1、1考点 1 光的折射和全反射1.（09全国卷15） 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜 4m，右镜 8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是（ B ）A24m B32m C40m D48m解析：本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体 8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第 3 个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为 32cm.2.（09全国卷21）一玻璃砖横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边 ABC=45；ADC 为一圆弧，其圆心在 BC 边的中点。此
2、玻璃的折射率为 1.5。P 为一贴近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏。若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光从 AB 边垂直射入玻璃砖，则 （ BD ）A. 从 BC 边折射出束宽度与 BC 边长度相等的平行光B. 屏上有一亮区，其宽度小于 AB 边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于 AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：本题考查光的折射和全反射.宽为 AB 的平行光进入到玻璃中直接射到 BC 面,入射角为 45o临界角 5.1arcsin,所以在 BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为 AB 长度的竖直向下的平行光射到 AC 圆弧面上.根
3、据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于 AB 的长度,B对.D 正确。3.（09广东物理14）（1）在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常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。光的折射发生在两种不同介质的 上，不同的单色光在同种均匀介质中 不同。答案：（1）界面，传播速度4.（09四川21）如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为 r，外圆半径为 R，R22r。现有一束单色光垂直于水平端面 A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面 B 射出。设透明柱体的折射率为 n，光在透明柱体内传播的时间为 t，若真空中的光速为 c，则 （ A
4、B ）A. n 可能为 3 B. n 可能为 2C. t 可能为 2rcD. t 可能为 4.8rc解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为 45，反射光路图如右图所示。根据全反射可知临界角 C45，再根据 n 1siC可知 n 2；光在透明柱体中运动路程为 L4r，运动时间为tL/V4nr/c，则 t4 2r/c，CD 均错。5.（09浙江18）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC的单色光从空气射向 E点，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB的夹角为o30， E、 F分别为边 AB、 C的中点，则（ AC ）A该棱镜的折射率为 3B光在 点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D
5、从 F点出射的光束与入射到 E点的光束平行解析：在 E 点作出法结线可知入射角为 60o ，折射角为 30o，折射率为 3；由光路的可逆性可知，在 BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式n介介，可知 C 对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到 E点的光束平行，故 D 错。36.（09山东37） （物理物理 3-）（2）一束单色光由左侧时的清水的薄壁圆柱比，图 2 为过轴线的截面图，调整入射角 ，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为 34， 的值。解析： （2）当光线在水面发生全放射时有 1sinC，当光线从左侧射入时，由折射定律有 sin(
6、)2C，联立这两式代入数据可得 7i3。考点：光的折射和全放射7.（09江苏物理12.B）（1）如图甲所示，强强乘电梯速度为 0.9c（ 为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为 0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 。（填写选项前的字母）（A）0.4c （B）0.5c （C）0.9c （D）1.0c（3）图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，水利方运动馆的景象呈现在半径 1rcm的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度 10lcm，若已知水的折射率为 43n，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的
7、水深 h，（结果保留两位有效数字）图 24答案：（1）D；（3）设照片圆形区域的实际半径为 R,运动员的实际长为 L折射定律sin90几何关系 lLrRh,2 得 rlLnh12取 m.，解得 )(.（ m6.21都算对）解析：（1）根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变。D 项正确。(3)根据题意能画出光路图，正确使用物象比解决本题的关键。设照片圆形区域的实际半径为 R,运动员的实际长为 L，光路如图：折射定律 sin90几何关系 lrh物 象 比,i2 得 rlLnh12取 m.，解得 )(.（本题为估算题，在取运动员实际长度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得 h值可以不同 6.
