專題11.1光的折射、全反射【練】

困維基礎(chǔ)

【答案】B

【解析】該液體對激光的折射率為

解得

故選Bo

2、（2022.湖北.高三開學(xué)考試）一束復(fù)色光由空氣射入玻璃，在界面發(fā)生折射，分為人始兩束單

色光，折射光路圖如圖所示，現(xiàn)比較〃、力兩束單色光，下列說法正確的是（）

A.玻璃對。光的折射率更大

B.〃光在玻璃中傳播速度更大

C.兩束光從玻璃射向空氣時，8光更容易發(fā)生全反射

D.若。光照射某金屬表面，恰能發(fā)生光電效應(yīng)，則〃光照射此金屬，一定不能發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】C

【解析】A.。光與力光的入射角相同，〃光折射角大于力光折射角，根據(jù)

可知

即，玻璃對b光的折射率更大，故A錯誤；

B.根據(jù)

可知

即，。光在玻璃中的傳播速度更大，故B錯誤；

C.根據(jù)

可知

即〃光臨界角大于力光臨界角，兩束光從玻璃射向空氣時，〃光更容易發(fā)生全反射，故c正確；

D.折射率越大，光的頻率越高，則

當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，金屬表面有電子逸出。。光照射某金屬表面，恰能發(fā)生光

電效應(yīng)，則〃光照射此金屬，一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。

故選C。

TILTILTILTIL

A.2B.4c.8D.16

【答案】B

【解析】根據(jù)題意，由折射定律畫出光路圖，如圖所示

當(dāng)從圓弧AOC上射出的邊緣光線的入射角等于材料的臨界角。時，光線將發(fā)生全反射，不能從圓

弧ADC上射出，則有

解得

由幾何關(guān)系有

其中

解得

故選B。

4、（2022?湖南?長沙市明德中學(xué)高三開學(xué)考試）如圖所示，一束含有兩種頻率的復(fù)色光斜射向一塊

厚玻璃磚，玻璃磚的另一面涂有水銀，光線經(jīng)折射、反射、再折射后從玻璃磚入射面一-側(cè)射出，分

成了兩束單色光。和A則下列說法正確的是（）

A.a、〃兩束出射光不會是平行的

B.用同一雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，。光條紋間距小于力光條紋間距

C.在玻璃磚中。光的速度比光的速度小

D.若將該復(fù)色光從玻璃破斜射向空氣中，逐漸增大光在玻璃中的入射角，則在空氣中的折射光,

〃光最先消失

【答案】D

【解析】A.作出光路圖如圖所示

因為。、b兩光在左邊表面的折射角與反射后在左邊表面的入射角分別相等，根據(jù)幾何知識可知出

射光束一定相互平行，A錯誤；

B.根據(jù)頻率越大，折射率越大以及

c=/.f

因為b光偏折大因此光的頻率大，即b光的波長小于4光的波長結(jié)合

可知用同一雙縫干涉實驗裝置進行干涉實驗，力光干涉條紋間距小于。光干涉條紋間距，B錯誤;

