光的折射和全反射高考真题_附带答案
光学专题(折射、反射、全反射、干涉、衍射、偏振等的综合应用)(解析版)25年高考物理一轮复习(新高考
光学专题（折射、反射、全反射、干涉、衍射、偏振等的综合应用）60分钟光学专题（折射、反射、全反射、干涉、衍射、偏振等的c cA．23,23【答案】A由于DE 为半径的一半，故a 光束的折射角sin sin a cv a b =解得：22a c v =同理，对于b 束，由几何知识可知，其入射角、折射角的大小分别为sin i c根据几何关系有：31tan 303DE AD R +=°=则有：()22313AE DE R==+31R +A ．33L 【答案】C【详解】由几何关系可知，光在得：30r =°A ．212x x D D B ．21x x D D 【答案】C【详解】根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，．肥皂膜上的条纹．劈尖上的条纹．泊松亮斑．牛顿环【答案】C【详解】选项ABD都是光在薄膜的两个表面的两个反射光干涉形成的；选项形成的“泊松亮斑”。
A．图甲为同一装置产生的双缝干涉图像，b光的频率大于a光B．图乙中立体电影原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样C．图丙中“水流导光”反映了光的衍射现象D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化A ．距离b 需满足的条件为33b a <光线在BC 上的入射点为M ，对称，可得：Q C l¢=由几何关系得：tan l a b a =--A ．“虹”对应光路图中1级光，色序表现为“内红外紫”B ．“霓”的产生和“虹”类似，但日光在水滴中反射两次，则对应光路图中表现为“内红外紫”，故B 正确；CD ．对同一束入射日光，产生光传播的路程为：4cos s R =A．水对a光的折射率比对b光的折射率要小B．在水中，b光的传播速度大于a光的传播速度C．A灯照亮水面的面积大于B灯照亮的面积D．将a和b光通过相同的双缝干涉装置、A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小A．若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的透镜是凹透镜B．若干涉圆环向边缘移动，则表示下面的透镜是凸透镜C．若干涉圆环向中心收缩，则表示下面的透镜是凹透镜A．P点有凹陷B．P点有凸起C．换用绿光照射，条纹间距变大D．抽去一张纸片，条纹间距变大A．图甲中3D眼镜利用光的偏振原理B．图乙利用单色光检查平面的平整度是利用光的衍射C．图丙救护车发出的声波产生多普勒效应，而电磁波不会产生多普勒效应D．图丁直接把墙壁多个条纹的距离当成相邻明条纹距离，计算光的波长结果会偏大【答案】AD【答案】（1）o 30；（2）【详解】设入射角为i ，由题意知，解得：o 30a q =，o 45b q =如图所示由几何关系得：90POB Ð=、b 两束光从棱镜中射出后二者的夹角（2）a 、b 两束光在棱镜中传播的速度分别为：由几何关系可知，a 、b 两束光在棱镜中传播的距离为2cos a a R q =，2cos b l R =(1)该棱镜的折射率n ；(2)该单色光在棱镜中传播的时间t （不考虑光在【答案】(1)3n =(2)52Lt c=根据几何关系可知，入射角做AC 界面法线交于BC 于D 点，光线在AB 界面交于PDC Ð可知PDQ V 为等边三角形，所以：30a =°因为最终出射光线与AC 平行，所以：60b =°根据几何关系可得：12211sin r C r h =+全反射临界角满足：11sin C n =甲灯泡发光区域的面积：211S r p =。
2024全国高考真题物理汇编：光的折射
2024全国高考真题物理汇编光的折射一、单选题1．（2024重庆高考真题）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。
容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm ，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。
调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h ，就能得到液体的折射率n 。
忽略气壁厚度，由该方案可知（）A ．若h =4cm ，则nB ．若h =6cm ，则�=43C ．若54n，则h =10cm D ．若32n ，则h =5cm二、实验题2．（2024安徽高考真题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．(1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。
