届高考物理人教版第一轮复习课时作业x343光地折射全反射文档格式.docx
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图1
A．n1<
n2，a为蓝光，b为红光
B．n1<
n2，a为红光，b为蓝光
C．n1>
D．n1>
解析由于红光的频率低于蓝光的频率，有n1＜n2，由光路图可知，a为蓝光，
b为红光，A正确。
答案A
3.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。
光盘上的信息通
常是通过激光束来读取的。
光盘截面示意如图2所示，若入射的红、蓝混合激
光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行
进的方向。
下列说法中正确的是
图2
A．图中光束①是蓝光，光束②是红光
B．对同一小孔，光束①的衍射现象更明显
C．在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
D．若光束①、②以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中，则光
束②先发生全反射
解析由蓝光的频率大于红光的频率可知，蓝光的折射率大于红光的折射率，
由题图可知，光束①是蓝光，光束②是红光，故A正确；
由于红光波长较长，
红光更容易发生衍射现象，故B错误；
根据v＝
c
n可得出，在透明介质层中光束
1
①比光束②传播得更慢，故C错误；
根据全反射条件sinC＝
n易知，光束①、
②以相同且逐渐增大的入射角从透明介质层射向空气中时，光束①先发生全反
射，D错误。
4．（多选）（2014南·
京质检）如图3所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色
光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°
，
E、F分别为边AB、BC的中点，则
图3
A．该棱镜的折射率为3
B．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3，选项
A正确；
由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全
λ空气
反射，选项B错误；
由关系式λ介＝n，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，不
会与入射到E点的光束平行，选项D错误。
答案AC
5.发出白光的细线光源ab长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图4
所示。
现考虑线光源ab发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射
后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示
蓝光成的像的长度，则
图4
A．l1<
l2<
l0B．l1>
l2>
l0
C．l2>
l1>
l0D．l2<
l1<
解析如图所示，由于蓝光折射率比红光折射率大，则同一点发出的光经过水
面折射时，蓝光比红光偏折角大，则沿反方向延长线所成虚像的长度比较小，
则l2<
l0。
答案D
6.某学习小组利用大色拉油圆桶（去掉上半部）、小石子A来测定水的折射率，如图
5所示。
当桶内没有水时，从某点B恰能看到桶底边缘的某点C；
当桶内水的
深度等于桶高的一半时，仍沿BC方向看去，恰好看到桶底上的小石子A，A
在圆桶的底面直径CD上。
用毫米刻度尺测得直径CD＝16.00cm，桶高DE＝
12.00cm，AC＝3.50cm。
光在真空中的传播速度为c＝3×
108m/s，求水的折
射率n和光在水中的传播速度v。
图5
解析由题意画出光路图，
如图所示。
根据折射定律有
O1C
n＝
sinθ2
sinθ1＝
22
O1C＋OO
4
＝
O1A3
O1A＋OO
cc
由公式n＝v得v＝n＝2.25×
10
8m/s
答案
3
2.25×
7．（2014·
威海模拟）如图6所示为一半圆形玻璃砖，一足够大的光屏MN与直径PQ
平行，圆心O到MN的距离为d，一束由两种单色光组成的复色光沿与竖直方
向成θ＝30°
角射入玻璃砖的圆心，在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色
光的折射率分别为n1＝2和n2＝3。
求：
图6
（1）离A点最远的光斑与A点之间的距离x；
（2）为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角最小为多少？
解析
（1）作出光路图如图所示，折射率为n2＝3的光折射后在光屏上形成的光斑离A
sinα
点最远，根据折射定律得n2＝
sinθ，x＝dtanα＝3d
（2）当复色光的入射角大于或等于两种单色光的临界角时，光屏上的光斑消失。
单色光的折射率越小，临界角越大，由全反射条件sinC＝
n1，可得C＝45°
即复色光的入射角最小为45°
。
答案
（1）3d
（2）45°
能力提高练
8．[2014·
重庆卷，11
（1）]打磨某剖面如图7所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴
线的夹角θ切磨在θ1<
θ<
θ2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（仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到
OQ边后射向MN边的情况），则下列判断正确的是
图7
A．若θ>
θ2，光线一定在OP边发生全反射
B．若θ>
θ2，光线会从OQ边射出
C．若θ<
θ1，光线会从OP边射出
D．若θ<
θ1，光线会在OP边发生全反射
解析在题图中，要使光线可在OP边发生全反射，图中光线在OP边上的入
射角大于90°
－θ2。
从OP边上反射到OQ边的光线，入射角大于90°
－（180－°
3θ1）＝3θ1－90°
可使光线在OQ边上发生全反射。
若θ＞θ2，光线不能在OP边
上发生全反射；
若θ＜θ1，光线不能在OQ边上发生全反射，综上所述，选项D
正确。
9．如图8甲所示，是空气中一折射率为3的透明玻璃砖，图乙是它的截面图，左
侧是半径为R的半圆，右侧是长4R、宽2R的长方形。
一束单色光从左侧A点
沿半径方向与长边成45°
角射入玻璃砖，求光线从A点射入玻璃砖到刚好射出
玻璃砖的时间为多少？
（光在空气中的速度为c，结果可以保留根号）
图8
解析设光从玻璃射向空气的临界角为C，则
sinC＝
<
，则C<
45°
2
所以光在玻璃砖内发生5次全反射，光路如图所示
光程L＝（2＋82）R
光在玻璃砖中的速度v＝
n
所以传播时间t＝
L
v＝
23＋86R
c。
10．（2014·
陕西五校三模）如图9所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚
度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点光源，已知水对该光的折射
率为
，玻璃对该光的折射率为1.5，容器底部玻璃的厚度为d，水的深度也为
d。
图9
（1）该光在玻璃和水中传播的速度（光在真空中的传播速度为c）；
（2）水面形成的光斑的面积（仅考虑直接由光源发出的光线）。
c3
解析
（1）由v＝n得，光在水中的速度为v
4c，1＝
光在玻璃中的速度为v2＝
3c。
（2）
根据几何关系画出光路图，如图所示。
13
光恰好在水和空气的分界面发生全反射时sinC＝
n1＝4，
在玻璃与水的分界面上，由相对折射关系可得
sinCn2
sinθ＝
n1
解得：
代入数据可计算出光斑的半径
3725
r＝d（tanθ＋tanC）＝（5）d
7＋
水面形成的光斑的面积S＝πr
73＋1235πd
35
答案
（1）
3c
4C
（2）
11．[2014·
海南卷，16
（2）]如图10所示，矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面，
在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光
线和折射光线与底面所在平面的交点到AB的距离分别为l1和l2，在截面所在
平面内，改变激光束在AB面上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与
底面的交点到AB的距离为l3时，光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距
离底面的高度H。
图10
解析设玻璃砖的折射率为n，入射角和反射角为θ1，折射角为θ2，由光的折
sinθ1
射定律n＝
sinθ2
根据几何关系有sinθ1＝
h
2，sinθ2＝
l1＋h
l2＋h
因此求得n＝
根据题意，折射光线在某一点刚好无法从底面射出，此时发生全反射，设在底
面发生全反射时的入射角为θ3，有
sinθ3＝n，由几何关系得sinθ
3＝
l3
l3＋H
解得H＝
l2－l
2l3
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