光的折射知识点题库

在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示．有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为n=1.73．则：

①通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射？

②光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少？（结果保留三位有效数字）

a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（）

A . a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角 B . 通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽 C . 在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度 D . 在该介质中a光的波长小于b光的波长

实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式：n=A+ $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ ，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图，则（）

A . 屏上d处是紫光 B . 屏上d处的光在棱镜中传播速度最大 C . 屏上d处的光在棱镜中传播速度最小 D . 光经过三棱镜后发生色散原因是不同频率的光在同种介质中折射率不同

如图所示，两束单色光 a、b 分别照射到玻璃三棱镜 AC 面上，穿过三棱镜后垂直 AB 射出，a 光和 b 光相比较，则（）

A . a 光的频率高 B . a 光的波长短 C . a 光在三棱镜中的速度小 D . 对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比 b 光的干涉条纹宽

横截面为等腰梯形ABCD的柱形玻璃，底角θ=60°，一束细光束从底边垂直于AD射入玻璃柱后，恰好射到腰AB的中点，若果该玻璃的折射率 $\text{[math]}$ ，AB=BC=CD=4cm，请完成下列小题．

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（1）请画出完整的光路图．
（2）计算该束光在玻璃柱子内运动的时间．

一块用玻璃制成的透明柱体，其横截面如图所示，ab是半径为R的圆弧ac边与cb边垂直，∠aoc=60°．一束宽度等于ac边的平行光线垂直于ac边射入（c点没有射入光线），先后到达ab、cb界面，ab、cb界面的外表面都只有一部分是亮的，其余部分是暗的，ab界面外表面亮着部分的弧长为 $\text{[math]}$ ，不考虑界面的多次反射，求：

（i）玻璃的折射率n

（ⅱ）bc界面外表面亮着部分的长度

如图所示，平行单色光垂直射到玻璃制成的半径为R的半球平面上，玻璃对该单色光的折射率为 $\text{[math]}$ ，玻璃半球的下方平行于玻璃半球平面放置一光屏，单色光经半球折射后在光屏上形成一个圆形光斑。不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为c。求：

（i）当光屏上的光斑最小时，圆心O到光屏的距离；

（ii）圆心O到光屏的距离为d＝3R时，光屏被照亮的面积。

如图所示，直角三角形ABC为棱镜的横截面，∠A=60°、∠B=90°，一细束单色光线的方向垂直于AC边，从AB边射入棱镜，入射点与A点的距离为d，之后光线从AC边射出，且方向平行于BC边，已知光在真空中的传播速度为c。求：

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（1）棱镜对该光的折射率；
（2）光线在棱镜中传播的时间。

如图所示，AB为空气与某种介质的界面，直线MN垂直于界面AB。已知这种介质的折射率为n，光在空气中的传播速度为c。求：

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（1）光在这种介质中的传播速度大小v；
（2）光由这种介质射向空气，发生全反射时临界角C的正弦值。

（1）图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过 $\text{[math]}$ 后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于 $\text{[math]}$ ，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为 $\text{[math]}$ ，周期为s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为s。
（2）用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和 $\text{[math]}$ 分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为 $\text{[math]}$ ，A到过O点的法线 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ，M到玻璃砖的距离 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ 。

（ⅰ）求玻璃砖的折射率；

（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到 $\text{[math]}$ 时、玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。

某同学想用以下方法测液体的折射率，取一个半径 $\text{[math]}$ 的薄软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度 $\text{[math]}$ ，这时从液面上方的各个方向向液体看，恰好看不到大头针，则下列说法正确的是（　　）

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A . 液体的折射率 $\text{[math]}$ B . 光在液体中传播的速度是 $\text{[math]}$ C . 液体发生全反射的临界角C满足 $\text{[math]}$ D . 恰好看不到大头针的原因是发生了光的折射现象

现有一三棱柱工件，由透明玻璃材料组成，如图所示，其截面ABC为直角三角形，∠ACB=30°。现有一条光线沿着截面从AC边上的O点以45°的入射角射入工件，折射后到达BC边发生全反射，垂直AB边射出。已知CO= $\text{[math]}$ AC=L，下列说法正确的是 ( )

