1、1、如图所示，将等腰直角棱镜截去棱角，使截面平行于底面，制成“道威棱镜” ，可以减小棱镜的重量和杂散的内部反射。从 M 点发出一束平行于底边 CD 的单色光从 AC 边射入，已知折射角 30，则( )A. 光在玻璃中的频率比空气中的频率大B. 玻璃的折射率C. 光在玻璃中的传播速度为 108 m/sD. CD 边不会有光线射出2、用 a、b、c、d 表示四种单色光，若a、b 从同种玻璃射向空气，a 的临界角小于 b 的临界角；用 b、c 和 d 在相同条件下分别做双缝干涉实验，c 的条纹间距最大用 b、d 照射某金属表面，只有 b 能使其发射电子则可推断a、b、c、d 可能分别是（
2、;）A紫光、蓝光、红光、橙光 B蓝光、紫光、红光、橙光C紫光、蓝光、橙光、红光 D紫光、橙光、红光、蓝光3、如图所示，两束平行的红光和紫光相距为 d，斜射到玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下面射出的（ ）A两条出射光线仍平行，但距离大于 dB两条出射光线仍平行，但距离小于 dC两条出射光线仍平行，距离仍为 dD两条出射光线不再平行4、 a、 b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心 O 射向空气，其光路如图所示。下列说法正确的是( )A. 由玻璃射向空气发生全反射时玻璃对 a 光的临界角较大B. 玻璃对 a 光的折射率较大C. a 光在玻璃中传播的波长较短D. b 光的光子能量较
3、大E. b 光在该玻璃中传播的速度较小5、如图所示， abc 是截面为等腰直角三角形的棱镜，一束白光垂直入射到 ac 面上，无色光射出 ab 面。保持光线入射点 O 的位置不变，改变光线的入射方向（不考虑自 bc 面反射的光线） ，则( )A. 使入射光在纸面内逆时针逐渐偏转，不可能有色光射出 ab 面B. 使入射光在纸面内顺时针逐渐偏转，可能有色光射出 ab 面，且先射出的是紫光C. 使入射光在纸面内顺时针逐渐偏转，可能有色光射出 ab 面，且先射出的是红光D. 使入射光在纸面内顺时针逐渐偏转，某种色光从 ac 面传播到 ab 面的时间变长E. 使入射光在纸面内逆时
4、针逐渐偏转，某种色光从 ac 面传播到 ab 面的时间变长6、如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后，上下边缘分别为 a、b 可见尔色光，则( )Aa 为紫光，b 为红光B玻璃对 a 光的折射率比 b 光的大Ca 光在玻璃中的传播速度大于 b 光在玻璃中的传播速度Da、b 两束光通过同一单缝衍射装置形成的中央宽条纹，a 光的宽Ea、b 两束光通过同一双缝衍射装置形成的干涉宽条纹，相邻条纹间距 a 光的较大7、如图所示为半圆形的玻璃砖，C 为 AB 的中点a、b 两束不同频率的单色可见细光束垂直 AB 边从空气射入玻璃砖，且两束光在 AB 面上入射点到 C 点的距离相等，
5、两束光折射后相交于图中的 P 点，以下判断正确的是（ ）A在真空中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度B若 a、b 两束光从同一介质射入真空过程中，a 光发生全反射的临界角大于 b 光发生全反射的临界角C在真空中，a 光的波长大于 b 光的波长Da 光通过玻璃砖的时间大于 b 光通过玻璃砖的时间8、如图为半圆柱形玻璃砖的横截面，其圆心为 O、半径为 R， MN 为横截面的直径。一束与 MN 成 45的平行光束射到玻璃砖的的上表面，经折射后，有部分光能从半圆（弧）上射出。已知玻璃的折射率为 ，不考虑二次反射，求：（1）光发生全反射的临界角；（2）半圆弧上有光射出的范围对应的圆心角
6、。9、如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的 圆柱体横截面（O 为圆心）折射率为今有一束平行光以 45的入射角射向柱体的 OA 平面，这些光线中有一部分不能从柱体的 AB 面上射出，设凡射到 OB 面的光线全部被吸收，也不考虑 OA 面的反射，求圆柱 AB 面上能射出光线的部分占 AB 表面的几分之几？10、一半径为 R=10cm 的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如下图所示图中 O 为圆心，MN 为竖直方向的直径有一束细光线自 O 点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖右侧射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与 O 点的距离为 h=6cm 时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好
