2022年高考物理大一輪總復(fù)習(xí)(江蘇專版-)題庫-第十二章-機械振動-機械波-光-第3課時

第3課時光的折射全反射考點一折射定律的理解與應(yīng)用1．折射定律圖1(1)內(nèi)容：如圖1所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比．(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n.(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．2．折射率(1)折射率是一個反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量．(2)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(3)計算公式：n＝eq\f(c,v)，由于v<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.(4)當(dāng)光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)時，入射角大于折射角；當(dāng)光由介質(zhì)射入真空(或空氣)時，入射角小于折射角．3．折射率的理解(1)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)打算，與入射角的大小無關(guān)．(2)折射率與介質(zhì)的密度沒有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)．(3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越?。?4)公式n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)中，不論是光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入真空，θ1總是真空中的光線與法線間的夾角，θ2總是介質(zhì)中的光線與法線間的夾角．例1一半圓柱形透亮物體橫截面如圖2所示，底面AOB鍍銀，O表示半圓截面的圓心．一束光線在橫截面內(nèi)從M點入射，經(jīng)過AB面反射后從N點射出．已知光線在M點的入射角為30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：圖2(1)光線在M點的折射角；(2)透亮物體的折射率．解析(1)如圖所示，透亮物體內(nèi)部的光路為折線MPN，Q、M點相對于底面EF對稱，Q、P和N三點共線．設(shè)在M點處，光的入射角為i，折射角為r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.依據(jù)題意有α＝30°①由幾何關(guān)系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°②且α＋r＝β③由①②③式得r＝15°④(2)依據(jù)折射率公式有sini＝nsinr⑤由④⑤式得n＝eq\f(\r(6)＋\r(2),2)答案(1)15°(2)eq\f(\r(6)＋\r(2),2)變式題組1．[折射率的計算]如圖3所示，一貯液池高為H，某人手持手電筒向池中照射時，光斑落在左邊池壁上a處，已知a與池底相距h，現(xiàn)保持手電筒照射方向不變，當(dāng)池中注滿液體后光斑恰好落在出液口處，此時液面上的光斑與左邊池壁相距L.問：圖3(1)液體的折射率；(2)若光在空氣中的速度為c，則光在液體中的速度為多大？答案(1)eq\r(\f(H2＋L2,(H－h(huán))2＋L2))(2)ceq\r(\f((H－h(huán))2＋L2,H2＋L2))解析(1)由題圖可知sini＝eq\f(L,\r((H－h(huán))2＋L2))sinr＝eq\f(L,\r(H2＋L2))由折射定律可知n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\r(\f(H2＋L2,(H－h(huán))2＋L2))(2)由n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)＝ceq\r(\f((H－h(huán))2＋L2,H2＋L2))2．[折射率的計算]如圖4所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ，OP＝OQ＝R，一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體，在OP面上的入射點為A，OA＝eq\f(R,2)，此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出，且與x軸交于D點，OD＝eq\r(3)R，求該玻璃的折射率．圖4答案eq\r(3)解析作光路圖如圖所示．在PQ面上的入射角sinθ1＝eq\f(OA,OB)＝eq\f(1,2)，θ1＝30°由幾何關(guān)系可得θ2＝60°折射率n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)考點二全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1．