C.根據(jù)公式

可知，折射率越大，速度越小，而由B項可知，人光的頻率大，故光的速度小，C錯誤：

D.由B項可知，。光的頻率大，則8光的折射率也越大，由

可得，從玻璃射向空氣中，b光的全反射臨界角越小，故光最先消失，D正確。

故選D。

C.光在玻璃球中頻率比在真空中要小

D.改變?nèi)肷浣?。的人小，?xì)激光束不可能在球表面處發(fā)生全反射

【答案】D

【解析】A.根據(jù)折射率定義有

解得

A錯誤；

B.根據(jù)折射率與波速的關(guān)系有

激光束在玻璃中穿越的口寸間為

解得

B錯誤；

C.光在傳播過程中頻率不變，光在玻璃球中頻率與真空中的相等，C錯誤；

D.根據(jù)折射光路可知，8位置處的折射角與。位置處的入射角相等，根據(jù)光路可逆，可知細(xì)激光

束不可能在球表面處發(fā)生全反射，D正確。

故選D。

A.兩束折射光線的折射角相等

B.兩束光從。點入射的入射角之和等于90。

C.若某光束在玻璃三棱鏡中射向。點時與鼎邊成60。夾角可以射出

D.若某光束在玻璃三棱鏡中射向。點時與八8邊成45。夾角可以射出

【答案】A

【解析】A.由題意作出光路圖.如圖

由幾何知識可知兩束折射光線的折射角

故A正確；

B.由折射率

解得

所以兩束光從。點入射的入射角之和

故B錯誤；

表面射出的兩束光仍然平行，如果玻璃磚的厚度、兩束入射光線入射位置合適，兩束單色光線穿過

平行玻璃磚下表面后可能重合為一束光線，故D錯誤，C正確。

故選ACo

（1）該透明材料的折射率；

（2）光線在球中傳播的時間（不考慮光線在球中的多次反射）。

（已知光在真空中的速度為c）

【解析】（1）設(shè)當(dāng)球的折射率為〃時，兩束光剛好交于球面上，如圖所示

令光線射入球中時的入射角為i,折射角為廣，則由圖中的幾何關(guān)系有

由于

所以

由折射定律有

（2）光線在球中傳播的時間

傳播的距離為

光在球中的速度為

聯(lián)立解得

國線提升

A.若只將光線換成藍(lán)光，光線在半圓形界面處的入射點將下移

B.若只將光線換成紅光，光線在半圓形界面處的入射點將下移

C.增大光線與AC面的夾角，綠光將從半圓形界面處射出

D.增大光線與人。面的夾角，綠光在介質(zhì)中的傳播時間將變大

【答案】B

A錯誤，B正確；

CD.增大光線與AC面的夾角會使綠光在介質(zhì)中傳播的距離變小，同時也會增大綠光在半圓形界

面處的入射角，則綠光在介質(zhì)中的傳播時間變小，且仍舊在半圓形界面處發(fā)生全反射，CD錯誤。

故選Bo

11、（2022?北京?首都師范大學(xué)附屬中學(xué)三模）如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O,

經(jīng)折射后分為兩束單色光。和上下列判斷正確的是（）

A.在玻璃中的傳播速率〃光大于b光

B.。光的頻率大于人光的頻率

C.在玻璃中。光的波長大于分光的波長

D.人光更容易發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】B

D.由于。光的頻率高，光子能量大，更容易發(fā)生光電效應(yīng)，D錯誤。

故選Bo

12、（2022?湖北.模擬預(yù)測）如圖所示，一束復(fù)色光射入均勻透明半圓柱體，色散成〃、人兩束光,

。光與b光比較，下列說法正確的是（）

A.〃光頻率更高

B.。光在介質(zhì)中傳播的速度更慢

C.若光由該介質(zhì)射向真空發(fā)生全反射時，。光的臨界加較小

D.。光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

【答案】D

【解析】B.〃、。兩束光在介質(zhì)中的折射角分別為。、°,在介質(zhì)中傳播的速度分別為匕、3

可知

。光在介質(zhì)中傳播的速度更快，B錯誤；

A.同種介質(zhì)中折射率越高的光，其頻率也越高，因此，〃光頻率更高，A錯誤;

A.75°B.60°C.45°D.30°

【答案】C

【解析】由幾何關(guān)系可得

由坂意可得

綜合解得

由折射率定義可得

綜合解得

故選C。

B.若將一細(xì)束紅光沿同樣方向從尸點入射，則該光束也可以在CO面發(fā)生全反射

C.若將一細(xì)束紫光沿同樣方向從P點入射，則紫光在棱鏡中傳播的時間比黃光的長

D.若將該束黃光沿同樣方向從。8之間的某點入射（即“增大），則黃光在棱鏡中傳播的時間變

長

【答案】C

【解析】A.光路如下圖所示

解得

故A錯誤；

B.紅光的折射率比黃光小，紅光發(fā)生全反射的臨界角大于黃光的，因此若將一細(xì)束紅光沿同樣方

向從P點入射，則該光束不會在CO面發(fā)生全反射，故B錯誤；

C.紫光的頻率比黃光大，波長小，因此紫光的折射率大，因此一定會發(fā)生全發(fā)射，紫光和黃光的

光路圖均如下所示

由于紫光的折射率比黃光大，根據(jù)

可知紫光在棱鏡的傳播速度比黃光小，故時間更長，故c正確；

D.由C選項可知，黃光在棱鏡中傳播的距離為

因此傳播距離和工無關(guān)，因此時間不會變長，故D錯誤。

故選C。

15、（多選）（2022?河南?鄭斑中學(xué)三模）直角三角形ABC為固定玻璃三棱鏡的截面，〃、人兩種

單色光組成的一束光由直角邊AC上。點射入，兩種光折射后在玻璃磚內(nèi)的光線關(guān)于O。'對稱，

001垂直于AB,光路如圖所示。關(guān)于。、人兩種單色光下列說法正確的是（）

A.棱鏡對。光的折射率小于對〃光的折射率

B.a、b兩種光在棱鏡內(nèi)的傳播時間相等

C.心〃兩種光從A8邊折射出的光線與48邊的夾角相等

D.逐漸增大光線在。點入射角度，。光在邊上不會發(fā)生全反射

E.用同一雙縫干涉儀產(chǎn)生干涉條紋，相鄰亮條紋間距〃光大于。光

【答案】ADE

【解析】A.〃、〃兩種光在。點的入射角相等，〃光折射角小于。光折射角，根據(jù)折射定律

可知棱鏡對。光的折射率小于對b光的折射率，故A正確；

B.〃光的折射率大于。光的折射率，根據(jù)

