第十章機械振動與機械波光與電磁波第5節(jié)光的折射、全反射實驗：測量玻璃的折射率考點一光的折射1．關(guān)于光的傳播現(xiàn)象及應(yīng)用，下列說法正確的是(

)A．一束白光通過三棱鏡后形成了彩色光帶，是因為三棱鏡對各種顏色光的折射率不同B．光導纖維內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率小C．海面上的海市蜃樓將呈現(xiàn)倒立的像，位置在實物的上方D．一束色光從空氣進入水中，波長將變短，色光的顏色也將發(fā)生變化解析：根據(jù)折射定律可知，A正確；由全反射的條件可知，光導纖維內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，B錯誤；來自遠處景物的光線經(jīng)過海面上空的空氣時發(fā)生全反射，向下彎曲，根據(jù)平面鏡反射成像的特點，可知海市蜃樓將呈現(xiàn)正立的像，位置在實物的上方，C錯誤；一束色光從空氣進入水中，光的頻率不變，則顏色不變，光的速度減小，則波長變短，D錯誤。2.如圖所示，MN是介質(zhì)1和介質(zhì)2的分界面，介質(zhì)1、2的折射率分別為n1、n2，一束細光束從介質(zhì)1射向介質(zhì)2中，測得θ1＝60°，θ2＝30°，根據(jù)你所學的光學知識判斷下列說法正確的是(

)A．介質(zhì)1的折射率小于介質(zhì)2的折射率B．光在介質(zhì)2中的傳播速度大于光在介質(zhì)1中的傳播速度C．介質(zhì)1相對介質(zhì)2來說是光密介質(zhì)D．光從介質(zhì)1進入介質(zhì)2可能發(fā)生全反射現(xiàn)象3．(2023·江蘇高考)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是(

)解析：地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，所以太陽光斜射向地面的過程中，在任意一個高度處均為由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，根據(jù)折射定律可知，折射角總小于入射角，所以折射角逐漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向。故選A。5．(2023·浙江1月選考)如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊AB以角度θ入射，依次經(jīng)AC和BC兩次反射，從直角邊AC出射。出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)了α角，則α(

)A．等于90°B．大于90°C．小于90°D．與棱鏡的折射率有關(guān)8．(2022·江蘇高考)如圖所示，兩條距離為D的平行光線，以入射角θ從空氣射入平靜水面，反射光線與折射光線垂直，求：(1)水的折射率n；(2)兩條折射光線之間的距離d。答案：(1)tanθ

(2)Dtanθ解析：欲使光在光導纖維的內(nèi)芯與外套的分界面上發(fā)生全反射，必須使光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，即需要滿足n1>n2，A正確，B錯誤；設(shè)光從內(nèi)芯射向外套發(fā)生全反射的臨界角為C，則α≥C，則α的具體值不能求出，C、D錯誤。10.如圖，一束白光沿半徑方向從A點射入半圓形玻璃磚，在O點發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上、下邊界，c為反射光。若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，可以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，下列說法正確的是(

)A．c光逐漸變暗B．a(chǎn)、b間光帶逐漸變亮C．a(chǎn)光與b光相比，a光先消失D．單色光a通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間12.(2022·遼寧高考)完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學實驗中，航天員向水球中注入空氣形成了一個內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球，下列說法正確的是(