定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時，折射光線將消逝，只剩下反射光線的現(xiàn)象．2．條件：(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．(2)入射角大于或等于臨界角．3．臨界角：折射角等于90°時的入射角，若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n).介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越?。?如圖5所示為一巨大的玻璃容器，容器底部有確定的厚度，容器中裝確定量的水，在容器底部有一單色點光源，已知水對該光的折射率為eq\f(4,3)，玻璃對該光的折射率為1.5，容器底部玻璃的厚度為d，水的深度也為d.求：圖5(1)這種光在玻璃和水中傳播的速度；(2)水面形成的光斑的面積(僅考慮直接由點光源發(fā)出的光線)答案(1)eq\f(2,3)ceq\f(3,4)c(2)π(eq\f(3\r(7),7)＋eq\f(2\r(5),5))2d2解析(1)由v＝eq\f(c,n)得光在水中的速度為v＝eq\f(3,4)c，光在玻璃中的速度為v＝eq\f(2,3)c(2)設(shè)水對該光的折射率為n1，玻璃對該光的折射率為n2.如圖所示：光恰好在水和空氣的分界面發(fā)生全反射時sinC＝eq\f(1,n1)＝eq\f(3,4)，在玻璃與水的分界面上，由eq\f(sinC,sinθ)＝eq\f(n2,n1)得sinθ＝eq\f(2,3)，則光斑的半徑r＝(eq\f(3\r(7),7)＋eq\f(2\r(5),5))d面積S＝π(eq\f(3\r(7),7)＋eq\f(2\r(5),5))2d2變式題組3．[利用全反射求折射率]為測量一塊等腰直角三棱鏡ABD的折射率，用一束激光沿平行于BD邊的方向射向直角邊AB邊，如圖6所示．激光束進(jìn)入棱鏡后射到另始終角邊AD邊時，剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡的折射率為多少？圖6答案eq\f(\r(6),2)解析作出法線如圖所示n＝eq\f(sin45°,sinr)，n＝eq\f(1,sinC)，C＋r＝90°即eq\f(sin45°,cosC)＝eq\f(1,sinC)解得tanC＝eq\r(2)，sinC＝eq\f(\r(6),3)，n＝eq\f(\r(6),2).4.[全反射現(xiàn)象的應(yīng)用]如圖7所示，光屏PQ的上方有一半圓形玻璃磚，其直徑AB與水平面成30°角．圖7(1)若讓一束單色光沿半徑方向豎直向下射向圓心O，由AB面折射后射出，當(dāng)光點落在光屏上時，繞O點逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)整入射光與豎直方向的夾角，該角多大時，光在光屏PQ上的落點距O′點最遠(yuǎn)？(已知玻璃磚對該光的折射率為n＝eq\r(2))(2)若讓一束白光沿半徑方向豎直向下射向圓心O，經(jīng)玻璃磚后射到光屏上形成完整彩色光帶，則光帶的最右側(cè)是什么顏色的光？若使光線繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動，什么顏色的光最先消逝？解析(1)如圖所示，在O點剛好發(fā)生全反射時，光在光屏PQ上的落點距O′點最遠(yuǎn)sinC＝eq\f(1,n)解得C＝45°入射光與豎直方向的夾角為θ＝C－30°＝15°(2)由于介質(zhì)中紫光的折射率最大，所以位于光帶的最右側(cè)．若使光線繞圓心O逆時針轉(zhuǎn)動，入射角增大，由于紫光的臨界角最小，所以紫光最先消逝．答案(1)15°(2)紫光紫光解答全反射類問題的技巧解答全反射類問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個條件：一是光必需從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，二是入射角大于或等于臨界角．利用好光路圖中的臨界光線，精確地推斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在作光路圖時盡量與實際相符，這樣更有利于問題的分析．考點三光路把握問題分析平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的把握：類別項目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不轉(zhuǎn)變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，轉(zhuǎn)變光的傳播方向轉(zhuǎn)變光的傳播方向特殊提示不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同．例3“B超”可用于探測人體內(nèi)臟的病變狀況．如圖8是超聲波從肝臟表面入射，經(jīng)折射與反射，最終從肝臟表面射出的示意圖．