7、消失已知光在真空中的传播速度为 c=3108m/s，则（1）此玻璃的折射率为多少（2）若 h=5 cm，求光在玻璃砖中传播的时间。11、如图所示，三棱镜的横截面 ABC 为直角三角形， A=90， B=30，边长LAC=20cm，棱镜材料的折射率为 一束平行于底边 BC 的单色光从 AB 边上的中点O 射入此棱镜，已知真空中光速为 3.0108m/s求：(1)通过计算判断光束能否从 BC 边射出；(2)该光束从 O 射到 BC 边所用的时间12、如图所示，直角三棱镜 ABC 的斜边 AB 长为 L，C=90，A=（未知） ，一束单色光从斜边上某点（非中点）垂直入射到棱镜中，已知棱镜折射率为 n
8、=2，单色光在真空中的传播速度为 c，（i）求 在什么范围内，入射光能够经过两次全反射又从斜边射出；（ii）若 =45，该单色光从斜边某处垂直入射到棱镜中，通过棱镜后出射光与入射光的距离为 4L，求此单色光通过三棱镜的时间。13、如图所示，一玻璃砖的截面为直角三角形 ABC，其中A60，AB9 cm.现有两细束平行且相同的单色光 a、b，分别从 AC 边上的 D 点、E 点以 45角入射，且均能从 AB 边上的 F 点射出，已知 ADAF3 cm.求：()玻璃砖的折射率；()D、E 两点之间的距离14、如图丙所示，ABNM 为一透明柱体的横截面，AB 和 MN 为两段以 O 为圆心的同心 圆弧
9、，AB 圆弧所在圆的半径为 R，现有一单色光垂直水平端面并从 AM14上的 D 点射入透明柱体，经过一次全反射后恰好从 B 点射出，出射光线与水平方向成 60角且反向延长线恰好与 MN 相切，已知光在真空中的传播速度为 c，求：透明柱体的折射率；光在透明柱体中的传播时间；MN 圆弧所在圆的半径15、半径为 R 的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示，O 为圆心，光线 I 沿半径方向从？点射入玻璃砖后，恰好在 O 点发生全反射，另一条光线 II 平行于光线 I 从最高点b 射入玻璃砖后，在底边 MN 上的 d 点射出，若测得 ODR/4，则该玻璃砖的折射率为多少？（可以使用根式）16、如图所示，AOB
10、是截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角 ，今有一细束单色光在横截面内从 OA 边上的点 E 沿垂直 OA 的方向射入玻璃砖，光线直接到达 AB 面且恰好未从 AB 面射出。已知 ， ，试求：玻璃砖的折射率 n；光线第一次从 OB 射出时折射角的正弦值。17、一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面 AOB 镀银， O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从 M 点入射，经过 AB 面反射后从 N 点射出。已知光线在 M 点的入射角为 30 ， ， .求:(1)光线在 M 点的折射角;(2)透明物体的折射率。18、玻璃三棱镜 ABC,一光线以 45的入射角射到侧面 AB 上，光路如图所示，折射光
11、线与 AB 面的夹角为 600。若三棱镜的另一侧面 AC 上折射光线恰好消失。求：（i）玻璃棱镜的临界角；（ii）玻璃棱镜的顶角A19、在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为 d在 AB 面上方有一单色点光源 S，从 S 发出的光线 SP 以 60入射角从 AB 面中点射入，当它从侧面 AD 射出时，出射光线偏离入射光线 SP 的偏向角为 30，若光从光源 S到 AB 面上 P 点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等，求点光源 S 到 P 点的距离20、半径为 R 的半圆形玻璃砖，横截面如图所示，圆心为 O。两条平行单色红光垂直直径 MN 射入玻璃砖，光线 l 正对圆心 O