（填正确答案标号）A ．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和aB ．在玻璃砖一侧插上大头针1P 、2P ，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使2P 把1P 挡住，这样就可以确定入射光线和入射点1O 。
在眼睛这一侧，插上大头针�3，使它把1P 、2P 都挡住，再插上大头针�4，使它把1P 、2P 、�3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点2O C ．实验时入射角1 应尽量小一些，以减小实验误差(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率（填“大”或“小”）(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。
保持相同的入射角1 ，测得折射角分别为2 、 323 ，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n 玻璃n介质（填“ ”或“ ”）。
此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
3．（2024北京高考真题）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i 和折射角r ，则此玻璃的折射率n =。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—光的折射和全反射的综合应用(附答案解析)
错误!错误!2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—光的折射和全反射的综合应用（附答案解析）1.(多选)(2023·湖南卷·7)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。
他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是()A．水的折射率为1sin 41°B．水的折射率为1sin 49°C．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°2.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。
已知真空中的光速为c，则()A．玻璃砖的折射率为1.5B．OP之间的距离为2 2RC．光在玻璃砖内的传播速度为3 3cD．光从玻璃到空气的临界角为30°3.(2023·广东江门市一模)如图所示为一个半径为R的半球形玻璃砖的剖面图，其中O为圆心，AB为直径，OO′为AB的垂线。
(1)一束细光线在OB的中点处垂直于AB从下方入射，光线从玻璃砖的上表面射出时与OO′的夹角为15°，则玻璃的折射率n的大小为__________；(2)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从上表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为________。
4.(2022·全国甲卷·34(2))如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。
在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。
第35讲 光的折射和全反射-2025年物理新高考备考习题
第35讲光的折射和全反射折射率及折射定律的应用1.(多选)由a、b两种单色光构成的复色可见光从水中斜射入空气中的光路图如图所示,关于a、b两种单色光,下列说法正确的是(AC)A.a光的频率小于b光的频率B.从同种介质中斜射入空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角C.在同种介质中传播时,a光的传播速度大于b光的传播速度D.在相同条件的双缝干涉实验中,a光的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距小[解析] 由光路图可知,b光的偏折程度大于a光的偏折程度,则b光的折射率大于a光的折射率,b光的频率大于a光的频率,选项A正确;根据sin C=1可知,从同种介质中斜射入空气发生n可知,在同种介质中传播时,a 全反射时,b光的临界角小于a光的临界角,选项B错误;根据n=cvλ可知,光的传播速度大于b光的传播速度,选项C正确;b光波长小于a光的波长,根据Δx=ld在相同条件的双缝干涉实验中,b光的相邻亮条纹间距比a光的相邻亮条纹间距小,选项D错误.光的全反射2.(多选)水下一点光源发出a、b两单色光,人在水面上方向下看,水面中心Ⅰ区域有a光、b 光射出,区域Ⅱ只有a光射出,如图所示.