高中物理—光的折射与全反射测试

光的折射与全反射（一）测试
A 卷
一、选择题
1、目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务. 关于光纤通信的下列说法, 正确的是（）
A．光纤通信利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理
C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝2、如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上的同一点，且都垂直AB边射出三棱镜（）
A．a光的频率高B．b光的波长大C．a光穿过三棱镜的时间短D．b光穿过三棱镜的时间短
3、两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2，已知θ1>θ2 , 用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率，v1、v2 分别表示两单色光在水中的传播速度，则（）
A．n1< n2，v1<v2 B．n1< n2，v1> v2C．n1>n2，v1<v2D．n1> n2，v1> v2
4、在光谱图上有一种称为“太赫”(terahertz)的辐射，它介乎微波和红外线之间，具有很强的穿透能力.英国物理学家林菲尔德发现，太赫光的用途强大，由医学研究至侦测大气中的化学物质. 关于“太赫”辐射与微波、红外线的论述，下列正确的有()
A．太赫辐射的波长比微波长B．太赫辐射的光子能量比微波光子大
C．太赫辐射的衍射能力比红外线强D．太赫辐射与红外线相遇能发生干涉现象
5、如图所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是（）
A．红光偏折最大，紫光的偏折最小B．红光偏折最小，紫光的偏折最大
C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大
6、“井底之蛙”这个成语常被用来讽刺没有见识的人，现有井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底各有一只青蛙（青蛙位于井底中央处），则（）
A．枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大
B．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小
C．枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
D．两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大
7、光导纤维的结构示意图如图所示，它由折射率为的材料制成内芯，在外层包上折射率为的外套，光线在内芯与外套的界面上发生全反射. 下列说法中正确的是（）
A．内芯和外套的折射率应满足>B．内芯和外套的折射率应满足<
C．从左端面入射的光线，其入射角必须大于某值，光才能无能量损失地传播
D．从左端面入射的光线，其入射角必须小于某值，光才能无能量损失地传播
8、如图，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜的截面，且°，在整个AC面上有一束垂直于AC的平行光线射入，已知这种介质的折射率n>2 ，则（）
A．可能有光线垂直AB面射出B．一定有光线垂直BC面射出
C．一定有光线垂直AC面射出D．从AB面和BC面出射的光线能会聚一点
9、“量子点”(quantum dots)是直径数量级为纳米的微粒，其直径相当于人体头发直径的八万分之一, 它们可吸收紫外光，之后根据量子点大小反射出不同颜色的可见光, 2nm的量子点吸收紫外光后可反射出绿光，下列论述正确的是()
A．真空中紫外光的波长比绿光长B．紫外光的光子能量比绿光大
C．紫外光和绿光相遇能发生干涉现象
D．紫光照射某种防伪标志时能显示图象，绿光照射该标志也一定能显示
10、如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反
射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45°(相应的折射角为24°)．现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图画轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则()
A．光束1转过15°B．光束1转过30°
C．光束2转过的角度小于15°D．光束2转过的角度大于15°
B卷
二、解答题
11、学校开展研究性学习，物理探究小组的同学根据所学光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器, 如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2的位置不变, 每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与一直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2, 同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值．
(1) 若∠AOF =30°，∠P3 OC =30°，则P3处所刻折射率的值为__________.
(2) 图中P3、P4两位置, 哪一处所对应的折射率值大答：____________.
12、如图所示，在一块薄圆木板的圆心处垂直于板插入一根大头针，将板浮于水面．观察者在水面附近恰好看不到浸在水中的大头针的针头C，已知圆木板直径为d，大头针OC长为h，求水的折射率n =_________．
13、一直角三棱镜，截面如图所示，∠A＝30°，∠C＝90°，BC边长为2L, 一面大光屏MN平行于BC，
离BC距离为2L处竖直放置，玻璃镜折射率n=，一束平行光平行AC射到AB面上．求：
(1) 屏上被照亮部分的竖直长度;(2) 屏在什么位置时可消除中间阴影;
14、如图所示用某种透明材料制成一块等腰直角棱镜，其顶点为A、B、C，使光线从AB面入射，调整到入射角θ取某个特殊值，恰能使它射入棱镜后在AC面上满足全反射临界条件。

试求此材料的折射率n的大小。

15、雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d, 水的折射率为n．
(1) 在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图．
(2) 求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度．
§7测试答案
一、答案：1-5 AD C B B B 6-10 C AD BC AD BC
11：(1)
(2) O P4与OE的夹角要比OP3与OE的夹角大，故P4处所对应的折射率值大．
提示：（1）本题的折射角为∠AOF=30°，而入射角应是∠EOP3=90°- 30°=60°，故该液体的折射率
=.)
（2）O P4与OE的夹角要比OP3与OE的夹角大，故P4处所对应的折射率值大．
12：
解析：设临界角为C, ,
13：(1) 如图所示, 平行于AC的光线进入三棱镜后被DE分成两部分,AD部分光线向上折射，DB部分光线向下折射，MN上被照亮的长度在a l、a2间和b1、b2间，其长度为：.
(2) 当光屏移到F处时屏上阴影消失，此时MN跟BC的距离为．
14：依题意画光路如下图，设光从AB面进入棱镜的入射角为θ时，对应的折射角为θ1，折射光线DE射到AC界面时入射角为θ2，此时光线恰沿AC面射出。

设折射率为n，在△ADE中，
得
,
,
据题意，则,
所以,
据折射率定义式得, 由以上二式解得: .
15：(1) 光路如图1所示．
(2) 以i、r表示入射光的入射角、折射角，由折射定律, 以表示每一次偏转的角度，如图2，由反射定律、折射定律和几何关系可知,
由以上各式解得, ,.。