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课后提升练(十五) 光的折射
[对应学生用书P148]
1.(多选)如图所示,虚线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线,以下说法正确的是( )
A.bO是入射光线 B.aO是入射光线
C.cO是入射光线 D.Ob是反射光线
BD 解析:由于反射角等于入射角,入射光线、反射光线关于法线对称,所以aO、Ob应是入射光线或反射光线,PQ是法线;又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧,所以aO是入射光线,Ob是反射光线,Oc是折射光线。B、D正确。
2.一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射进入并穿过玻璃三棱镜。下面四幅图中,能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )
B 解析:当光由空气斜射向三棱镜时,将发生光的折射现象,且入射角大于折射角,C、D错误;由于玻璃对紫光的折射率比对红光的折射率大,因此进入玻璃时紫光的折射角比红光的折射角小,A错误,B正确。
3.(2021·辽宁沈阳高三月考)某玻璃三棱镜的截面如图所示,∠B=30°。一束光线从AB边上的M点以平行于BC的方向射入棱镜,在经BC边的一次反射后,与AB边平行。则该棱镜对该束光线的折射率为( )
A. B.
C. D.
A 解析:如图所示,根据几何关系可知,光线在M点的入射角i=60°,折射角r=30°,再根据折射定律有n=,解得n=,A正确。
4.在太阳光的照射下,充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹,彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的,其光线传播路径如图所示。图中的圆面代表水珠过球心的截面,若一束太阳光平行于截面射入球形水珠后,最后的出射光线a、b分别代表两束不同的色光,则水珠对a、b两束光折射率的大小关系是na________nb,a、b两束光在水珠内传播速度的大小关系是va________vb。(选填“>”或“<”)
答案:> <
解析:根据题中光路图可知,b光的折射角大于a光的折射角,可知b光的折射率较小,即na>nb;由公式v=可知,b光在水珠中传播的速度较大,即va<vb。
5.如图所示,在水面上放置一个足够大的遮光板,板上有一个半径为r的圆孔,圆心的正上方h处放一个点光源S,可以在水面下深H处的底部形成半径为R的圆形光亮区域(图中未画出)。若已测得r=8 cm,h=6 cm,H=24 cm,R=26 cm,求水的折射率。
答案:
解析:根据题意绘出光路图,如图所示,可知
sin θ1===0.8,
sin θ2===0.6,
由折射定律得n=,
解得n=。
6.(多选)(2021·辽宁沈阳高二开学考试)某同学将两种不同的单色光a、b互相平行地斜射到同一平行玻璃砖的上表面,并调整两束光的间距及光线的倾斜程度,使两束光从玻璃砖的下表面射出后,能照射到地面上的同一点。则下列说法正确的是( )
A.若a光是蓝光,则b光可能是紫光
B.a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
C.在真空中,a光的频率比b光的频率低
D.a、b两束光从空气进入玻璃砖,传播速度和波长都变小
ACD 解析:由题意可知,在玻璃砖的上表面,a光的折射角大于b光的折射角,由折射定律知,玻璃砖中a光的折射率小于b光的折射率,若a光是蓝光,则b光可能是紫光,A正确;真空中,a光和b光的传播速度相同,都是3.0×108 m/s,B错误;a光的折射率小于b光的折射率,则a光的频率比b光的频率低,C正确;a、b两束光从空气进入玻璃砖,传播速度都变小,频率都不变,根据λ=可知,波长变小,D正确。
7.(2021·湖北孝感高二期末)如图所示,一束黄光和一束蓝光,从圆心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°,真空中的光速c=3×108 m/s,则下列说法正确的是( )
A.PM是蓝光,PN是黄光
B.玻璃对PM光束这种光的折射率为
C.两束光穿过玻璃柱体所需时间的大小关系有tM>tN
D.PM光束这种光在该玻璃中传播的速度约为2.1×108 m/s
D 解析:由图可知,PN偏折程度较大,则PN的折射率较大,频率较大,所以PN是蓝光,PM是黄光,A错误;由折射定律得玻璃对PM的折射率n==,B错误;两束光在玻璃柱中的路程相同,由v=可知vM>vN,再由t=得时间关系为tM<tN,C错误;PM光束在该玻璃中传播的速度v== m/s≈2.1×108 m/s,D正确。
8.(2021·河南郑州高二期末)如图所示,有一截面为圆心角90°的扇形玻璃棱镜,圆心为O,半径为R,轴线OO′垂直于水平面。O点正上方高度处的点光源S,发出一束与OO′夹角为θ=60°的单色光,射到扇形体上的A点,之后光线以60°的折射角离开扇形体且垂直射到水平面