下列判断正确的是(AB)A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光的折射角小B.在真空中,a光的波长大于b光的波长C.水对a光的折射率大于对b光的折射率D.水下b光不能射到图中Ⅱ区域[解析] 根据题述可知,b 光发生全反射的临界角较小,由sin C =1n 可知,水对b 光的折射率较大,对a 光的折射率较小,a 、b 光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a 光的折射角小,A 正确,C 错误;由折射率随光的频率的增大而增大可知,a 光的频率较小,波长较长,B 正确;水下b 光能射到题图中Ⅱ区域,由于水下b 光在题图中Ⅱ区域发生了全反射,故Ⅱ区域只有a 光射出,D 错误. 3.如图是半径为R 的半圆形玻璃砖,一束单色光从A 点射入玻璃砖,在直径面上发生全反射,最终从B 点射出玻璃砖(B 点位置未标出),已知出射光与入射光之间互相垂直,真空中光速为c ,则 ( D )A .玻璃砖的折射率为√2B .光在玻璃砖内的速度为√32cC .光在玻璃砖中发生全反射的临界角为π3D .光在直径面上的全反射点P 与O 点的距离为√2R2[解析] 如图,在A 处发生折射,有sin60°sinr=n ,在P 处的入射角θ=15°+r ,入射光与出射光相互垂直,m 、l 两法线垂直,θ=45°,r =30°,n =√3,故A 错误;根据v =cn ,代入数据得v =√33c ,故B 错误;临界角的正弦值sin C =1n =√33,故C 错误;由图可知AQ ⊥QP ,所以AQ =QP =R sin 75°,QO =R cos75°,OP =QP -QO =R sin 75°-R cos 75°=√22R ,故D 正确.光的折射和全反射的综合应用4.如图甲所示的光学仪器,是被广泛用来进行图形翻转的“道威棱镜”示意图.棱镜的横截面OABC 是底角为45°的等腰梯形,高为a ,上底AB 边长为2a ,下底OC 边长为4a ,已知棱镜材料的折射率n =√2,真空中光速为c.(1)一束光线平行AB 从OA 边射入棱镜,如图乙所示,请论证OC 面是否有光线射出棱镜.(2)一束光线垂直于OC 边射入棱镜,如图丙所示,求该光线在棱镜中的传播时间t.[答案] (1)见解析 (2)4√2ac[解析] (1)根据n =sinisinr ,i =45°解得r =30° 所以α=75° 根据sin C =1n解得C =45°<α在OC 面发生全反射,没有光线射出棱镜 (2)光路图如图所示根据几何知识得,光在棱镜中通过的路程s =4a ,由n =cv 可得v =cn 故t =sv =4√2ac5.一块玻璃砖的横截面如图所示,以虚线为界,左边部分是半径为R =10 cm 的半圆,右边部分是一个等腰直角三角形.现有一束平行光垂直投射在整个直角边AC 上,已知这种玻璃的折射率n =53,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)这束光进入玻璃砖第一次投射到斜边AB 上时,能否发生折射穿出玻璃砖?并简述理由. (2)这束光经AB 边反射后,有一部分能从圆弧边射出,试求其在玻璃砖内传播的最短路程.[答案] (1)不能理由见解析(2)28 cm[解析] (1)设光在这种玻璃内发生全反射的临界角为C,由sin C=1n =35,有C=37°这束光投射到斜边AB上时,入射角为45°,大于临界角C,发生全反射而不能穿越AB边.(2)依题意,作出光路图如图所示任一条光线在虚线右边的路程均为x+y,由几何关系,有x+y=2R光线在虚线左边的路程s'=R cos αα为光线在圆弧边界上的入射角.在能够穿出圆弧边界的光线中,α的上限为37°所以s'min=R cos 37°=0.8R所以s min=x+y+s'min=2.8R=28 cm。
光的折射和全反射高考真题_附带答案
考点1 光的折射和全反射1.（09·全国卷Ⅰ·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 ）A ．24mB ．32mC ．40mD ．48m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Ⅱ·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5.11arcsin=θ,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 ，R ＝2r 。
高考真题解析：第1单元__光的折射、全反射