超聲波在進(jìn)入肝臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似，可表述為eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(v1,v2)(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分別是超聲波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度)，超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同．已知v2＝0.9v1，入射點與出射點之間的距離是d，入射角是i，腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行，則腫瘤離肝臟表面的深度h為()圖8A.eq\f(9dsini,2\r(100－81sin2i))B.eq\f(d\r(81－100sin2i),10sini)C.eq\f(d\r(81－100sin2i),20sini)D.eq\f(d\r(100－81sin2i),18sini)解析如圖所示，依據(jù)光的折射定律有eq\f(sini,sinθ)＝eq\f(v1,v2)由幾何關(guān)系知sinθ＝eq\f(\f(d,2),\r((\f(d,2))2＋h2))以上兩式聯(lián)立可解得h＝eq\f(d\r(100－81sin2i),18sini)，故選項D正確．答案D拓展題組5.[三棱鏡對光路的把握](2021·新課標(biāo)Ⅱ·34(2))如圖9，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°.一束平行于AC邊的光線自AB邊的P點射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點射出，若光線在P點的入射角和在M點的折射角相等．圖9①求三棱鏡的折射率；②在三棱鏡的AC邊是否有光線透出？寫出分析過程．(不考慮多次反射)答案見解析解析①光路圖如圖所示，圖中N點為光線在AC邊發(fā)生反射的入射點．設(shè)光線在P點的入射角為i、折射角為r，在M點的入射角為r′、折射角依題意也為i，由幾何關(guān)系知i＝60°①由折射定律有sini＝nsinr②nsinr′＝sini③由②③式得r＝r′④OO′為過M點的法線，∠C為直角，OO′∥AC，由幾何關(guān)系有∠MNC＝r′⑤由反射定律可知∠PNA＝∠MNC⑥聯(lián)立④⑤⑥式得∠PNA＝r⑦由幾何關(guān)系得r＝30°⑧聯(lián)立①②⑧式得n＝eq\r(3)⑨②設(shè)在N點的入射角為i′，由幾何關(guān)系得i′＝60°⑩此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsinC＝1?由⑨⑩?式得i′＞C此光線在N點發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒有光線透出．6.[球?qū)饴返陌盐誡雨過天晴，人們?？吹教炜罩袣绮屎?，它是由陽光照射到空中布滿的水珠上時毀滅的現(xiàn)象．在說明這種現(xiàn)象時，需要分析光線射入水珠后的光路，一細(xì)束光線射入水珠，水珠可視為一個半徑為R＝10mm的球，球心O到入射光線的垂直距離為d＝8mm，水的折射率為n＝eq\f(4,3).圖10(1)在圖10中畫出該束光線射入水珠后，第一次從水珠中射出的光路圖；(2)求這束光線從射向水珠到第一次射出水珠，光線偏轉(zhuǎn)的角度．答案(1)見解析圖(2)32°解析(1)如圖所示(2)由幾何關(guān)系知sinθ1＝eq\f(d,R)＝0.8，θ1＝53°由折射定律sinθ1＝nsinθ2得sinθ2＝0.6，θ2＝37°則光線偏轉(zhuǎn)的角度φ＝2(θ1－θ2)＝32°考點四平行玻璃磚模型的分析例4如圖11所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的AC面相互平行放置，由紅光和藍(lán)光組成的細(xì)光束平行于BC面從P點射入，通過兩棱鏡后，變?yōu)閺腶、b兩點射出的單色光，對于這兩束單色光()圖11A．紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大B．從a點射出的為紅光，從b點射出的為藍(lán)光C．從a、b兩點射出的單色光不平行D．從a、b兩點射出的單色光仍平行，且平行于BC解析由玻璃對藍(lán)光的折射率較大，可知A選項正確．由偏折程度可知B選項正確．對于C、D兩選項，我們應(yīng)首先明白，除了題設(shè)給出的兩個三棱鏡外，二者之間又形成一個物理模型——平行玻璃磚模型(不轉(zhuǎn)變光的方向，只使光線發(fā)生側(cè)移)．中間平行部分只是使光發(fā)生了側(cè)移．略去側(cè)移因素，整體來看，仍是一塊平行玻璃磚，AB∥BA.所以出射光線仍平行．作出光路圖如圖所示，可知光線Pc在P點的折射角與光線ea在a點的入射角相等，據(jù)光路可逆，則過a點的出射光線與過P點的入射光線平行．因此，D選項正確．答案ABD變式題組7．[平行玻璃磚模型的應(yīng)用]如圖12所示為兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透亮介質(zhì)，一單色細(xì)光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中，下列說法中正確的是()圖12A．1、2、3(彼此平行)中的任一條都有可能B．4、5、6(彼此平行)中的任一條都有可能C．7、8、9(彼此平行)中的任一條都有可能D．