可知在該三棱鏡中，8光的傳播速度比。光小，由于兩種光折射后在玻璃磚內(nèi)的光線關(guān)于00'對

稱，所以6光在棱鏡內(nèi)的傳播時間比々光長，故B錯誤；

C.兩種光折射后在玻璃磚內(nèi)的光線關(guān)于。0‘對稱，所以在玻璃磚內(nèi)，射向A8邊的入射角相等，

根據(jù)折射定律可知a光從AB邊折射出的光線與AB邊的夾角小于b光從AB邊折射出的光線與AB

邊的夾角，故C錯誤；

D.。光從AC邊折射出的光線如圖

根據(jù)幾何關(guān)系則有

設(shè)。光在該三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為C,則有

所以逐漸增大光線在O點入射?角度，〃光在A8邊上不會發(fā)生全反射，故D正確；

E.。光的折射率小于〃光的折射率，故。光的頻率小于〃光的頻率，根據(jù)

所以。光的波長大于b光的波長，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式

可知，。光的波長大，故。光相鄰條紋間距大于〃光，故E正確。

故選ADEo

A.從玻璃磚射出的紅光將不再與AC邊平行

C.只將紅光改為紫光，紫光會從AC邊射出玻璃磚

D.只將紅光改為紫光，射出玻璃磚的紫光將仍與AC邊平行

【答案】BD

【解析】ACD.根據(jù)幾何關(guān)系可知紅光在A8邊的入射角為45。，根據(jù)

解得折射角

而紅光的頻率小于紫光，故紫光的折射率更大，在AB邊的折射角更小，根據(jù)幾何關(guān)系紅光和紫光

在AC邊的入射角都大于45°,

而臨界角滿足

因此兩光均會在AC邊發(fā)生全反射，根據(jù)光路可逆原理可知，在8C邊的出射光線均與邊平行，

故AC錯誤，D正確；

B.已知紅光在A8邊上的入射點為0,根據(jù)正弦定理

又

可得紅光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間

聯(lián)立解得

故B正確。

故選BDo

（1）該透明介質(zhì)材料的折射率〃；

（2）光在透明介質(zhì)內(nèi)傳播的最短時間1。

【解析】（1）由題意可知，射到“光斑”邊緣的光線應(yīng)在圓弧界面滿足發(fā)生“全反射”的臨界條

件，如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系，有

解得

所以透明介質(zhì)的折射率為

（2）光在透明介質(zhì)中勻速傳播，傳播路程最短，則傳播時間最短，故最短路程為

光在介質(zhì)中的傳播速度為

所以光在介質(zhì)中傳播的最短時間為

（1）此時光束射出玻璃磚的折射角是多少度？

（2）該玻璃磚的折射率為多少？

根據(jù)幾何關(guān)系可得

解得

則折射角

（2）根據(jù)折射定律可得

可得

畫練真題

19、（2022?遼寧?高考真題）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(xué)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。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I在M處一定發(fā)生全反射

【答案】C

【解析】AB.光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，頻率不變，AB錯誤；

CD.如圖可看出光線1人射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線1在水球外

表面折射后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設(shè)水球半徑為R、氣泡半徑為八

光線經(jīng)過水球后的折射角為〃、光線進入氣泡的入射角為，，根據(jù)幾何關(guān)系有

則可得出光線2的夕大于光線1的仇故若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全

反射，C正確、D錯誤。

故選C。

20、（2022?廣東?高考真題）一個水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，

其截面如圖所示。一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內(nèi)壁向上移動，它所發(fā)出的光束始終指向

圓心O點。當(dāng)光束與豎直方向成45。角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束。已知光

在空氣中的傳播速度為c,求液體的折射率〃和激光在液體中的傳播速度Vo

【解析】當(dāng)入射角達到45。時，恰好到達臨界角C,根據(jù)

可得液體的折射率

由于

可知激光在液體中的傳播速度

21、（2021?湖北?高考真題）如圖所示，由波長為力和方的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透

鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩

單色光中央亮條紋的中心位置，P/和P2分別是波長為力和后的光形成的距離。點最近的亮條紋

中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位理出射，則（）

A.入1<方，M是波長為力的光出射位置B.）u<Z2,N是波長為力的光出射位置

C.h>h,M是波長為力的光出射位置D.A.!>Z2,N是波長為力的光出射位置

【答案】D

【解析】由雙縫干涉條