2021届高考物理通用一轮练习：考点46　光的折射、全反射　实验：测定玻璃的折射率

 www.ks5u.com
考点46　光的折射、全反射　实验：测定玻璃的折射率



题组一　基础小题
1．(多选)关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是(　　)
A．一束白光通过三棱镜后形成的彩色光带是光的色散现象
B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景
D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化
E．一束白光从空气斜射进入水中，也将发生色散
答案　ABE
解析　一束白光通过三棱镜后形成的彩色光带是光的色散现象，A正确；由全反射的条件可知，光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B正确；海面上的海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D错误；白光斜射入水中，由于水对不同色光的折射率不同，各种色光将分开，即发生色散，故E正确。
2．(多选)如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是(　　)

A．光是从真空射向介质
B．介质的折射率约为1.73
C．光在介质中的传播速度为1.73×108 m/s
D．反射光线与折射光线成60°角
E．反射光线与折射光线成90°角
答案　BCE
解析　因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空，A错误；根据折射率公式n＝≈1.73，B正确；由公式n＝，代入数据得光在介质中的传播速度v≈1.73×108 m/s，C正确；结合光的反射定律可知，反射光线与折射光线成90°角，D错误，E正确。
3．(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABM的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与AB边的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BM的中点，则(　　)

A．该三棱镜对该单色光的折射率为
B．光在F点发生全反射
C．光从空气进入棱镜，波长变短
D．从F点出射的光束与入射到E点的光束可能平行
E．从F点出射的光束与入射到E点的光束偏向角为60°
答案　ACE
解析　在E点作出法线可知入射角为i＝60°，折射角为r＝30°，由折射定律可知该三棱镜的折射率n＝＝，A正确；由sinC＝可知全反射的临界角大于30°，由光路可知，在边BM上的入射角等于30°，小于全反射的临界角，故光在F点不会发生全反射，B错误；根据公式n＝＝＝，得λ介＝，可知光从空气进入棱镜，波长变短，C正确；三棱镜两次折射使得光线都向AM边偏折，故从F点出射的光束不会与入射到E点的光束平行，D错误；从F点出射的光束与入射到E点的光束偏向角为2(i－r)＝60°，E正确。
4．虹和霓是太阳光在水球内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示，M、N、P、Q点的颜色分别为(　　)

A．紫、红、红、紫 B．红、紫、红、紫
C．红、紫、紫、红 D．紫、红、紫、红
答案　A
解析　对同一种介质，红光的折射率最小，偏折程度最小，由图可知，N、P为红色，M、Q为紫色，A正确。
5．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示。则(　　)

A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光
答案　D
解析　由科西经验公式可知，光的波长越长，折射率越小。太阳光经三棱镜发生色散，从红光到紫光的波长越来越短，即折射率越来越大，所以a处是红光，d处是紫光，A、B、C错误，D正确。
6．(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是(　　)

A．O1点在O点的右侧
B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小
C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点
D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点
E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点
答案　BCD
解析　根据折射定律，可知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故A错误；光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B正确；紫光的折射率大于蓝光，所以若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，折射角要小于蓝光的折射角，则折射光线可能通过B点正下方的C点，故C正确；红光的折射率小于蓝光，所以若沿AO1方向射向水中的是一束红光，折射角大于蓝光的折射角，则折射光线可能通过B点正上方的D点，故D正确；若蓝光沿AO方向射入，根据折射定律，可知折射光线会从B点下方通过，故E错误。

7．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini­sinr图象如图乙所示，则(　　)

A．光由A经O到B，n＝1.5
B．光由B经O到A，n＝1.5
C．光由A经O到B，n＝0.67
D．光由B经O到A，n＝0.67
答案　B
解析　由sini­sinr图象可知，同一光线sinr>sini，即r>i，故r为光线在空气中传播时与法线的夹角，则BO为入射光线，OA为折射光线，即光由B经O到A，折射率n＝＝＝1.5，故B正确，A、C、D错误。
8. 如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜的顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　)

A. B.
C. D.
答案　A
解析　设光线在AB面上的折射角为r，由几何关系有θ＝2(i－r)，α＝2r，从而求出i＝，r＝，由折射定律n＝＝，A正确。
9．(多选)如图是不平行玻璃砖的截面，a、b两束单色光从空气垂直玻璃砖上表面射入，在下表面上反射和折射情况如图所示，则a、b两束光(　　)

A．在同种均匀介质中传播时，b光的传播速度大
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较大
C．在真空中，a光的波长大于b光波长
D．在玻璃中，nanb，故D错误；根据n＝，知vanb，则fa>fb，由c＝fλ知λan2，t＝ B．n1n2，t＝ D．n1n2。光在内芯中传播的最长路程为s＝，传播速度为v＝，故最长时间t＝＝＝。C正确。
13. 如图所示是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点。已知入射光线到直径AB的距离为R，R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则(　　)

A．该透明圆柱体的折射率为
B．该单色光从C点传播到B点的时间为
C．折射光线过B点时可能发生全反射
D．改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点
答案　B
解析　如图所示cosθ1＝＝，即θ1＝30°，分析可得：θ2＝30°，r＝30°，i＝60°，折射率n＝＝，故A错误；该单色光从C到B的时间t＝＝＝，故B正确；因为sinθ2＝νa，由于光的频率越大，折射率越大，光的偏折角度越大，故C正确，A、B、D错误。
18．(2017·北京高考)如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是(　　)

A．红光 B．黄光
C．绿光 D．紫光
答案　D
解析　解法一：光的偏折程度大，则折射率大；光的频率越大，折射率也越大。题中a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，只有选项D正确。
解法二：本题是单项选择，题中A、B、C项光的频率均比蓝光的小，只有D项光的频率比蓝光的大，可以直接判定D项正确。
题组三　模拟小题
19．(2019·天津河东一模)(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则(　　)

A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B．A光在玻璃砖中的传播速度比B光的大
C．α