12、 入射，光线 2 的入射点为B，AOB=60。已知该玻璃砖对红光的折射率 3n。求：(i)两条光线经玻璃砖折射后的交点与 O 点的距离 d；(ii)若入射光由单色红光改为单色蓝光，其它条件不变，则距离 d 将如何变化?参考答案1、答案：D折射不改变光的频率，频率相同，A 错误；根据折射定律： ，B错误；根据 可得光在玻璃中的传播速度为 ，C 错误；光路图如图所示，由几何关系知 ，根据全反射定律，得 C=45， ，故在 CD 面发生全反射，没有光线射出，D 正确2、答案：A【考点】双缝干涉的条纹间距与波长的关系；光的折射定律；光电效应【分析】要判定四种光的频率大小关系，需要一一进行比较：从同一介
13、质射向空气折射率越大临界角越小，频率越大；根据双缝干涉图样的条纹间距X= 可知条纹间距越大波长越长，频率越小；根据光电效应方程可知对于同一种金属来说，入射光的频率越大越容易发生光电效应【解答】解：根据临界角 C、折射率 n= ，由a 的临界角小于 b 的临界角，可知nan b，根据色散规律可知 a 的频率大于 b 即 a b；根据双缝干涉条纹间距X= ，由c 的条纹间距最大可知 b、c 和 d 中 c 的波长最长，故 c 的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由可知 b 和 d 中 b 的频率较大即 b d，综合上述可知 a、b、c、d 的频率从大到
14、小依次为 abdc，故 A 正确故选 A只有真正灵活掌握了所有的基础知识才能顺利解决这类难度不大但综合性很强的题目3、答案：B【考点】 光的折射定律【分析】光线通过平行玻璃砖时，要发生两次折射由于玻璃砖上下两个表面平行，上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性，分析出射光线与入射光线的关系红光的折射率小于紫光的折射率，通过平行玻璃砖后红光的侧向位移小于紫光的侧向位移，即可判断 d 的变化【解答】解：光线通过平行玻璃砖时，要发生两次折射，由于玻璃砖上下两个表面平行，上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性可知，下表面的折射角等于上表面的入射角，由几何知识可知，出射光线必定和入
15、射光线平行，所以两条出射光线也平行由于紫光的折射率大于红光的折射率，紫光偏折的比红光明显，所以两束光线之间的距离将小于 d故 B 正确，ACD 错误故选：B4、答案：ADE试题分析：根据光路图，抓住 b 光发生全反射，a 光未发生全反射，比较出临界角的大小，根据 得出折射率的大小，从而得出频率的大小、波长大小，光子能量大小根据 比较光在玻璃中传播速度的大小由光路图可知，a、b 光入射角相同，在分界面上 a 光发生反射及折射，而 b 光发生全反射，可知 b 光的临界角小于 a 光的临界角，根据 ，知 a 光的折射率小于 b光折射率，故 A 正确 B 错误；折射率越大，频率越大，波长越小，故 b
16、光的波长小，C错误；b 光的折射率大，知 b 光的频率大，根据 知，b 光的光子能量大，故 D 正确；b 光折射率大，根据 知，b 光在玻璃中的传播速度小，故 E 正确5、答案：ACEA、根据题意可知：当入射角等于 45时会发生全反射，若入射光逆时针旋转，入射到ab 面上的光线的入射角大于 45，所以肯定会发生全反射，不会有光从 ab 边射出，A正确；B、C、根据题意可知：当入射角等于 45时会发生全反射，垂直射入 ac 面的白光在ab 面已发生全反射，当入射光顺时针转动时，入射角逐渐小于 450七种色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，由临界角公式 得知，红光的临界角最大，紫光的临界角
17、最小，所以红光最先小于临界角，不发生全反射，而产生折射，则红光先射出，B 错误；C 正确；D、当入射光顺时针转动时，入射角逐渐小于 450，随着入射角增大，光线在棱镜中传播的路程逐渐减小，光从 ac 面传播到 ab 面的时间变短，D 错误；E、入射光在纸面内逆时针逐渐偏转，随着入射角增大，折射角增大，光线在棱镜中传播的路程增大，光从 ac 面传播到 ab 面的时间变长，E 正确； 故选 ACE。6、答案：CDE根据光的偏折程度可知，a 光的折射率最小，b 光的折射率最大，则 a 光的波长最长，b 光波长最短，因此 a 为红光，b 为紫光。故 A 错误。由上可知，则玻璃对 a 光的折射率比 b
