第1节光的折射折射率知识点题库

在水底同一深度处并排放置着红、黄、绿、蓝、紫五只球，人在水面正上方竖直俯视，感觉最浅的是（）

A . 紫色球 B . 红色球 C . 黄色球 D . 一样深浅

半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面积如图所示，O点为圆心，OO′与直径AB的垂直．足够大的光屏CD紧靠在玻璃砖的左侧且与AB垂直．一光束沿半径方向与OO′成 θ=30°射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为（ $\text{[math]}$ +1）R．求：

①此玻璃的折射率

②当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个．

[物理--选修3-4]

（1）
如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A . 波长为2 m B . 波速为6 m/s C . 频率为1.5Hz D . t=1s时，x=1m处的质点处于波峰 E . t=2s时，x=2m处的质点经过平衡位置
（2）
如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）．已知玻璃的折射率为1.5．现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）．求：
（i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
（ii）距光轴 $\text{[math]}$ 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．

[选修3-4]

（1）接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有（　　）

A . 飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B . 飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 C . 地球上的人观测到地球上的钟较快 D . 地球上的人观测到地球上的钟较慢
（2）野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的（选填“周期”或“频率”）也变为原来的2倍，声波的传播速度（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）
人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．取球体的折射率为 $\text{[math]}$ ，且D= $\text{[math]}$ R，求光线的会聚角α．（示意图未按比例画出）

如图所示，ABCD为一直角梯形棱镜的截面，∠C=60°P为垂直于直线BC的光屏，现用一宽度等于AB边的单色平行光束垂直射向AB面，经棱镜折射后在屏P上形成宽度等于 $\text{[math]}$ AB的一条光带，求棱镜的折射率．

a、b两平行细光束垂直射入直角三棱镜的 AB 面，对应的折射光束a′、b′如图所示，a、b比较，以下说法正确的是（）

A . b 光的折射率较大 B . a光的频率较大 C . 用同样的双缝做双缝干涉实验，b 光产生的干涉条纹较宽 D . b 光束在玻璃中的传播速度较小

潜水员在水中抬头仰望，由于光线在空气和水的界面发生全反射，他能看见河底的物体，如果水深为 H，潜水员仰望时，眼睛到河底距离为 h，水的折射率为 n，则潜水员能较清楚地看到河底物体和潜水员的最短水平距离是多少？

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如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率为v的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空．已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是( )（其中c为光在真空中的传播速度）

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A . 激光束在C点的入射角α＝60° B . 此激光束在玻璃中穿越的时间为t＝3R/c C . 改变入射角α的大小，激光束不可能在D处发生全反射 D . 改变入射角α的大小，激光束可能在C处发生全反射

一束光从空气射向折射率n= $\text{[math]}$ 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则( )

A . 当入射角i=30°时，折射角 $\text{[math]}$ B . 无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45° C . 欲使折射角r=30°，应以i=45°的角度入射 D . 当入射角i的正切值为 $\text{[math]}$ 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直 E . 当入射角大于临界角时，会发生全反射

自古以来人们对钻石都情有独钟，而市面上各种材料做的假钻石也非常多，对比钻石折射率是钻石真假的一种方法．如图所示，OABCD为某种材料做成的钻石的横截面，关于直线OO’对称，∠A＝∠D＝90°．图中∠AOO’角度为θ＝45°．现使一束单色光照射到AB边上的P点，入射角α＝60°，进入钻石的光线在AO边中点M发生全反射，并从OD边上N点折射出去，其中OA＝2 $\text{[math]}$ mm，ON＝1mm．已知真钻石对该光线的折射率为2.42．

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（1）通过求解该钻石的折射率，判断该钻石的真假．
（2）光在真空中传播的速度为c＝3×10⁸m/s．求该单色光从入射到第一次折射出该钻石经历的时间（结果保留两位小数）．

如图所示，有一透镜，左侧为平面，右侧为半径R＝2m的球面，O为球心，OP为主光轴，透镜材料的折射率为n＝ $\text{[math]}$ 。现有一束平行光沿主光轴方向入射；另一束平行光平行主光轴入射，已知此光线到主光轴的距离d＝ $\text{[math]}$ m。（已知sin15°＝ $\text{[math]}$ ）

（1）请作出光线经过透镜的光路图；
（2）两光线经透镜后的交点F到球心O的距离。

如图甲所示是由某透明材料制成的三棱镜。直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°一束红色光平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜然后垂直于AC边射出。

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（1）求棱镜的折射率；
（2）若用这种材料制成如图乙所示的器具，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为 $\text{[math]}$ R，高为2R的长方体，一束红色光从左侧P点沿半径方向射入器具，要使光全部到达右端面，则光在器具中从P点传播到右端面的最长时间是多少？已知光在空气中的传播速度为c。

如图所示为长方体均匀玻璃砖的截面。现有a、b两种单色光组成的复合光，从 $\text{[math]}$ 点射入玻璃砖，其折射光线分别沿 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 方向。下列说法正确的是（）

A . 玻璃对a、b的折射率关系为 $\text{[math]}$ B . a、b在玻璃中的传播速度关系为 $\text{[math]}$ C . a、b两种光单个光子的能量关系为 $\text{[math]}$ D . 若a、b都在玻璃中发生全反射， $\text{[math]}$ 的临界角大于 $\text{[math]}$ 的临界角

平行玻璃砖底面涂有反射层，一束由a、b两种单色光组成的复合光以45°入射角斜射到玻璃砖的上表面，经折射、反射再折射的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射，则玻璃砖对单色光(填“a”或“b”)的折射率大，单色光(填“a”或“b”)在玻璃砖中传播的时间长；两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互(填“平行”或“不平行”)。

如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知 $\text{[math]}$ ABD= $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c，则（）

A . 此玻璃的折射率为2 B . 光线从B传播到D的时间为 $\text{[math]}$ C . 若增大 $\text{[math]}$ ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象 D . 若减小 $\text{[math]}$ ABD，从AD段射出的光线仍平行于AB

在温度 $\text{[math]}$ ℃时，波长 $\text{[math]}$ nm的单色光在几种介质中的折射率如下表所示，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是（）

介质	折射率	介质	折射率
空气	1.00028	水	1.33
玻璃	1.65	水晶	1.55

A . 该单色光在玻璃中的速度大于在水中的速度 B . 该单色光在水中比在空气中更容易发生衍射 C . 该单色光从玻璃射入水中可能会发生全反射 D . 水晶对其他波长的单色光的折射率也都是1.55

如图，ABD是某三棱镜的横截面， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。两条平行光线a、b垂直于斜边AB入射，入射点分别为P、Q。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，棱镜材料的折射率为 $\text{[math]}$ ，只考虑a、b光从棱镜的第一次出射。求：