8、21均可）8.（09海南物理18.（1）如图，一透明半圆柱体折射率为 n，半径为 R、长为 L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。球该部分柱面的面积 S。5解析：半圆柱体的横截面如图所示， O为半径。设从 A 点入射的光线在 B 点处恰好满足全反射条件，由折射定律有sin1式中， 为全反射临界角。由几何关系得OB2SRL 代入题所给条件得 39.（09宁夏35.（2）一棱镜的截面为直角三角形 ABC，A=30 o，斜边 AB a。棱镜材料的折射率为 n= 。在此截面所在的平面内，一条光线以 45o的入射角从 AC 边的中点 M 射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原
9、来路返回的情况）。解析：设入射角为 i，折射角为 r，由折射定律得sinr由已知条件及式得 03如果入射光线在法线的右侧，光路图如图 1 所示。设出射点为 F，由几何关系可得8AFa即出射点在 AB 边上离 A 点 38a的位置。如果入射光线在法线的左侧，光路图如图 2 所示。设折射光线与 AB 的交点为 D。由几何关系可知，在 D 点的入射角06设全发射的临界角为 c，则1sinc 6由和已知条件得 045c因此，光在 D 点全反射。设此光线的出射点为 E，由几何关系得DEB= 09a2BAF0sin3ED联立式得 18Ba即出射点在 BC 边上离 B 点 18a的位置。10.（08全国21
10、）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角 射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为 1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为 t1和 t2，则在 从 0逐渐增大至 90的过程中 （ B ）A.t1始终大于 t2 B.t1始终小于 t2C.t1先大于后小于 t2 D.t1先小于后大于 t2解析：设折射角为 ，玻璃砖的厚度为 h，由折射定律 n= ，且 n= ，在玻璃砖sinsin cv中的时间为 t= ，联立解得 t2 ，红光频率较小， 为零时，hvcos n4n2- sin2t1 t2， 为 90时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入 为其
11、它特殊值，仍然有 t1 t2，故 B 对。11.(08全国15)一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是 （ D ）A.红光以 30的入射角入射B.红光以 45的入射角入射C.紫光以 30的入射角入射D.紫光以 45的入射角入射7O60ABCD解析：因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A、B 项错；设入射角为 i,折射角为 r,则侧移距离 ,可见对于同一种indx2s)co1(i色光,入射角越大,侧移距离越大,D 项正确。12.（08四川21）如图，一束
12、单色光射入一玻璃球体，入射角为 60。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为 ( C )A. B.1.5 C. D.223解析：如图，为光线在玻璃球内的光路图.A、C 为折射点，B 为反射点，作 OD 平行于入射光线，故 ，所以 ，玻璃的60CODA30OA折射率 .30sin613.（08重庆19）如图是一个 圆柱体棱镜的截面图，图中14E、F、G、H 将半径 OM 分成 5 等份，虚线 EE1、FF 1、 GG1、HH 1平行于半径ON,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率 n= ,若平行光束53垂直入射并覆盖 OM,则光线 (
13、 B )A.不能从圆孤 射出 B.只能从圆孤 射出C.能从圆孤 射出 D.能从圆孤 射出 解析：本题考查光的折射有关的知识，本题为中等难度题目。由该棱镜的折射率为 可知其临界角 C 满足： ,可求出 GG1右边的入射光线没有发生全反射，35n53n1si其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧 NG1射出。14.（08宁夏32）一半径为 R 的 1/4 球体放置在水平面上，球体由折射率为 的3透明材料制成。现有一束位于过球心 O 的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射8光线与桌面的距离为 。求出射角。2/3R解析：设入射光线与 1/
14、4 球体的交点为 C，连接 OC， OC 即为入射点的法线。因此，图中的角 为入射角。过 C 点作球体水平表面的垂线，垂足为 B。依题意， COB=。又由 OBC 知 sin= 32设光线在 C 点的折射角为 ，由折射定律得sin3由式得30由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角 (见图)为 30。由折射定律得sin13因此 ，解得 .si260本题考查几何光学知识，通过画光路图，根据折射定律，由几何关系列式求解。15.(08山东37）麦克斯韦在 1865 年发表的电磁场的动力学理论一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波。（1）一单色光波在折射率为 1.5 的介质中传
15、播，某时刻电场横波图象如图 1 所示.求该光波的频率。（2）图 2 表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于 CD 边的单色光入射到 AC 界面上，a、b 是其中的两条平行光线。光线 a 在玻璃砖中的光路已给出。画出光线 b 从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。9答案 见解析解析：(l）设光在介质中的传播速度为 v，波长为 .频率为 f，则f= vv= cn联立式得 f cn从波形图上读出波长 =410-7m，代人数据解得f =51014Hz （2）光路如图所示16.（08 广东物理14）（1）大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的 。（2）光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向 ，且入射角等于或大于 。答案 （1）速度 频率 （2）全反射 光疏介质 临界角
