第3讲光的折射全反射(实验:测定玻璃的折射率)A组基础过关1.(多选)关于折射率,下列说法正确的是()A.根据n=sinθ1sinθ2可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据n=sinθ1sinθ2可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比C.根据n=cv可知,介质的折射率与光在该介质中的光速成反比D.同一频率的光由真空进入某种介质时,折射率与光在介质中的波长成反比答案CD介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量,由介质本身和光的频率共同决定,与入射角、折射角无关,故选项A、B均错;由于真空中的光速是一个定值,故n与v成反比,选项C正确;由于v=λf,当f一定时,v与λ成正比,又n与v成反比,故n与λ也成反比,选项D正确。2.(2016四川理综,5,6分)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O是圆心,MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,作出sini-sinr图像如图乙所示。则()A.光由A经O到B,n=1.5B.光由B经O到A,n=1.5C.光由A经O到B,n=0.67D.光由B经O到A,n=0.67答案B图像斜率k=sinisinr=0.60.9=23<1,故光从光密介质射入,从光疏介质射出,其折射率n=1k=32=1.5,故B选项正确。3.打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是()A.若θ>θ2,光线一定在OP边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ边射出C.若θ<θ1,光线会从OP边射出D.若θ<θ1,光线会在OP边发生全反射答案D作出θ1<θ<θ2时的光路如图所示。由图中几何关系有i1=90°-θ,2θ+90°-i1+90°-i2=180°,即i1+i2=2θ。则有i2=3θ-90°。可见θ越大时i2越大、i1越小。要使光线在OP上发生全反射,应有i1≥C,即θ≤90°-C;要使光线在OQ上发生全反射,应有i2≥C,即θ≥30°+C3。可见在OP边和OQ边都发生全反射时应满足θ1<30°+C3≤θ≤90°-C<θ2。故当θ>θ2时一定有θ>90°-C,光线一定不会在OP边上发生全反射,同时也一定有θ>30°+C3,即光线若能射在OQ边上,一定会发生全反射,故A、B皆错误。当θ<θ1时,一定有θ<90°-C,即光线一定在OP边发生全反射,C错误,D正确。4.如图是一个14圆柱体棱镜的截面图,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线()A.不能从圆弧NF1⏜射出B.只能从圆弧NG1⏜射出C.能从圆弧G1H1⏜射出D.能从圆弧H1M⏜射出答案B因折射率n=53=1sinC,则临界角C=37°。由几何关系知沿GG1的光线恰好发生全反射,只有从OG射入的光线可从圆弧NG1⏜射出,而从GM射入的光线在G1M⏜上发生全反射,选B。5.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红答案A由题图可知,射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角,所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率,故M点的颜色为紫色,N点的颜色为红色;同理可得P点的颜色为红色,Q点的颜色为紫色,所以只有A项正确。6.光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯,内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出。下列说法正确的是()A.内芯的折射率大于包层的折射率B.内芯的折射率小于包层的折射率C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D.若紫光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,也能在内芯和包层分界面上发生全反射答案A因光导纤维是依据全反射原理工作的,可知内芯的折射率大于包层的折射率,选项A正确,B错误;不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不相同,选项C错误;若紫光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全...
