1、第十四章 波与相对论第三讲 光的折射 全反射课时跟踪练A 组 基础巩固1(2018徐州模拟 )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解析：光的折射不能反映光是纵波还是横波，由光的偏振现象可知光是横波，选项 A 错误；当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角时，发生全反射现象，没有折射光，选项 B 错误；当光线垂直于界面入射时，折射光与入射光的传播方向相同，选项 C 错误；发生折射是因为光的传播速度在不同介质中不同，选项 D 正确答案：
2、D2(2018潍坊模拟 )公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是( )A红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大解析：光从水里射入空气发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为 d，光的临界角为 C，则光能够照亮的水面面积大小为 S(dtan C)2，可见，临界角越大，照亮的面积越大，各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大
3、，所以红灯照亮的水面面积较大，选项 D 正确答案：D3(2015重庆卷 )虹和霓是太阳光在水珠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、红解析：白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率 n 紫 n 红 ，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达 M 点和 Q 点，而红光到达 N 点和 P 点，故选 A.答案：A4如图所示，一块两面平行的玻璃砖平放在纸面
4、上，将它的前、后两个边界 PQ、MN 记录在纸面上若单色光沿纸面从真空中以入射角 i60从 MN 表面射入时，光通过玻璃砖的时间为 t；若保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖，光通过 PQ、MN 之间的区域的时间也为 t，那么，这块玻璃砖对该入射光的折射率为( )A2 B. 3C 1.5 D. 2解析：设玻璃砖的厚度为 d，折射率为 n，折射角为 ，则 t， t ，n ，可得 nd/cos v d/cos c/n ndccos d/cos 60c 2dc sin 60sin ，选项 B 正确3答案：B5(多选 )(2017苏北四校联考 )如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空
5、气射向 E 点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB 的夹角为 30，E、F 分别为边 AB、BC 的中点，则( )A该棱镜的折射率为 3B光在 F 点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行解析：在 E 点作出法线可知入射角为 60，折射角为 30，折射率为 ，选项 A 正确；由光路的可逆性可知，在 BC 边上的入射角3小于临界角，不会发生全反射，选项 B 错误；光从空气进入棱镜时，频率不变，波速变小，由波速公式 vf 得知，波长变小，可知选项 C 正确；从 F 点出射的反射光线与法线的夹角为 30，折射光线与法线的夹角为 60，由几何关系知
6、，不会与入射到 E 点的光束平行，选项 D 错误答案：AC6(多选 )(2018承德模拟 )频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，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解析：由题图知单色光 1 在界面折射时的偏折程度大，则单色光 1 的折射率大，因此单色光 1 的频率大于单色光 2 的，那么单色光 1 的波长小
7、于单色光 2 的，选项 A 正确；由 n 知，折射率大的cv单色光 1 在玻璃中传播速度小，而在玻璃板中单色光 1 通过的路程比单色光 2 短，二者通过的时间将无法确定，选项 B、C 都错误；由 sin C 及单色光 1 的折射率大知，选项 D 正确1n答案：AD7.(多选)(2018 青岛模拟 )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(O 1 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( )AO 1 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
8、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 点解析：由折射定律 n 知，蓝光从空气射向水中，入射角比sin isin 折射角大，O 1 点在 O 点的左侧，选项 A 错误；由 v 知，蓝光进cn入水中的速度变小，选项 B 正确；若沿 AO1 方向射向水中的是一束紫光，紫光折射率大，折射角小，则折射光线有可能通过 B 点正下方的 C 点，选项 C 正确；若沿 AO1 方向射向水中的是一束红光，红光折射
9、率小，折射角大，则折射光线有可能通过 B 点正上方的 D 点，选项 D 正确；若蓝光沿 AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正下方的 C 点，不可能通过 B 点正上方的 D 点，选项 E 错误答案：BCD8(2015海南卷 )一半径为 R 的半圆形玻璃砖，横截面如图所示已知玻璃的全反射临界角 .与玻璃砖的底平面成( 3)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆( 2 )柱面上经柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光) 能直接从玻璃砖底面射出若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度解析：光路图如图所示，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线射到 MN 上时，
10、根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心 O 处发生全反射，光线左侧的光线，经球面折射后，射到MN 上的角一定大于临界角，即在 MN 上发生全反射，不能射出，光线右侧的光线射到 MN 上的角小于临界角，可以射出，如图光线与球面相切，入射角 190，从 MN 上垂直射出，根据折射定律可得 sin 2 ，sin 1n根据全反射定律 n ，1sin 两式联立解得 2 ，根据几何知识，底面透光部分的宽度 OERsin .答案：R sin B 组 能力提升9(2018威海模拟 )如图所示，一束复色光从空气射入水面，进入水中分成 a、b 两束已知它们与水面间的夹角分别是 、 ，则 a、b 两束光在水
11、中的传播速度之比 为( )vavbA. B.sin sin sin sin C. D.cos cos cos cos 解析：设入射角为 ，由折射定律可得nb ，cvb sin sin（90 ） sin cos na ，cva sin sin（90 ） sin cos 两式相比可得 ，故选项 C 正确vavb cos cos 答案：C10(多选)(2018 大连模拟 )固定的半圆形玻璃砖的横截面如图所示，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 较小时，光屏 NQ 区域
12、出现两个光斑，逐渐增大 角，当 时，光屏 NQ 区域 A 光的光斑消失，继续增大 角，当 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 光在玻璃砖中传播速度比 B 光的大C 时，光屏上只有 1 个光斑D 时，光屏上只有 1 个光斑 2解析：当入射角 逐渐增大时，A 光的光斑先消失，说明 A 光的折射角大于 B 光的折射角，即玻璃对 A 光的折射率大于对 B 光的折射率( nA nB)，所以 vAv B，选项 A 正确，B 错误；当 A 光、B 光都发生全反射时，光屏上只有 1 个光斑，选项 C 错误，D 正确答案：AD11(2018 衡水模拟
13、)DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成如图所示，激光束以入射角 1 从空气入射到厚度为 d、折射率为 n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为 a，才能有效获取信息(1)写出 sin 1 应当满足的关系式；(2)在保证 a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l(l a2b) ，可采取哪些措施(答出三条措施 )?解析：(1) 由折射定律得 n ，sin 1sin 2式中 2 为折射角，sin 2 ，bb2 d2解得 sin 1 .nbb2 d2(2)要保证 a 不变的前提下，减小宽度 l，即减小 b，由(1)的求解过程得b2 ，故在 1 和 n 不变时，减小 d，或在 1 和 d 不d2n2sin21 1变时，增大 n，或在 n 和 d 不变时，减小 1.答案：(1)sin 1 (2)见解析nbb2 d212(2017 江苏卷)人的眼球可简化为如图所示的模型折射率相同、半径不同的两个球体共轴平行光束宽度为 D，对称地沿轴线方向射入半径为 R 的小球，会聚在轴线上的 P 点取球体的折射率为 ，且 D R.求光线的会聚角 (示意图未按比例画出 )2 2解析：设入射角为 i，折射角为 ，由几何关系 sin i ，解D2R得 i45，则由折射定律 n，解得 30，sin isin 且 i ，解得 30.2答案：30