1．(2009年高考广东单科)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】 界面 传播速度2．一个大游泳池，池底是水平面，池中水深1.2 m ，有一直杆竖直立于池底，浸入水中部分BC 恰为杆长AC 的1/2.太阳光以与水平方向成37°角射在水面上，如右图所示，测得杆在池底的影长是2.5 m ．求水的折射率．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)【解析】 作出光路图如右图所示，由图可知：x ＝h cot 37°＝1.2×43m ＝1.6 m 因为x ＋x ′＝2.5 m ，所以x ′＝2.5 m －1.6 m ＝0.9 m又tan r ＝x ′h ＝34，所以r ＝37°，所以 n ＝sin i sin r ＝sin 53°sin 37°＝0.80.6≈1.33. 【答案】 1.333．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c ＝3.0×108 m/s)(1)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；(2)当入射角变为45°时，折射角变为多大？(3)当入射角增大或减小时折射率是否发生变化？请说明理由．【解析】 (1)由题意知，此时折射角为30°，折射率n ＝sin 60°sin 30°＝ 3 光在介质中的传播速度v ＝c n ＝3.0×1083m/s ＝1.7×108 m/s. (2)设此时折射角为γ2，则：sin γ2＝sin 45°n ＝sin 45°3＝66 即γ2＝arcsin 66. (3)折射率不会发生变化．因为折射率由介质和入射光的频率决定，而跟入射角的大小无关．【答案】 (1)3 1.7×108 m/s (2)arcsin 66(3)不会4．(2009年高考山东理综)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，右图为过轴线的截面图，调整入射角α，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射．已知水的折射率为43，求sin α的值． 【解析】 当光线在水面发生全反射时有sin C ＝1n当光线从左侧射入时，由折射定律有sin αsin ⎝⎛⎭⎫π2－C ＝n 联立这两式代入数据可得sin α＝73 【答案】 735. 如右图所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体．容器底部靠近器壁处有一竖直放置的 6.0 cm 长的线光源．靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源．开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分．将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端．再将线光源沿同一方向移动8.0 cm ，刚好可以看到其顶端．求此液体的折射率n.【解析】 若线光源底端在A 点时，望远镜内刚好可看到线光源的底端，则有：∠AOO ′＝α其中α为此液体到空气的全反射临界角．由折射定律得：sin α＝1n同理，线光源顶端在B 1点时，望远镜内刚好可看到线光源的顶端，则∠B 1OO ′＝α由图中几何关系得：sin α＝AB AB 1解得：n ＝ (AB 2)＋ (BB 21)AB由题给的条件可知AB ＝8.0 cm ，BB 1＝6.0 cm代入上式得n ＝1.25.【答案】 1.256．一台激光器，它的功率为P ，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ，(1)它在时间t 内辐射的光能为________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v ，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为________．(2)由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体．要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？【解析】 (1)激光器t 时间内发出的能W ＝Pt由n ＝c v ，sin C ＝1n，则 C ＝arcsin v c. (2)设激光束在光导纤维端面的入射角为i ，折射角为r ，折射光线射向侧面时的入射角为i ′，折射角为r ′，如上图所示．由折射定律：n ＝sin i sin r， 由几何关系：r ＋i ′＝90°，sin r ＝cos i ′.由全反射临界角的公式：sin i ′＝1n ，cos i ′＝1－1n2， 要保证从端面射入的任何光线都能发生全反射，应有i ＝r ′＝90°，sin r ′＝1.故 n ＝sin i sin r ＝sin i cos i ′＝11－1n 2， 解得n ＝2，故光导纤维的折射率应为n ≥ 2.【答案】 (1)Pt arcsin v c(2) 2 7．(2009年高考海南单科)如图，一透明半圆柱体折射率为n ＝2，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．