)A．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變大B．此單色光從空氣進入水球，頻率一定變小C．若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D．若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射15．(2024·山東高考)某光學組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG＝30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。(1)求sinθ；(2)以θ角入射的單色光線，若第一次到達半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點D(圖中未標出)到E點距離的范圍?？键c三實驗：測量玻璃的折射率16．(2024·安徽高考)某實驗小組做“測量玻璃的折射率”及拓展探究實驗。(1)為測量玻璃的折射率，按如圖甲所示進行實驗，以下表述正確的一項是_____。(填正確答案標號)A．用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a′B．在玻璃磚一側(cè)插上大頭針P1、P2，眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，這樣就可以確定入射光線和入射點O1。在眼睛這一側(cè)，插上大頭針P3，使它把P1、P2都擋住，再插上大頭針P4，使它把P1、P2、P3都擋住，這樣就可以確定出射光線和出射點O2C．實驗時入射角θ1應(yīng)盡量小一些，以減小實驗誤差B(2)為探究介質(zhì)折射率與光的頻率的關(guān)系，分別用一束紅光和一束綠光從同一點入射到空氣與玻璃的分界面。保持相同的入射角，根據(jù)實驗結(jié)果作出光路圖，并標記紅光和綠光，如圖乙所示。此實驗初步表明：對于同一種介質(zhì)，折射率與光的頻率有關(guān)，頻率大，折射率_____(填“大”或“小”)。大(3)為探究折射率與介質(zhì)材料的關(guān)系，用同一束激光分別入射玻璃磚和某透明介質(zhì)，如圖丙、丁所示。保持相同的入射角α1，測得折射角分別為α2、α3(α2<α3)，則玻璃和該介質(zhì)的折射率大小關(guān)系為n玻璃_____n介質(zhì)(填“>”或“<”)。此實驗初步表明：對于一定頻率的光，折射率與介質(zhì)材料有關(guān)。>解析：(1)在白紙上畫出一條直線a作為界面，把長方體玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊與a對齊，用直尺或者三角板輕靠在玻璃磚的另一長邊，按住直尺或三角板不動，將玻璃磚取下，畫出直線a′代表玻璃磚的另一邊，不能用筆在白紙上沿著玻璃磚上邊和下邊分別畫出直線a和a′，故A錯誤；實驗時入射角θ1應(yīng)適當大一些，但也不能太大(接近90°)，以減小實驗誤差，故C錯誤；B選項操作正確，故選B。17．某小組做測定玻璃的折射率實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙。(1)下列哪些措施能夠提高實驗準確程度______。A．選用兩光學表面間距大的玻璃磚B．選用兩光學表面平行的玻璃磚C．選用粗的大頭針完成實驗D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些AD(3)該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點，再過A、B點作法線NN′的垂線，垂足分別為C、D點，如圖所示，則玻璃的折射率n＝_____。(用圖中線段的字母表示)(2)該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是_____。D解析：(1)測定玻璃折射率的關(guān)鍵是根據(jù)入射光線和出射光線確定在玻璃中的傳播光線，因此選用光學表面間距大的玻璃磚以及使同側(cè)兩枚大頭針間的距離盡量大些都有利于提高實驗的準確程度，A、D正確；兩光學表面是否平行不影響折射率的測量，為減小誤差，應(yīng)選用細長的大頭針，故B、C錯誤。(2)兩光學表面平行的玻璃磚的入射光線與出射光線平行，在空氣中的入射角大于玻璃中的折射角，在題圖中，根據(jù)玻璃磚界線及四個孔洞位置分別作出光路圖及法線，如圖1所示分析可知實驗操作正確的是D。18．(2024·浙江6月選考)如圖所示，用“插針法”測量一等腰三角形玻璃磚(側(cè)面分別記為A和B，頂角大小為θ)的折射率。①在白紙上畫一條直線ab，并畫出其垂線cd，交于O點；②將側(cè)面A沿ab放置，并確定側(cè)面B的位置ef；③在cd上豎直插上大頭針P1和P2，從側(cè)面B透過玻璃磚觀察P1和P2，插上大頭針P3，要求P3能擋住________(選填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虛像；④確定出射光線的位置________(選填“需要”或“不需要”)第四枚大頭針；⑤撤去玻璃磚和大頭針，測得出射光線與直線ef的夾角為α，則玻璃磚折射率n＝______。P1和P2不需要19．(2024·江蘇高考)現(xiàn)有一束光以相同的入射角θ，打在兩杯不同濃度的NaCl溶液甲、乙中，折射光線如圖所示(β1<β2)，已知NaCl溶液的折射率隨NaCl濃度的增大而增大。則(

)A．甲溶液折射率較大B．甲溶液的NaCl濃度較小C．光在甲溶液中的傳播速度較大D．光在甲中發(fā)生全反射的臨界角較大21．如圖所示，三棱鏡的AC面上鍍有反射膜，一束白光斜射向AB面，經(jīng)棱鏡AB面折射、AC面反射、再經(jīng)BC面折射后，在離BC面很近的屏MN的ab段形成光帶。則(

)A．增大入射角，光束可能在AB面發(fā)生全反射B．a(chǎn)b間為明暗相間的單色光帶C．棱鏡材料對照射到a點的色光的折射率大D．照射到a點的色光為紅色解析：發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)并且入射角大于等于臨界角，題目中的光線在AB面是從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射，故A錯誤；白光是復色光，根據(jù)色散現(xiàn)象可知，白光折射到ab間的是彩色光帶，故B錯誤；玻璃對紅光的折射率最小，對紫光的折射率最大，通過AB面時紅光的偏折角最小，紫光的偏折角最大，則紅光照到AC面的位置在最上側(cè)，入射角最小，如圖所示，根據(jù)反射定律可知，紅光到達BC面時在最左側(cè)，再經(jīng)BC面折射后，紅光在光帶的最左端a點，故C錯誤，D正確。23.如圖所示，一束由兩種單色光混合的復色光沿SO方向射向一上、下表面平行的玻璃磚，下表面觀察到兩束出射光線A、B，光路圖如圖所示，下列說法正確的是(

)A．玻璃對B光的折射率大于對A光的折射率B．B光在玻璃中的傳播速度小于A光在玻璃中的傳播速度C．A光、B光互相平行D．增大入射角θ，A光和B光在下表面可能發(fā)生全反射24.(2024·廣東高考)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)，折射光束在NP面發(fā)生全反射，反射光射向PQ面。若θ逐漸增大，兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是(

)A．在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點B．θ逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C．θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D．θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大26．(2025·黑龍江省齊齊哈爾市高三上期末)如圖所示，ACDB為圓柱形玻璃的橫截面，AB為其直徑。現(xiàn)有a、b兩單色光組成的復合光沿EA方向射向玻璃，a、b折射光線分別沿AC、AD方向，光從A到C的時間為tAC，從A到D的時間為tAD。然后，圓柱形玻璃只保留AB右上部分，入射光線EA方向不變，照射到AB平面上，a、b折射光線分別沿AC′、AD′方向(圖中未畫出)，光從A到圓弧上C′的時間為tAC′，從A到圓弧上D′的時間為tAD′。下列說法正確的是(

)A．tAC＝tAD B．tAC>tADC．tAC′＝tAD′ D．tAC′>tAD′27．(2023·廣東高考)某同學用激光筆和透明長方體玻璃磚測量玻璃的折射率。實驗過程如下：(1)將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標記玻璃磚的邊界。(2)①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的M點水平入射，到達ef面上的O點后反射