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课时跟踪检测(四十五) 光的折射 全反射
1.(多选)如图所示,两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β),下列说法正确的是( )
A.水对a的折射率比水对b的折射率小 B.在水中的传播速度va>vb C.在空气中的传播速度va>vb
D.当a、b入射角为0°时,光线不偏折,但仍然发生折射现象
c
解析:选AB 由于α<β,所以折射率na小于nb,由于n=知,在水中的传播速度va
v>vb,a、b在空气中的传播速度都是c,C错误,A、B正确;当a、b入射角为0°时,光线不偏折,不发生折射现象,故D错误。
2.(多选)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2
对称,由空气射入玻璃球的光路如图所示,a、b光相比( )
A.玻璃对a光的折射率较小 B.玻璃对a光的临界角较小 C.b光在玻璃中的传播速度较小 D.b光在玻璃中的传播时间较短 E.b光在玻璃中的传播时间较长
解析:选ACE 由图可知a、b两入射光线的入射角i1=i2,折射sin i角r1>r2,由折射率n=知玻璃对b光的折射率较大,选项A正
sin r
1
确;设玻璃对光的临界角为C,sin C=,a光的临界角较大,故选项B错误;光在介质中
nc
的传播速度v=,则a光的传播速度较大,b光的传播速度较小,故选项C正确;b光的
n传播速度小,且通过的路程长,故b光在玻璃中传播的时间长,故选项D错误,E正确。
3.(多选)一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示,可看成一段直线,其内芯和外套的材料不同,光在内芯中传播,下列关于光导纤维的说法正确的是( )
A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
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B.内芯的折射率比外套的大,光传播时在外套与外界的界面上发生全反射 C.波长越长的光在光纤中传播的速度越大 D.频率越大的光在光纤中传播的速度越大
E.若紫光以如图所示角度入射时,恰能在光纤中发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,不能在光纤中发生全反射
解析:选ACE 当内芯的折射率比外套的大时,光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射,故选项A正确,B错误;波长越长的光,频率越小,介质对它的折射率n越c1
小,根据公式v=,光在光纤中传播的速度越大,故选项C正确,D错误;根据sin C=知,
nn折射率越大,全反射临界角越小,红光的折射率小,则全反射临界角大,若紫光恰能发生全反射,则红光不能发生全反射,故选项E正确。
4.(2019·广东佛山二模)如图所示,一束黄光和一束蓝光,从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体,其透射光线分别从M、N两点射出,已知α=45°,β=60°,光速c=3×108 m/s则下列说法正确的是( )
A.两束光穿过玻璃柱体所需时间相同 B.PM是黄光,PN是蓝光 C.玻璃对PM光束的折射率为2
D.PM光束在该玻璃中传播的速度为3×108 m/s
E.若将PM光束从N点沿着MO方向射入,一定不会发生全反射
解析:选BCE 由图可知,从M点射出的光的折射率较小,从N点射出的光的折射率较大,根据折射率与光速的关系可知,从M点射出的光的速度较大。两束光穿过玻璃柱体的路程相等,速度不同,所需时间不相同,选项A错误;根据蓝光折射率大于黄光可知,PM是黄光,PN是蓝光,选项B正确;由折射定律可知,玻璃对PM光束的折射率为n=32
sin 45°/sin 30°=2,选项C正确;PM光束在该玻璃中传播的速度为v=c/n=×108 m/s,
2选项D错误;若将PM光束从N点沿着MO方向射入,入射角小于全反射临界角,一定不会发生全反射,选项E正确。
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5.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
解析:选D 光线发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质时,入射角i大于临π
界角C。光线从图示位置入射,到达OP边时入射角i1=-θ,θ越小,i1越大,发生全反
2射的可能性越大,根据题意,要在OP边上发生全反射,应满足θ<θ2,A、B错误。若光π
线在OP上发生全反射后到达OQ边,入射角i2=3θ-,θ越大,i2越大,发生全反射的可
2能性越大,根据题意,要在OQ边上发生全反射,应满足θ>θ1,C错误,D正确。
6.如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°,一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰好平行于OB,以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )
A.3,不能发生全反射 B.3,能发生全反射 23
C.,不能发生全反射
323D.,能发生全反射
3
解析:选A 画出光路图,并根据几何关系标出角度,如图所示,sin 60°131
由图可知,介质的折射率n==3;因为sin 30°=<==
sin 30°23nsin C,所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射,选项A正确。
课时跟踪检测(四十五) 光的折射 全反射
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