1、章末通关演练(四)光的折射与全反射(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项正确。)1让光线斜射过一块两面平行的玻璃砖，以下判断中正确的是()A出射光线的方向与玻璃的折射率有关，n越大，则偏向角越大B出射光线的方向与玻璃砖的厚度有关C光线通过玻璃砖后侧向移动而方向不变D光线通过玻璃砖时没有发生折射，出射光线方向不变2(福建高考)如图1所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()图13(四川高考)光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知()A折射现象的出现说明光是纵波B光总会分为反射光和
2、折射光C折射光与入射光的传播方向总是不同的D发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同4一束光从空气射入折射率n的某种玻璃的表面，则以下说法错误的是()A当入射角大于45时，会发生全反射现象B无论入射角多大，折射角都不会超过45C欲使折射角等于30，应以45角入射D当入射角等于arctan时，反射光线恰好跟折射光线垂直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：()c光的频率最大a光的传播速度最小b光的折射率最大
3、 a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 BC D6.两束不同频率的平行单色光a、b从空气射入水中，发生了图2所示的折射现象()。下列结论中正确的是()图2A光束b的频率比光束a低B在水中的传播速度，光束a比光束b小C水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大7.如图3所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A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()图3A.B.C. D.8.如图4所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜
4、截面，且BAC30，有一束平行光线垂直射向AC面，已知这种介质的折射率为n2，则()图4A可能有光线垂直AB边射出B光线只能从BC边垂直射出C光线只能从AC边垂直射出D一定既有光线垂直BC边射出，又有光线垂直AC边射出二、非选择题(共4小题，共计52分。解答题写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9(12分)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P
5、2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图5甲所示(O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线)。图5(1)在图上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n_。10. (12分)透明光学材料制成的直角三棱镜，B30，其折射率为，一束波长为566 nm的单色光垂直于AC面射向棱镜(如图6所示)，入射点为O，求：图6(1)此单色光在棱镜中的波长；(2)该光射出棱镜时的折射角。11(14分)
6、(重庆高考)利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度。在如图7所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率。图712. (14分)(新课标全国卷)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图8所示。玻璃的折射率为n。图8(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。答 案1
7、选C光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，即方向不变，但发生了侧移，C正确。2选A光只有从光密介质射向光疏介质且入射角大于全反射临界角时才会发生全反射现象，而玻璃相对于空气是光密介质，故B项错；由折射定律可知，光由空气射入玻璃，入射角大于折射角，D项错；由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空气，入射角小于折射角，C项错，故A项对。3选D本题考查光的折射现象的相关知识，意在考查考生对光的折射现象的识记、理解等能力。光属于电磁波，是一种横波，另外光的折射现象的出现不能说明光是纵波，故A选项错误；当光从光密介质射向光疏介质，且入射角足够大时，会在分界面处发生全反射现象，此时只有反射光线而折射
8、光线消失，故B选项错误；当光垂直射到两种不同介质的分界面时，折射光线与入射光线的传播方向是相同的，故C选项错误；当光射到两种不同介质的分界面时会发生折射现象，这是因为不同介质对光的(绝对)折射率n不同，即光在不同介质中的传播速度不同，故D选项正确。4.选A对B项可以从光的可逆性考虑，即光线从介质射向空气，入射角为45时，折射角为90，反之，折射角不会超过45，所以B正确；sin r，i45，n时，等式成立，C正确；如图所示，1arctan，若反射光线与折射光线垂直，则34902，sin3，sin3cos2cos1与已知条件相符，故D正确。由于光线从光疏介质射向光密介质，不可能产生全反射现象，故
9、本题选A。5选C由视深与实深的关系式h视可知b光的折射率最小，故错误，即B、D两项均错；c光从水下照亮水面的面积比a的大，说明c光不容易发生全反射，即c光的折射率比a光的小，其频率也小于a的频率，故错误，A项错误，综上可知nbncna，fbfcfa，再由v及cf可得均正确。6选C由公式n，可得折射率nanb，C正确；由于nanb知频率fafb，A错误；由v知传播速度vavb，B错误；由sin C知临界角，CaCb，D错误。7.解析：选A作出几何光路图，如图所示。由折射规律可得n，若光线在AC边上的D点发生全反射，则sin ，由几何关系又有r90，结合以上三式可得n2，即n，正确答案为A。8选D
10、因为n2，而sin C，所以sin C，C30，射到AB边的入射角i30，发生了全反射，此光线反射到AC边的入射角i60，再次发生全反射而垂直射到BC边上，从BC边射出，同理，射到BC边上的光线，经两次全反射后垂直AC射出。9解析：(1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，又由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光线，如图所示。(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。(3)图像的斜率kn，由题图乙可知斜率为1.5，即玻璃的折射率为1.5。答案：(1)(2)见解析(3)1.51
11、0解析：(1)n 400 nm(2)sin CC4560故光线在AB面发生全反射光线在BC面的折射角为r解得r45。答案：(1)400 nm(2)4511解析：本题主要考查光的折射、折射率的计算，意在考查考生对光路分析和几何知识的运用能力。设折射角为r，根据光路图，寻找几何关系有ir，又由折射率公式n，解得玻璃的折射率n。答案：12解析：(1)在O点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角，则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图甲所示。由全反射条件有甲sin 由几何关系有OERsin 由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l2OE联立式，代入已知数据得lR(2)设光线在距O点R的C点射入后，在上表面的入射角为，由几何关系及式和已知条件得60光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图乙所示。由反射定律和几何关系得乙OGOCR射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。答案：(1) R(2)见解析