只能是4、6中的某一條答案B解析光線由左邊三棱鏡AB面射入棱鏡，不轉(zhuǎn)變方向；接著將穿過兩三棱鏡間的未知透亮介質(zhì)進(jìn)入右邊的三棱鏡，由于透亮介質(zhì)的兩表面是平行的，因此它的光學(xué)特性相當(dāng)于一塊兩面平行的玻璃磚，能使光線發(fā)生平行側(cè)移，但由于它兩邊的介質(zhì)不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否側(cè)移以及側(cè)移的方向無法確定(若未知介質(zhì)的折射率n與玻璃折射率n玻相等，不側(cè)移；若n＞n玻時，向上側(cè)移；若n＜n玻時，向下側(cè)移)，但至少可以確定方向沒變，照舊與棱鏡的AB面垂直，因此光線由右邊三棱鏡AB面射出棱鏡時，應(yīng)為4、5、6中的任意一條，B正確．8．[平行玻璃磚模型的應(yīng)用]頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃磚后，其光路如圖13所示，下列說法正確的是()圖13A．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垂直通過玻璃磚所需的時間小于單色光2垂直通過玻璃磚所需的時間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答案AD解析由題圖知單色光1在界面折射時的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的頻率，那么單色光1的波長就小于單色光2的波長，A項對；由n＝eq\f(c,v)知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當(dāng)單色光1、2垂直射入玻璃時，二者通過玻璃磚的路程相等，此時單色光1通過玻璃磚所需的時間大于單色光2的，B、C項都錯；由sinC＝eq\f(1,n)及玻璃對單色光1的折射率大知，D項對．高考模擬明確考向1．(2022·江蘇·12B(3))Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮刺眼的藍(lán)色光線，這是由于光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉．電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖14所示．一束光以入射角i從a點入射，經(jīng)過折射和反射后從b點出射．設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h.取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時間t.圖14答案eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))＋eq\f(2h,ccosi)解析設(shè)光在鱗片中的折射角為γ，由折射定律得sini＝nsinγ.在鱗片中傳播的路程l1＝eq\f(2d,cosγ)，傳播速度v＝eq\f(c,n)，傳播時間t1＝eq\f(l1,v)解得t1＝eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))同理，在空氣中的傳播時間t2＝eq\f(2h,ccosi)則t＝t1＋t2＝eq\f(2n2d,c\r(n2－sin2i))＋eq\f(2h,ccosi)2．(2022·四川·3)如圖15所示，口徑較大、布滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則()圖15A．小球必需位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大答案D解析光從水中進(jìn)入空氣，只要在沒有發(fā)生全反射的區(qū)域，就可以看到光線射出，所以A、B錯誤；光的頻率是由光源打算的，與介質(zhì)無關(guān)，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變，所以C錯誤；由v＝eq\f(c,n)得，光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大，所以D正確．3．ABCDE為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路圖如圖16所示，則a、b兩束光()圖16A．在真空中，a光的傳播速度比b光的大B．在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的小C．以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角較小D．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距小答案C解析全部光在真空中有相同的速度，選項A錯誤；在CD、AE邊只有a光射出，b光發(fā)生了全反射，說明b光的臨界角小，在五棱鏡中的折射率大，由v＝eq\f(c,n)知，b光在棱鏡里的速度小，選項B錯誤；由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)知，b光的折射率大，折射角小，選項C正確；a光的頻率小于b光的頻率，則a光的波長大于b光的波長，由Δx＝eq\f(lλ,d)知，a光的相鄰亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距，選項D錯誤．