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負(fù)值)現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出若該材料對此電磁波的折射率n1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播途徑的示意圖是()解析：選B.由題意知，折射線和入射線位于法線的同一側(cè)，n1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以選項B正確11.(2019·杭州質(zhì)檢)頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是()A單色光1的波長小于單色光2的波長B在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度C單色光1垂直通過玻璃板所需的時間小于單色光2垂直通過玻璃板所需的時間D單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角解析：選AD.本題考查光的色散、全反射現(xiàn)象、光速和折射率之間的關(guān)系等知識點由題圖知單色光1在界面折射時的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的頻率，那么單色光1的波長就小于單色光2的波長，A項對；由n知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當(dāng)單色光1、2垂直射入玻璃時，二者通過玻璃板的路程相等，此時單色光1通過玻璃板所需的時間大于單色光2的，B、C項都錯；由sin C及單色光1的折射率大知，D項對12.(2019·舟山高二期中)平面MN、PQ、ST為三個相互平行的界面，、為三種不同的介質(zhì)，平面ST的上表面涂有反射層(光線不能通過)，某種單色光線射向界面MN后，發(fā)生了一系列的反射和折射現(xiàn)象，光路如圖所示則()A當(dāng)入射角適當(dāng)減小時，光線c、d都可能會消失B當(dāng)入射角適當(dāng)增大時，光線d可能會消失C對于三種介質(zhì)，光在介質(zhì)中的傳播速度最小D出射光線b、c、d不一定平行解析：選BC.a光在MN界面不會發(fā)生全反射，但隨著角增大，a光就可能會在PQ界面發(fā)生全反射，則光線d消失，選項B正確介質(zhì)折射率最大，光在中速度最小，選項C正確如光線b、c、d都有，由幾何關(guān)系可知必相互平行，故選項D錯誤二、非選擇題13.如圖，ABC是一直角三棱鏡的橫截面，A90°，B60°.一細(xì)光束從BC邊的D點折射后，射到AC邊的E點，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點射出EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點不計多次反射(1)求出射光相對于D點的入射光的偏角；(2)為實現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？解析：(1)光線在BC面上折射，由折射定律有sin i1nsin r1式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有i2r2式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有nsin i3sin r3式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角由幾何關(guān)系得i2r260°，r1i330°F點的出射光相對于D點的入射光的偏角為(r1i1)(180°i2r2)(r3i3)由式得60°.(2)光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有nsin i2nsin C>nsin i3式中C是全反射臨界角，滿足nsin C1由式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為n<2.答案： 見解析- 8 -