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中四物理 折射与全内反射练习三（挑战）：十题多层介质与色散
中四物理 折射与全内反射练习三（挑战）：十题多层介质与色散
十题把斯涅尔定律用到两介质直接比较、临界角反求、光纤计时与棱镜色散。
直接答案 第 01 至 03 题练大角度与多层介质，第 04 至 06 题练临界角与视深反求，第 07 至 09 题练光纤计时、频率守恒与色散，第 10 题针对把 90° 当作全反射的折射线。
01 本卷资料（做完才看答案）
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 题数 | 10 |
| 建议时间 | 25 |
| 难度分布 | 基础 3 · 进阶 3 · 挑战 3 · 错题重练 1 |
| 对应章节 | 所属章节：中四物理 折射与全内反射 |
| 适用年级 | 中四 |
02 题目（10 题）
- 基础光由空气以 60° 射入玻璃（n = 1.5），折射角多少？
- 基础某介质中入射角 60° 时折射角 35°。求折射率。
- 进阶光由水（n = 1.33）以 30° 射入玻璃（n = 1.5），折射角多少？
- 进阶某介质的临界角是 30°。求其折射率及光在其中的速度。
- 进阶光在某介质中速度为 1.5 × 10⁸ m/s。求其临界角。
- 基础水池实深 1.2 m，由正上方看视深 0.9 m。求水的折射率。
- 挑战光纤长 1 km，内芯 n = 1.5。光沿纤维走完全程需时多少？
- 挑战某光在真空波长 600 nm、频率 5.0 × 10¹⁴ Hz。进入 n = 1.5 的介质后，频率、波速与波长各是多少？
- 挑战红光 n = 1.51、紫光 n = 1.53，同样以 50° 入射玻璃。两者折射角相差多少？
- 错题重练有学生答“全内反射时折射线沿界面以 90° 射出”。正确描述是什么？
03 答案与一句解说
| 题号 | 答案 | 一句解说 |
|---|---|---|
| 1 | 35.3° | sin r = sin60° ÷ 1.5 = 0.577，r = 35.3°；大入射角下折射角增长得比入射角慢。 |
| 2 | 约 1.51 | n = sin60° ÷ sin35° = 0.866 ÷ 0.574 = 1.51，两个角都要用相对法线的角度。 |
| 3 | 26.3° | 1.33 × sin30° = 1.5 × sin r，sin r = 0.443，r = 26.3°；中间可跳过空气，两介质直接比较。 |
| 4 | n = 2.0；速度 1.5 × 10⁸ m/s | n = 1 ÷ sin30° = 2.0，v = 3.0 × 10⁸ ÷ 2.0 = 1.5 × 10⁸ m/s，临界角越小折射率越大。 |
| 5 | 30° | n = 3.0 ÷ 1.5 = 2.0，sin C = 1 ÷ 2.0 = 0.5，C = 30°，两步都要写单位或理由。 |
| 6 | 约 1.33 | n = 实深 ÷ 视深 = 1.2 ÷ 0.9 = 1.33，这条反求式对正上方观察才准确。 |
| 7 | 5.0 μs | v = 3.0 × 10⁸ ÷ 1.5 = 2.0 × 10⁸ m/s，t = 1 000 ÷ 2.0 × 10⁸ = 5.0 × 10⁻⁶ s，即 5.0 μs。 |
| 8 | 频率 5.0 × 10¹⁴ Hz；波速 2.0 × 10⁸ m/s；波长 400 nm | 频率不变；v = 3.0 × 10⁸ ÷ 1.5 = 2.0 × 10⁸ m/s；λ = v ÷ f = 400 nm，与 λ₀ ÷ n 一致。 |
| 9 | 约 0.4°（红 30.5°、紫 30.0°） | sin r = sin50° ÷ n：红 30.49°、紫 30.05°，相差 0.4°，差别虽小但足以在棱镜中分色。 |
| 10 | 没有折射线，入射能量全部反射回原介质 | 90° 只是临界角那一刹那的极限，入射角超过临界角后折射光完全消失，只有反射光，所以能量守恒要靠反射率 100%。 |
04 做完之后怎样跟进
- 对完答案，只重做错的那几题，并在错题旁写出错在哪一步（公式、单位还是抄错数）。
- 同一题隔两日再做一次；两次都对才可以移到下一份练习。
- 家长只需看答案栏与解说栏，不必逐题讲解。
本卷题目与答案由 TutorZone 团队原创编写，并非任何学校、出版社或考试局的试题；数值与答案均以程式核算。