1 光的反射和折射知识点题库

《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”．如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光．下列说法正确的是（）

A . 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 B . 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角 C . 在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度 D . 在水滴中，a光的波长小于b光的波长 E . a、b光分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距较小

如图所示，a点和b点分别表示太阳边缘上两个发光点，图中已作出分析产生日环食的必要光线，当地球上的观察者随同地球一起进入图中1、2、3、4、5哪个区域时，可能观察到日环食（）

A . 进入区域1中 B . 进入区域2中 C . 进入区域3或5中 D . 进入区域4中

在平面镜中看到的时钟钟面的像如图所示，则此时钟所指的时刻为（）

A . 9：20 B . 3：40 C . 2：40 D . 4：50

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切割在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OQ边射出 D . 若θ＜θ₁光线会在OP边发生全反射

如图所示，横截面为四分之一圆的柱形玻璃砖放在水平面MN上，O点是圆心，半径为R。一列与OA面等高的平行光束沿水平方向垂直射向玻璃砖的OA面，平行光束通过玻璃砖后在水平面MN上留下照亮的区域。已知玻璃砖的折射率为为n，不考虑光在OA、OB面的反射。

①若在玻璃砖左侧竖直放置一遮光板，使水平面BN不被照亮，则遮光板的最小高度是多少？

②撤去遮光板，从OA的中点射入的细光束在MN上距O点为 $\text{[math]}$ 的P点留下一个光点，则玻璃砖的折射率n为多少？

一半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图137所示，O为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖MO′面上，中心光线a沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知∠aOM＝45°．

（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）玻璃砖底面MN出射光束的宽度是多少？（不考虑玻璃砖MO′N面的反射）

一半圆形玻璃砖，C点为其球心，直线 $\text{[math]}$ 与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线 $\text{[math]}$ 平行且到直线 $\text{[math]}$ 距离相等的ab两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）

A . 两光从空气射在玻璃砖后频率均增加 B . 真空中a光的波长大于b光 C . a光的频率比b光高 D . 若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光

如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行的玻璃砖上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 两束单色光射出。下列说法正确的是（）

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A . a光的频率小于 $\text{[math]}$ 光的频率 B . 光束a在空气中的波长较大 C . 出射光束a、 $\text{[math]}$ 一定相互平行 D . a、 $\text{[math]}$ 两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大

由透明材料制成的长方体物块放在水平面上，且长方体物块的下表面涂有水银层面．一束由两种单色光组成的细光束沿 $\text{[math]}$ 的方向斜射到长方体物块的上表面，且 $\text{[math]}$ 与上表面的夹角大小为 $\text{[math]}$ ，结果在长方体物块的上表面得到三束光线甲、乙、丙．则下列说法正确的是（）

A . 甲、乙、丙中只有甲为复色光 B . 光束乙的折射率大于光束丙的折射率 C . 减小 $\text{[math]}$ 角，甲、乙、丙不一定平行 D . 如果用以上两种色光通过相同的双缝，光束丙的条纹间距小于光束乙的条纹间距

一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a、b两束,如图所示,则a、b两束光( )

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A . 垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长 B . 从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小 C . 分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小 D . 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率

如图所示，ABC为直角三棱镜，∠ACB=30°，∠ABC=90°．一東光线OD从AC而的D点入射到三棱镜上，经折射后在BC面的E点发生全反射，然后从AB面的F点经折射后射出三棱镜．已知EG垂直于BC，EG交AC于G点，D点恰好为CG的中点，不计光线在三棱镜中的多次反射，求：

(i)从F点射出的光线相对于入射光线OD的偏转角；

(ⅱ)满足光线在三棱镜中传播路径不变的条件下，棱镜折射率的范围．

下列说法中不正确的是（）

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A . 图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度 B . 图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从 $\text{[math]}$ 面射出 C . 图丙和丁分别是双缝干涉和薄膜干涉示意图，反映出光具有波动性 D . 图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波

两种单色光，从玻璃射向空气时，发生全反射的临界角分别是C₁、C₂ ，且C₁<C₂ ，这两种单色光在玻璃中的传播速度v₁、v₂ ，波长λ₁、λ₂ ，它们的光子能量E₁、E₂ ，则下列比较结论正确的是（）

A . v₁<v₂ ， λ₁<λ₂ ， E₁>E₂ B . v₁>v₂ ， λ₁<λ₂ ， E₁<E₂ C . v₁<v₂ ， λ₁>λ₂ ， E₁<E₂ D . v₁>v₂ ， λ₁>λ₂ ， E₁>E₂

如图所示，三角形 $\text{[math]}$ 是横截面为直角三角形的三棱镜，其中 $\text{[math]}$ 长度为 $\text{[math]}$ 。一束单色光从 $\text{[math]}$ 边上的D点射入棱镜，入射角为 $\text{[math]}$ ，进入棱镜后折射到 $\text{[math]}$ 边的中点，D、C两点间距离为 $\text{[math]}$ 。光在真空中的速度 $\text{[math]}$ 。求：

(i)三棱镜材料对这束单色光的折射率；

(ii)光线从AC边射入到第一次从三棱镜射出所经历的时间。

如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ=60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与射光平行。已知真空中的光速为c，则（）

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A . 当入射角θ=60°时，光在玻璃中的传播时间为 $\text{[math]}$ B . 当入射角θ=60°时，光在玻璃中的传播时间为 $\text{[math]}$ C . OP之间的距离为 $\text{[math]}$ R D . OP之间的距离为 $\text{[math]}$ R

一束光由空气射入某介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是（光在真空中的传播速度为c）（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ c

如图所示，为某种透明介质的截面图，∆AOC为等腰直角三角形，BC为半径 $\text{[math]}$ 的四分之一圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角 $\text{[math]}$ ，发现在水平屏幕MN上出现两个亮斑。已知该介质对红光和紫光的折射率分别为： $\text{[math]}$ ，不考虑多次反射后的效果：

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（1）判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；
（2）求两个亮斑间的距离。

如图所示，由某种单色光形成的两束平行的细光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上。光束1沿直线穿过玻璃，入射点为圆心O；光束2的入射点为A，穿过玻璃后两条光束交于P点。已知玻璃截面的半径为R，OA＝ $\text{[math]}$ ，OP＝ $\text{[math]}$ R，光在真空中的传播速度为c。玻璃对该种单色光的折射率为；光束2从A点传播到P点所用的时间为。

一种发光装置是由半径为R的半球体透明介质和发光管芯组成的，管芯发光部分 $\text{[math]}$ 是一个圆心与半球体介质球心O重合的圆面。其纵截面如图所示， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 上的E点发出的一条光线经D点的折射光线平行 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ ，圆弧 $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 该透明介质折射率为 $\text{[math]}$ B . 沿 $\text{[math]}$ 方向的光线从半球面射出时的折射角是 $\text{[math]}$ C . 为使从管芯射向半球面上的所有光线都不会发生全反射， $\text{[math]}$ 的半径要小于 $\text{[math]}$ D . 不论发光管芯的半径多大，总会有部分光线到达球面时发生全反射现象

某游泳池灌满水时水深为 $\text{[math]}$ ，游泳池底部安装有能发射某种色光的点光源。若在水面放置一半径为 $\text{[math]}$ 的不透明圆形遮挡物，其圆心位于点光源的正上方，则在距水面高度为 $\text{[math]}$ 的天花板上能形成半径为 $\text{[math]}$ 的圆形阴影，求：

（1）游泳池中的水对点光源所发色光的折射率；
（2）在水面放置适当尺寸的不透明遮挡物，可使水面无光射出，求所需不透明遮挡物的最小面积。

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