第課時(shí)光的折射全反射(實(shí)驗(yàn):測定玻璃的折射率)【測控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.折射定律、折射率1、5、6、7、9、102.全反射2、4、8、9、103.光的色散31~6題為單選題;7~9題為多選題1.如圖所示,光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折,那么下列說法正確的是(B)A.光是從真空射向介質(zhì)B.介質(zhì)的折射率約為1.73C.光在介質(zhì)中的傳播速度約為2×108mD.反射光線與折射光線成60°角解析:因?yàn)檎凵浣谴笥谌肷浣?所以光是從介質(zhì)射向真空的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;據(jù)折射率公式n=sin60°sin30°,所以n≈1.73,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;再由折射率n=cv,代入數(shù)據(jù)得v≈1.73×1082.(2011年福建卷)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(diǎn)射入玻璃磚,在O點(diǎn)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(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng),并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn),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(C)A.減弱,紫光 B.減弱,紅光C.增強(qiáng),紫光 D.增強(qiáng),紅光解析:入射點(diǎn)由A向B移動(dòng),入射角增大,反射光強(qiáng)度增強(qiáng);可見光中紫光折射率最大,由sinC=1n本題主要考查幾種色光在同一介質(zhì)中折射率不同,頻率越高折射率n越大,及全反射條件及臨界角的分析.3.(2011年大綱全國卷)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(B)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:作出a、b、c、d四條光線第一次折射時(shí)的法線,可知其折射率大小關(guān)系為na>nb>nc>nd,則它們可能依次是紫光、藍(lán)光、黃光和紅光,所以選項(xiàng)B正確.4.如圖,一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABO,∠A為直角.此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BO邊的方向射到AB邊,進(jìn)入棱鏡后直接射到AO邊上,并剛好能發(fā)生全反射.該棱鏡材料的折射率為(A)A.62 B.2 C.32解析:光路圖如圖所示,設(shè)光在AB邊上的折射角為γ,在AO邊發(fā)生全反射的臨界角為C,則C=90°-γ,由折射定律得n=sin45°sinγ,sinC=1畫出光路圖,正確應(yīng)用折射率公式、臨界角公式和幾何關(guān)系式是解決這類問題的基礎(chǔ).5.(2013資陽模擬)高速公路上的標(biāo)牌常用“回光返照膜”制成,夜間行車時(shí),它能將車燈照射出去的光逆向返回,標(biāo)志牌上的字特別醒目.這種“回光返照膜”是用球體反射原件制成的.如圖所示,反光膜內(nèi)均勻分布著直徑10μm的細(xì)玻璃珠,所用玻璃的折射率為3,為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光線平行,那么第一次入射的入射角是(A)A.60° B.45° C.30° D.15°解析:設(shè)入射角為i,折射角為θ,作出光路圖如圖所示,因?yàn)槌錾涔饩€恰好和入射光線平行,所以i=2θ,根據(jù)折射定律sinisinθ=sin2θsinθ=3,所以θ=30°6.(2013綿陽模擬)OMO'N為半圓形玻璃磚的橫截面,OO'為過截面圓心且垂直于MN的直線,兩條可見單色光線a、b距OO'的距離為d,從空氣中垂直MN射入玻璃磚中,在半圓形界面上發(fā)生反射和折射的實(shí)際情況如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.a光在玻璃磚內(nèi)的頻率和在空氣中的相等B.a光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度比在空氣中的小C.a光的頻率比b光的大D.在玻璃磚中,a光的波長比b光的長解析:單色光線a、b進(jìn)入玻璃磚并從玻璃磚射向空氣時(shí),入射角相同,而a光發(fā)生了全反射,這說明a光的臨界角小于b光,根據(jù)臨界角公式sinC=1/n可知,a光的折射率較大,即na>nb;單色光的頻率由光源決定,與介質(zhì)無關(guān),所以選項(xiàng)A正確;根據(jù)關(guān)系式v=c/n可知,a光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度比在空氣中的小,所以選項(xiàng)B正確;a光的折射率較大,頻率也較大,在玻璃磚中,a光的波長比b光的短,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.7.(2013邯鄲高三期末)如圖所示,截面為ABC的玻璃直角三棱鏡放置在空氣中,寬度均為d的紫、紅兩束光垂直照射三棱鏡的一個(gè)直角邊AB,在三棱鏡的另一側(cè)放置一平行于AB邊的光屏,屏的距離遠(yuǎn)近可調(diào),在屏上出現(xiàn)紫、紅兩條光帶,可能是(CD)A.紫色光帶在上,紅色光帶在下,紫色光帶較寬B.紫色光帶在下,紅色光帶在上,紫色光帶較寬C.紅色光帶在上,紫色光帶在下,紅色光帶較寬D.紅色光帶在下,紫色光帶在上,紅色光帶較寬解析:紫光的頻率比紅光大,故三棱鏡對(duì)紫光的折射率比對(duì)紅光大,通過三棱鏡后紫光偏離入射方向的角度大,當(dāng)光屏離三棱鏡的距離適當(dāng)時(shí),紫光既可以在紅光的上面,也可以在紅光的下面,故選項(xiàng)C、D正確.8.頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后,其光路如圖所示.下列說法正確的是(AD)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通過玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2通過玻璃板所需的時(shí)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:由題圖可知,單色光1的折射角小,由n=sinisinr可知,單色光1的折射率大.由n=cv和sinC=1n可知,單色光1在玻璃中傳播速度較小,臨界角較小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.單色光1的折射率大,頻率大,波長短,選項(xiàng)A正確.設(shè)玻璃板的厚度為d,則光在玻璃中傳播的路徑長度為l=dcosr,又n=sinisinr,n=c9.(2013廣元模擬)如圖所示,真空中有一半徑為R、均勻的玻璃球,頻率一定的細(xì)激光束在真空中沿BC傳播,從C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入,并經(jīng)出射點(diǎn)D折射出去,已知∠COD=120°,玻璃對(duì)該激光的折射率為3,則下列說法中正確的是(AB)A.激光束在C點(diǎn)的入射角α=60°B.此激光束在玻璃中穿越的時(shí)間為t=3R/cC.一個(gè)光子在穿過玻璃球的過程中能量逐漸變小D.改變?nèi)肷浣铅恋拇笮?細(xì)激光束可能在球表面D處發(fā)生全反射解析:根據(jù)題圖可知,激光束在C點(diǎn)的折射角為30°,所以sinαsin30°=3,α=60°,選項(xiàng)A正確;根據(jù)幾何關(guān)系CD=3R,光速v=c/n=c/t=3R/c,選項(xiàng)B正確;光子能量E=hν,其中ν表示光子頻率,一個(gè)光子在穿過玻璃球的過程中頻率不變,所以能量不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;設(shè)激光束在C點(diǎn)的折射角為θ,在玻璃中的臨界角為C,根據(jù)sinαsinθ=3,可知,無論如何改變?nèi)肷浣铅恋拇笮?sinθ=sinα3<13=sinC,即θ<C,根據(jù)幾何關(guān)系,激光束在D點(diǎn)的入射角等于θ10.(2012年山東卷)如圖所示,一玻璃球體的半徑為R,O為球心,AB為直徑.來自B點(diǎn)的光線BM在M點(diǎn)射出,出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點(diǎn)發(fā)生全反射.已知∠ABM=30°,求(1)玻璃的折射率;(2)球心O到BN的距離.解析:(1)設(shè)光線