4．如圖17所示，某種透亮液體的折射率為n，在液面下深為h處有一光源S，現(xiàn)用一不透光的圓形薄板置于液面，其圓心O在S的正上方．要使觀看者從液面上任一位置都不能看到光源S，則該圓形薄板的半徑R至少為多大？圖17答案eq\f(h,\r(n2－1))解析由圖中幾何關(guān)系得sinθ＝sinC＝eq\f(R,\r(R2＋h2))，sinC＝eq\f(1,n)，解得R＝eq\f(h,\r(n2－1)).練出高分一、單項選擇題1．(2021·福建·14)一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡．下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分別成兩束單色光的是()答案B解析光通過玻璃三棱鏡后向它的橫截面的底邊偏折，故C、D選項錯誤；同一介質(zhì)對頻率越高的光的折射率越大，所以復(fù)色光經(jīng)玻璃折射后，光路應(yīng)分開，故A選項錯誤．紫光的頻率比紅光的大，故經(jīng)玻璃三棱鏡后紫光的偏折程度大于紅光的，故B選項正確．2．(2022·福建·13)一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()答案A解析光由空氣沿半徑射入玻璃磚時，傳播方向不變，由玻璃磚射向空氣時，在其分界面處當(dāng)入射角大于或等于臨界角時，會發(fā)生全反射現(xiàn)象，故A項正確；光由空氣射入玻璃磚時，由于光線與分界面不垂直，所以除了有反射現(xiàn)象之外還應(yīng)發(fā)生折射現(xiàn)象，其折射角小于入射角，故B、D項錯誤；光由空氣沿半徑射入玻璃磚時，傳播方向不變，由玻璃磚射向空氣時，折射角應(yīng)大于入射角，故C項錯誤．3.如圖1所示，A、B、C為等腰三棱鏡，a、b兩束不同頻率的單色光垂直AB邊射入棱鏡，兩束光在AB面上的入射點到OC的距離相等，兩束光折射后相交于圖中的點P，以下推斷中正確的是()圖1A．在真空中，a光光速大于b光光速B．在真空中，a光波長大于b光波長C．a(chǎn)光通過棱鏡的時間大于b光通過棱鏡的時間D．a(chǎn)、b兩束光從同一介質(zhì)射入真空的過程中，a光發(fā)生全反射的臨界角大于b光發(fā)生全反射的臨界角答案C解析由于兩束光折射后相交于題圖中的點P，依據(jù)折射定律可知a光的折射率na＞nb，a光的頻率fa＞fb，光在真空中的傳播速度相等，A錯誤；由λ＝eq\f(c,f)得B錯誤；由v＝eq\f(c,n)和t＝eq\f(x,v)得C正確；依據(jù)sinC＝eq\f(1,n)得D錯誤．4．如圖2所示，光導(dǎo)纖維由“內(nèi)芯”和“包層”兩個同心圓柱體組成，其中心部分是內(nèi)芯，內(nèi)芯以外的部分為包層，光從一端進(jìn)入，從另一端射出．下列說法正確的是()圖2A．內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率B．內(nèi)芯的折射率小于包層的折射率C．不同頻率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r間相同D．若紫光以如圖所示角度入射時，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時，也能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射答案A解析光導(dǎo)纖維是依據(jù)全反射原理工作的，內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率，選項A正確，B錯誤；不同頻率的可見光從同一根光導(dǎo)纖維的一端傳輸?shù)搅硪欢怂玫臅r間不同，選項C錯誤；若紫光以如題圖所示角度入射，恰能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射，由于紅光臨界角大于紫光，所以不能在內(nèi)芯和包層分界面上發(fā)生全反射，選項D錯誤．

5.如圖3所示，AB、CD分別是置于空氣中厚玻璃磚的上、下兩個表面，且AB∥CD，光線經(jīng)AB表面射向玻璃磚，當(dāng)折射光線射到CD表面上時，下列說法中正確的是()圖3A．不行能發(fā)生全反射B．只要適當(dāng)增大入射角θ1，就可能在CD面上發(fā)生全反射C．只要玻璃磚的厚度足夠大，就可能在CD面上發(fā)生全反射D．由于不知道玻璃的折射率，故無法推斷答案A解析如圖所示，折射光線O1O2能否在CD面上發(fā)生全反射，取決于是否滿足全反射的條件，由于玻璃的折射率大于空氣的折射率，故折射光線O1O2是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，設(shè)折射光線O1O2在CD面上的入射角為θ1′，則θ1′＝θ2.據(jù)折射率的定義可得n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(其中θ1<90°)據(jù)臨界角定義可得n＝eq\f(1,sinC).可得θ1′＝θ2<C.故折射光線O1O2在CD面上不能發(fā)生全反射．6．