A . 光线在AC边的折射角为30° B . 该透明玻璃的折射率为2 C . 该光线在透明玻璃材料中发生全反射的临界角为45° D . 光线在BC边的入射角为30°

有一透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是 $\text{[math]}$ ，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角 $\text{[math]}$ ，经折射后恰好与内球面相切，已知光速为c。下列说法正确的是（）

A . 单色光在材料中的折射率为 $\text{[math]}$ B . 单色光在该材料中的传播时间为 $\text{[math]}$ C . 单色光在该材料内球面恰好发生全反射时，从A点射入的光线与AO直线的夹角 $\text{[math]}$ D . 只要A点射入的单色光与AO直线的夹角i大于 $\text{[math]}$ ，就一定能够在内球面发生全反射

如图，截面为等腰梯形的容器贮满水，放置在房间的水平桌面上，早晨阳光穿过窗户照射到水面，某时刻观察到阳光恰好照亮容器的整个底部，已知容器梯面倾角a的余弦值为 $\text{[math]}$ ，水的折射率为 $\text{[math]}$ ，求此时光线与水面的夹角 $\text{[math]}$ 。

如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O点，经折射后在水槽底部形成一光斑P。已知入射角 $\text{[math]}$ =53°，水的折射率 $\text{[math]}$ ，真空中光速 $\text{[math]}$ m/s，打开出水口放水，则光斑在底面移动时出水口（）

A . 激光在水中传播的速度 $\text{[math]}$ m/s B . 仅增大入射角 $\text{[math]}$ ，激光能在水面发生全反射 C . 光斑P移动的速度大小保持不变 D . 光斑P移动距离x与水面下降距离h间关系满足 $\text{[math]}$

下列关于光的说法中正确的是( )

A . 光的干涉现象和光的衍射现象都说明光具有波动性 B . 光从一种介质射向另外一种介质，只要入射角满足条件，光就可以在界面上发生全反射 C . 在同一种介质中，频率越高的光，传播速度越大 D . 下雨后，我们会在漂有污油的水坑中见到彩色条纹，这是由于光的干涉形成的 E . 介质的折射率是由介质本身决定的，与入射角无关

科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400~450纳米的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示，人们可用防临光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（）

A . 用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤 B . 把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤 C . 在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤 D . 用折射率较大的材料做镜片，利用光的全发射将蓝光过滤

研究光的干涉现象原理图如图所示。光源S到双缝S₁、S₂的距离相等，S₁、S₂连线平行于光屏，O点为S₁、S₂连线中垂线与光屏的交点。光源S发出单色光，经S₁、S₂传播到光屏上P点，S₁P垂直于光屏，P为某亮条纹中心，OP之间还有k条亮条纹，光由S₁、S₂传播到P点的时间差为t_0.现紧贴S₁放置厚度为d的玻璃片，光由S₁垂直穿过玻璃片传播到P点与光由S₂直接传播到P点时间相等。已知光在真空中的速度为c，玻璃对该单色光的折射率为n，不考虑光在玻璃片内的反射求：

（1）单色光在真空中的波长 $\text{[math]}$ ；
（2）玻璃片的厚度d。

真空中某种材质制成的光学元件截面如图所示，右边是半径为R的四分之一圆，点C为圆心，左边是直角三角形ABC，∠BAC=30°，∠BCA=90°，现从CD延长线上点S发出一细光束，光束从E点进入元件后折射光线刚好平行于AD边，CE=SE，点E到AD距离为 $\text{[math]}$ 。光在真空中的速度为c，求：

（1）光学元件的折射率n；
（2）光线在AB边是否发生全反射；
（3）光线在光学元件内传播时间t（不考虑光的多次反射）。

如图所示的棱镜，其截面是圆心角60°、半径R的圆弧面，O是圆心，OM、ON是半径。在NO延长线上有一光源S，沿SA方向射出的光线射到OM面上A点，经棱镜折射后由弧MN上的B点射出，最终射到ON延长线的C点（图中未画出）。已知AB与ON平行，且 $\text{[math]}$ ，光在真空中的速度为c。求：

（1）该光线在棱镜中的折射率；
（2）光线由S传到C的时间。

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