18、光的小。故 B 错误。a 光的折射率最小，由公式 v=c/n 分析得知，光在玻璃三棱镜中传播时 a 光速度大于 b 光在玻璃中的传播速度，故 C 正确。因 a 光的波长最长，b光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则 a 光形成的干涉条纹的间距最宽，故 D 正确。两束光通过同一双缝衍射装置形成的干涉宽条纹，因 a 光较长，则相邻条纹间距 a 光的较大。故 E 正确。故选 CDE。名师点评：本题光的色散现象，对于色散研究得到的七种色光排列顺序、折射率大小等等要记牢，同时，要记住折射率与波长、频率、临界角的关系，这些都是考试的热点7、答案：BC【考点】光的折射定律【分析】两束光折射后相交于图中
19、的 P 点，可知玻璃砖对 b 束光的偏折角大于对 a 束光的偏折角，说明玻璃砖对 b 束光的折射率大于对 a 束光的折射率，b 光的频率高，波长短，由 v= 得到光在玻璃砖中的速度关系，判断出时间关系由临界角 C 的正弦sinC= 分析临界角大小【解答】解：A、所有色光在真空传播速度相同，都为 c故 A 错误B、由题图分析可知，玻璃砖对 b 束光的折射率大于对 a 束光的折射率，由 sinC= 分析得知，a 光发生全反射的临界角大于 b 光发生全反射的临界角故 B 正确C、b 光的折射率大，频率高，由 c=f 得知，在真空中，a 光的波长大于 b 光的波长故 C 正确D、由 v= 得知，a 光
20、在玻璃砖中的速度大，a 在玻璃中通过的路程还短，所以 a 光通过玻璃砖的时间短故 D 错误故选：BC本题考查对不同色光特性的理解能力和掌握程度对于七种色光各个量的比较是高考中常见的基本题型，可根据光的色散、干涉的结果，结合折射定律和临界角公式理解记忆8、答案：（1） （2）（1）由折射定律：得： C=45（2）由折射定律：对于从 ON 间入射的光线，设从 F 点入射的光线经折射后在 C 点恰好发生全反射，则：所以故能从半圆弧上出射的光束应在 AC 之间。设其对应的圆心角为 ，则：9、答案：圆柱 AB 面上能射出光线的部分占 AB 表面的 【考点】光的折射
21、定律【分析】画出光路图，当光线在 AB 弧面上发生全反射时，就没有光线从 AB 弧面射出，根据临界角确定出光线在 AB 弧面上恰好发生全反射时的入射点，由几何知识求解圆柱AB 面上能射出光线的面积占 AB 表面积的几分之几【解答】解：从 O 点射入的光线，折射角为 r，根据折射定律有： 解得 r=30 从某位置 P 点入射的光线，折射到 AB 弧面上 Q 点时，入射角恰等于临界角 C，有：代入数据得：C=45 PQO 中=18090Cr=15所以能射出的光线区域对应的圆心角 =90r=45能射出光线的部分占 AB 面的比例为 答：圆柱 AB
22、面上能射出光线的部分占 AB 表面的 正确地画出光路图是解决本题问题的关键，是折射定律和几何知识的结合应用10、答案：（1） ；（2） s；【分析】（1）从玻璃砖射出的光线刚好消失，说明此时光线恰好在 MN 圆弧面上发生了全反射，作出光路图，根据临界角公式 和几何关系求解 （2）先分析光在玻璃砖是否会发生全反射，再根据 和 求解运动的时间。【详解】 （1）根据题意可知，当入射光线与 O 点的距离为 h 时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在 MN 圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图根据几何知识得：又 ,联立得： （2）因 ，解得： ，故光发生全反射光在玻璃砖中传播距离为 光
23、在玻璃砖中的传播速度为则运动的时间为解得名师点评：解决本题关键：一是会根据题目意思画出光路图，二是要掌握全反射的条件和临界角公式，并结合几何知识求解11、答案：（1）不能；（2）1.0 10 9 s ；(1)由折射定律 ，解得 r 30由临界角公式 ，得 C60光线达 BC 边时，入射角 60C，将发生全反射，所以光线不能从 BC 边射出；(2)在棱镜中的传播速度由几何关系BDOCDE30，L AC20 cm，则光在介质中的路程 LODL OB cm所用时间 t 1.0 10 9 s名师点评：先由几何知识求出光线在 AB 面上的入射角，根据折射定律求出折射角，确定出光线在 AC 面上的入射角，