求该部分柱面的面积S【解析】 半圆柱体的横截面如下图所示，OO ′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sin θ＝1n式中，θ为全反射临界角．由几何关系得∠O ′OB ＝θS ＝2RL ·∠O ′OB代入题所给条件得S ＝π3RL . 【答案】 π3RL8.右图所示，为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图，CD 为14圆周，圆心为O .光线从AB 面入射，入射角i＝60°，它射入棱镜后射在BC 面上的O 点并恰好不从BC 面射出．(1)画出光路图；(2)试求该棱镜的折射率n 和光线在棱镜中传播的速度大小v .(光在真空中的速度c ＝3.0×108 m/s)【解析】 (1)光路图如右图所示．(2)设光线在AB 面的折射角为r ，则n ＝sin isin r 由题意，光线在BC 面恰好发生全反射，sin c ＝1n由图r ＋c ＝90°联立以上各式得n ＝1.3(或72)又n ＝cv故v ＝2.3×108 m/s(或6 77×108 m/s)．【答案】 (1)见解析 (2)n ＝1.3(或 72)v ＝2.3×108 m/s(或6 77×108 m/s)。
《第4章 光的折射和全反射》试卷及答案_高中物理选择性必修 第一册_鲁科版_2024-2025学年
《第4章光的折射和全反射》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一束光线从空气射入水中时，下列说法正确的是：A、入射角等于折射角B、折射光线一定比入射光线偏离法线C、折射角大于入射角D、折射光线和入射光线分居法线两侧2、一束光线从水中射入空气时，下列说法正确的是：A、入射角大于折射角B、折射光线与入射光线在同一直线上C、折射光线一定偏离法线D、折射光线和入射光线分居法线两侧3、一束光线从空气（折射率为1.00）射入水（折射率为1.33），当入射角为45°时，折射角为多少度？A. 30°B. 40°C. 53.1°D. 78.7°4、当光从一种介质射入另一种介质时，如果反射光和折射光之间的夹角某一数值会等于90°，此时的入射角称为临界角。
当入射光的折射角为90°时，对应的入射角称为：A. 临界角B. 平行角C. 漫反射角D. 全反射角5、光从空气斜射入水中时（水和空气的折射率分别为n₁和n₂，且n₁ > n₂），下列关于折射现象的描述正确的是（）A. 折射光线与入射光线分居法线两侧B. 折射光线、入射光线和法线都在同一平面内C. 折射角小于入射角D. 折射光线、入射光线、法线都与光线方向相垂直6、一束单色光从水中斜射入空气时，下面的哪种情形会导致观察者看到光的路径出现一定的弯折？（）A. 增加入射水面的粗糙程度B. 提高观察者与入射水面的距离C. 小心调整观察者与法线的距离D. 旋转入射光线7、一束光线从空气射入水中，入射角为30°，已知水的折射率为1.33，则折射角最接近于：A. 22°B. 25°C. 30°D. 40°二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于光的折射现象的描述，正确的是：A、光从空气进入水中时，传播速度变慢，折射角大于入射角。
第十四章 第1讲 光的折射 全反射 高三新高考练习题及答案解析
第十四章 光 电磁波 相对论第1讲 光的折射 全反射一、非选择题1．(2021·广东卷，16(2))如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q 接收到光的强度变化而触发工作的。
光从挡风玻璃内侧P 点射向外侧M 点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P 点射向外侧N 点，刚好发生全反射并被Q 接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式。
[答案] sin αsin β[解析] 根据光的折射定律有n ＝sin βsin α， 根据光的全反射规律有sin θ＝1n， 联立解得sin θ＝sin αsin β。
2．(2021·重庆卷，16(2))将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。
某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R 的某种均匀透明材料的半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ 。
若只有PQ 上方高度h ＝32R 范围内的光束平行于PQ 射入后，能直接通过PQ 面进入导光管(不考虑集光球内表面的反射)，求该材料的折射率。
