高二【光的折射 全反射】练习题(带解析)

高二【光的折射全反射】练习题

一、选择题(以下每小题均为多项选择题)

1．如图1所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中，测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是( )

图1

A．介质2相对介质1的相对折射率为 3

B．光在介质2中传播的速度小于光在介质1中传播的速度

C．介质1相对介质2来说是光密介质

D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象

E．光从介质1进入介质2，光的波长变短

解析光从介质1射入介质2时，入射角与折射角的正弦之比叫做介质2相

对介质1的相对折射率，所以有n21＝sin 60°

sin 30°

＝3，选项A正确；因介质2

相对介质1的相对折射率为3，可以得出介质2的绝对折射率大，因n＝c v ，

所以光在介质2中传播的速度小于光在介质1中传播的速度，选项B正确；

介质2相对介质1来说是光密介质，选项C错误；先从光密介质射入光疏介质时，有可能发生全反射现象，选项D错误；光从介质1进入介质2，光的频率不变，速度变小，由v＝λf可知，光的波长变短，选项E正确。

答案ABE

2．频率不同的的两束单色光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2所示，下列说法正确的是( )

图2

A．单色光1的频率大于单色光2的频率

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．可能单色光1是红光，单色光2是蓝光

D．无论怎样增大入射角，单色光1和2都不可能在此玻璃板下表面发生全反射

E．若让两束光从同种玻璃射向空气，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n＝sin θ

sin r

可知，单色光1的折射率大一些，单色光1的频率大于

单色光2的频率，A正确；由v＝c

n

知，在玻璃中单色光1的传播速度小于单

色光2的传播速度，B错误；因为红光的折射率小于蓝光，所以C错误；从

空气射向玻璃板的单色光一定能从玻璃中射出，D正确；临界角sin C＝1 n ，

所以让两束光从同种玻璃射向空气，单色光1的临界角小，E正确。

答案ADE

3．如图3所示为一正三角形玻璃砖，边长为l，AO为三角形的中线。现有a、b 两束不同频率的可见细光束垂直于BC边从真空射入该三角形玻璃砖，入射时两束光到O点的距离相等，两束光经玻璃砖折射后相交于中线AO的右侧P 处，则以下判断正确的是( )

图3

A．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B．在真空中，a光波长小于b光波长

C．a、b两束光在玻璃砖中传播时的频率与在真空中传播时的频率相同D．a光通过玻璃砖的时间小于b光通过玻璃砖的时间

E．若a、b两束光从同一介质射入真空中，则a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角

解析光在真空中的传播速度均为光速c，所以选项A错误；由题意可知，玻璃砖对a光的折射率n a大于对b光的折射率n b，所以a光的频率νa大于b

光的频率νb，a光在真空中传播时的波长λa＝

c

ν

a

小于b光在真空中传播的

波长λb＝

c

ν

b

，选项B正确；当光从一种介质进入另一种介质时，光的频率

保持不变，选项C正确；a光在玻璃砖中的传播速度大小v a＝c

n

a

小于b光在玻

璃砖中的传播速度大小v b＝c

n

b

，又因为a、b两束光在该玻璃砖中传播的距离

相等，所以t a＞t b，选项D错误；当a、b两束光从同一介质射入真空中时，

由n a＞n b，sin C＝1

n

可知，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临

界角，选项E正确。

答案BCE

4．如图4所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，玻璃砖的折射率n ＝3，若光从上表面AB射入的入射角i＝60°，光在真空中的光速为c，则( )

图4

A．折射角r＝30°

B．光在玻璃中传播的时间为23L 3c

C．光在玻璃中传播的时间为2L c

D．改变入射角i，光在下表面CD可能发生全反射E．光一定能从CD面射出

解析由n＝sin i

sin r

得sin r＝

sin i

n

＝

sin 60°

3

＝0.5，得r＝30°，故A正

确；光在玻璃中传播的速度为v＝c

n

，由几何知识可知光在玻璃中传播的路

程为s＝

L

cos r

，则光在玻璃中传播的时间为t＝

s

v

＝

nL

c cos r

＝

3L

c cos 30°

＝

2L

c

，故B错误，C正确；由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根据光路可逆性原理可知光一定能从CD面射出，故D错误，E正确。

答案ACE

二、非选择题

5．如图5所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。

图5 图6

(1)此后正确的操作步骤是__________。(选填选项前的字母)

A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像

B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像

C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像