24、比较与临界角的大小关系，确定是否发生全反射；由折射定律求出光在三棱镜中传播速度，由几何知识求出在介质中传播的路程 s，由 t=s/v求出光在棱镜中传播的时间12、答案：（i） 306（ii） 2sLtvc（i）光的传播方向如图所示，欲使入射光在左侧直角边发生全反射，须满足 1sin，解得 30又在光进行至右侧直角边时，入射角为 90-，欲使入射光在该边发生全反射，须满足 1sin9，解得 60，所以 的范围为 306（ii）当 =45时，由几何关系可知光在三棱镜中通过的距离 s=L光在棱镜中的传播速度 vn则单色光通过三棱镜的时间 2sLtc 13、答案：（i） ， （ii）12cm.试题分析
25、：（i）由题意画出光路图，由数学知识求出入射光 a 经 AC 边的折射角，再由折射定律求玻璃砖的折射率 （ii）根据 求出全反射临界角 C，可知光线在 BC边上发生了全反射，由几何知识求出 D、E 两点之间的距离（i）作出的光路图如图所示由于 AD=AF， ，则入射光 a 经 AC 边的折射角为：玻璃砖的折射率为：（ii）设光在玻璃砖中发生全反射的临界角为 C则有：解得： 由图可知，b 光经 AC 边折射后，在 BC 边上的入射角为 ，大于临界角 C所以此光线在 G 点发生了全反射由几何知识可知，四边形 DEGF 是平行四边形，由于 ，AF=3cm则有：且 ，又 FG=DE联立解得
26、：DE=12cm名师点评：对于几何光学的解题关键，就是要结合题意作出光路图，并且灵活运用几何知识帮助解决物理问题同时还要掌握光的折射定律、全反射条件等光学基础知识14、答案：由题意可画出如图所示的光路图，由图知DCOOCBCBODCOOCBCBO180所以CBO60所以由折射率定义知透明柱体的折射率为 n由几何关系知 DCR/2 ， BCR光在透明柱体中的传播速度为 v c所以光在透明柱体中的传播时间为 t由几何关系知，法线 OC 一定经过出射光线的反向延长线与弧 MN 的切点MN 圆弧所在圆的半径 rR/2.15、答案： 2.03设光线 II 的入射角和折射角分别为 i 和 r，在？bOd
27、中，bd 由折射定律有 n 即 sini n又因为光线 I 与光线 II 平行，且在 O 点恰好发生全反射，有：sini 所以 ，从而得到：n= 2.03名师点评：本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解16、答案： 试题分析：因 ，由数学知识知光线在 AB 面的入射角等于 37光线恰好未从 AB 面射出，所以 AB 面入射角等于临界角，则临界角为：C=37由 得：据几何知识得：=76，则 OB 面入射角为：=1802C=30设光线第一次从 OB 射出的折射角为 ，
28、由 得：考点：光的折射定律；全反射. 17、答案：(1) (2)如图，透明物体内部的光路为折线 MPN，Q、M 点相对于底面 EF 对称，Q、P 和 N 三点共线设在 M 点处，光的入射角为 i，折射角为 r， ， 根据题意有 =30 0由几何关系得， ，于是 且 由式得 r=150（2）根据折射率公式有 由式得 名师点评：本题主要考查光的折射和反射以及光的折射定律，关键是能画出光路图，结合几何关系解答；本题对数学几何能力的要求较高，要加强训练，提高运用数学知识处理物理问题的能力119、答案：点光源 S 到
29、P 点的距离为 d【考点】光的折射定律；折射率及其测定【分析】正确画出光路图，根据几何关系和折射定律，结合条件：光从光源 S 到 AB 面上 P 点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等，列方程求解即可【解答】解：光路图如图所示，由折射定律知，光线在 AB 面上折射时有：n=在 BC 面上出射时有：n=由几何关系有：+=90=（60）+（）=30联立以上各式并代入数据解得：=45，=60解得：n=光在棱镜中通过的距离为 s= =设点光源 S 到 P 点的距离为 L，有：L=ct解得：L= d答：点光源 S 到 P 点的距离为 d解答本题的关键是正确画出光路图，依据几何关系和相关物理知识进行求解20、答案：（i）两条光线经玻璃砖折射后的交点与 O 点的距离 d 为 ；（ii）若入射光由单色红光改为单色蓝光，其它条件不变，则距离 d 将减小（i）光路如图所示，可知 1=60，在OCD 中，可得 d=OD=OCtan30= （ii）由于单色蓝光比单色红光波长小，折射率 n 大，所以 OC 偏折更明显，d 将减小答：（i）两条光线经玻璃砖折射后的交点与 O 点的距离 d 为 ；（ii）若入射光由单色红光改为单色蓝光，其它条件不变，则距离 d 将减小