[答案]3[解析]由于不考虑集光球内表面的反射，所以最上面的一束光线射入集光球后，恰好由Q 点射出，光路图如图所示由几何关系可知sin θ＝h R ＝32① 解得θ＝60°②又因为光束平行PQ ，由几何关系可知，入射角θ1＝θ＝60°③折射角θ2＝θ2＝30°④ 根据折射定律可知，材料的折射率n ＝sin θ1sin θ2＝3。
⑤ 3．(2021·重庆市育才中学)某透明物体的横截面如图所示，其中ABC 为等腰直角三角形，AB 为直角边，长度为L, ADC 为一圆弧，其圆心在AC 边的中点。
此透明物体的折射率为n ＝2.0。
若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入该透明物体，求：(1)光线从ADC 圆弧射出的区域弧长s 。
(2)光线从ADC 圆弧射出，在透明物体中的最长时间t 。
高考物理光的反射与折射练习题及答案
高考物理光的反射与折射练习题及答案1. 题目：光的反射题目描述：小明用一束激光束照射到光滑的玻璃板上，发现光线发生了什么变化？答案：光线在玻璃板上发生了反射。
2. 题目：平面镜的光线追踪题目描述：如图所示，光线从物体A射入平面镜M，经平面镜反射后到达屏幕上的物体F。
求物体F的位置。
答案：根据光线的反射定律可知，入射角等于出射角，物体F的位置与物体A的位置关于镜面对称。
3. 题目：光的折射题目描述：当光线由空气经某一介质A射入到介质B中时，发生了什么现象？答案：光线发生了折射，即改变了传播方向及传播速度。
4. 题目：折射定律的应用题目描述：光线由空气以一定角度射入水中，求光线的折射角。
答案：根据折射定律，空气中光线的入射角和水中光线的折射角满足正弦定律，即sin(入射角)/sin(折射角) = n（水的折射率）/n（空气的折射率）。
5. 题目：浸没法测定物体的折射率题目描述：用浸没法测定透明均匀介质的折射率，原理是什么？答案：浸没法是利用折射现象测定透明均匀介质的折射率。
根据折射定律，当平行光线从一种介质射入到另一种介质时，光线发生折射，折射角与入射角之间的关系可由折射率来表达。
6. 题目：全反射的条件题目描述：什么情况下会发生全反射现象？答案：当光线由折射率较大的介质射入折射率较小的介质且入射角大于临界角时，会发生全反射现象。
7. 题目：折射率与光速的关系题目描述：折射率与光速之间有什么关系？答案：折射率与光速呈反比关系，介质的折射率越大，光在介质中传播的速度越慢。
8. 题目：透镜的成像原理题目描述：用透镜成像原理解释人眼的视觉现象。
答案：人眼通过眼角膜、晶状体等透明介质将光线聚焦到视网膜上，形成倒立、缩小的实像，再通过神经传递到大脑，实现了视觉。
总结：本文通过题目形式给出了对于高考物理中光的反射与折射的练习题及答案。
通过解答这些练习题，我们可以加深对光的反射与折射规律的理解。
掌握这些规律对于理解光的传播、成像等现象具有重要意义。
2020年高考物理 母题题源系列 专题16 光的折射、全反射(含解析)
专题16 光的折射、全反射【母题来源一】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅰ卷）【母题原题】如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。
距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。
已知水的折射率为43。
（1）求桅杆到P点的水平距离；（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。
【答案】（1）7 m （2）5.5m【解析】（1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x 2；桅杆高度为h1，P点处水深为h2：激光束在水中与竖直方向的夹角为θ。
由几何关系有1 1tan53xh=︒①2 2tanx hθ=②由折射定律有sin53°=nsinθ③设桅杆到P点的水平距离为x，则x=x1+x2④联立①②③④式并代入题给数据得x=7 m⑤（2）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为i '，由折射定律有 sin i '=nsin45°⑥设船向左行驶的距离为x'，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x'1，到P 点的水平距离为x'2，则12x x x x '''+=+⑦ 11tan x i h ''=⑧ 22tan 45x h '=︒⑨ 联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x'=623m=5.5m -（）⑩【母题来源二】2020年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅲ卷） 【母题原题】如图，直角三角形ABC 为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°。