如圖4所示，MN是位于豎直平面內(nèi)的光屏，放在水平面上的半圓柱形玻璃磚的平面部分ab與屏平行．由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過圓心O再射到屏上．在水平面內(nèi)以O(shè)點為圓心沿逆時針方向緩緩轉(zhuǎn)動玻璃磚，在光屏上毀滅了彩色光帶．當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動角度大于某一值時，屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消逝．有關(guān)彩色光帶的排列挨次和最先消逝的色光是()圖4A．左紫右紅，紫光B．左紅右紫，紫光C．左紫右紅，紅光D．左紅右紫，紅光答案B解析如圖所示，由于紫光的折射率大，故在光屏MN上是左紅右紫，并且是紫光最先發(fā)生全反射，故選項B正確．7.(2022·重慶·11(1))打磨某剖面如圖5所示的寶石時，必需將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切磨在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的狀況)，則下列推斷正確的是()圖5A．若θ>θ2，光線確定在OP邊發(fā)生全反射B．若θ>θ2，光線會從OQ邊射出C．若θ<θ1，光線會從OP邊射出D．若θ<θ1，光線會在OP邊發(fā)生全反射答案D解析全反射的條件：sinC＝eq\f(1,n)，90°－θ＞C，θ越小越簡潔發(fā)生全反射，選項A、C錯誤，選項D正確．θ較大時，已從OP邊射出，選項B錯誤．二、雙項選擇題8.(2021·天津·8)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖6，O點為圓心，OO′為直徑MN的垂線．足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點，入射光線與OO′夾角θ較小時，光屏NQ區(qū)域毀滅兩個光斑，漸漸增大θ角，當(dāng)θ＝α?xí)r，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消逝，連續(xù)增大θ角，當(dāng)θ＝β時，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消逝，則()圖6A．玻璃磚對A光的折射率比對B光的大B．A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大C．α＜θ＜β時，光屏上只有1個光斑D．β＜θ＜eq\f(π,2)時，光屏上只有1個光斑答案AD解析當(dāng)入射角θ漸漸增大時，A光的光斑先消逝，說明A光的折射角大于B光的折射角，即玻璃對A光的折射率大于對B光的折射率(nA＞nB)，所以fA＞fB，vA＜vB，選項A正確，B錯誤．當(dāng)A光、B光都發(fā)生全反射時，光屏上只有1個光斑，選項C錯誤，D正確．9.彩虹是由陽光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最終離開水滴時再折射一次形成，彩虹形成的示意圖如圖7所示，一束白光L由左側(cè)射入水滴，a、b是白光射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線(a、b是單色光)，下列關(guān)于a光與b光的說法中正確的是()圖7A．水滴對a光的折射率大于對b光的折射率B．a(chǎn)光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度C．用同一臺雙縫干涉儀做光的雙縫干涉試驗，a光相鄰的亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距D．a(chǎn)、b光在水滴中傳播的波長都比各拘束真空中傳播的波長要長答案AB解析進(jìn)入水滴時，由折射定律n＝eq\f(sini,sinr)知，a光在水滴中的折射角小，折射率大，選項A正確；由v＝eq\f(c,n)，a光在水滴中的傳播速度小，選項B正確；a光在水滴中的折射率大，頻率大，波長小，由Δx＝eq\f(lλ,d)，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，選項C錯誤；在真空和在水滴中，分別有c＝λ0f和v＝λf，則eq\f(c,v)＝eq\f(λ0,λ)，故a、b光在水滴中傳播的波長都比各拘束真空中傳播的波長要短，選項D錯誤．三、非選擇題10．如圖8所示，半圓形玻璃磚的半徑R＝10cm，AB與屏幕垂直并接觸于A點，激光束a射向半圓形玻璃磚的圓心O，激光束a對準(zhǔn)O點從圖示位置在紙面內(nèi)順時針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度為30°時，光屏上有兩個光斑，當(dāng)轉(zhuǎn)過的角度剛好為45°時，光屏上恰好只有一個光斑，求：圖8(1)玻璃磚的折射率n；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)過角度為30°時，光屏上兩個光斑之間的距離L.答案(1)eq\r(2)(2)(10＋10eq\r(3))cm解析(1)n＝eq\f(sin90°,sin45°)＝eq\r(2)(2)光路如圖所示n＝eq\f(sinr,sin30°)＝eq\r(2