一束光线平行于底边BC 射到AB 边上并进入棱镜，然后垂直于AC 边射出。
光的折射和全反射 - 答案
答案：BD 1 10．如图是一个 圆柱体棱镜的截面图，图中 E、F、G、H 将半 4 径 OM 分成 5 等份，虚线 EE1、FF1、 GG1、HH1 平行于半径 ON，ON 5 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 3 束垂直入射并覆盖 OM，则光线( ) A. 不能从圆弧 射出 B. 只能从圆弧 射出
光的折射和全反射
1．甲在岸上，乙潜入清澈的水中，二人互相对看，甲、乙看到对方的头部位置是( ) A．都比实际位置高 B．都比实际位置低 C．甲看乙低，乙看甲高(与实际位置比较) D．甲看乙高，乙看甲低(与实际位置比较) 解析 根据折射定律可知，他们看到的都比实际位置高． 答案 A 2．单色光在真空中的传播速度是 c，波长为 λ0，在水中的传播速度是 v，波长为 λ，水 对这种单色光的折射率为 n.当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为 θ1，折射角为 θ2， 下列说法中正确的是( ) c c A．v＝ ，λ＝λ0v n sinθ2 B．λ0＝nλ，v＝c sinθ1 v C．v＝cn，λ＝λ0 c λ sinθ1 D．λ0＝ ，v＝c n sinθ2 1 解析 光从真空进入另一种介质时，频率和周期不变，速度将变为原来的 ，所以波长 n v 1 c sinθ2 也将变为原来的 ，即 λ＝λ0 ，λ0＝nλ，v＝ ＝c ，选项 B 正确． n c n sinθ1 答案 B 3.甲、乙两束单色光同时射到两种介质的分界面 MN 上， 由于发生折射而合为一束，如下图所示(反射光未画出)，则下 列判断正确的是( ) A．甲光频率比乙光频率大 B．相同条件下，甲光比乙光容易发生衍射 C．对同种介质，甲光的折射率比乙光的折射率大 D．在同种介质中甲光光速比乙光光速小 解析 由折射情况示意图可以看出，介质对乙单色光的折射率更大，由此可知，乙单色 光频率较高，波长较短，在同种介质中光速较小，所以，选项 B 正确． 答案 B 4．如图①所示，在平静的水面下有一个点光源 S，它发出的两种不同颜色的 a 光和 b 光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为一圆形的由 ab 两种单色光所 构成的复色光区域，周边为一环状区域．且为 a 光的颜色(见图②)．则以下说法中正确的是 ( )
2024年高考真题分类汇编：光的折射和全反射(解析版)
2023-2024两年高考物理分类解析光的折射和全反射2024高考题（2024年高考广东卷）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以0角从"V面射入某长方体透明均匀介质。
折射光束在7VP面发生全反射。
反射光射向PQ面。
若。
逐渐增大。
两束光在7VP面上的全反射现象会先后消失。
已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。
下列说法正确的A.在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B.0逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C.0逐渐增大时，入射光可能"V面发生全反射D.。
逐渐减小时，两束光在"V面折射的折射角逐渐增大【参考答案】B【名师解析】由于红光的频率比绿光小，根据频率小折射率小，可知红光的折射率小于绿光。
在面，入射光的入射角相同，根据折射定律，n=旦业，可知绿光在面的折射角较小，根据几何关系可知，绿光sma比红光更靠近P点，A错误;根据发生全反射的临界角公式sin1/n,可知红光发生全反射临界角较大。
逐渐增大时，红光的全反射现象先消失，3正确；在"V面，光是从光疏介质到光密介质，无论入射角多大，在"V面，都不可能发生全反射，。
错误;根据折射定律产生条件，n=旦业，可知入射角。
逐渐减小sma时，两束光在"V面折射的折射角逐渐增小，D错误。
2（2024高考江苏卷）现有一光线以相同的入射角们打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示（用V%），已知折射率随浓度增大而变大。
则（）A.甲折射率大B.甲浓度小C.甲中光线的传播速度大D.甲临界角大【答案】A【解析】入射角相同，由于根据折射定律可知n甲>71乙,故甲浓度大;根据©=£，可知光线在甲中的传播速n度较小，由sinC=—可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。
故选A。
n0（2024高考甘肃卷）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光q从空气沿半径方向入射到圆心O,当0=30°时,反射光b和折射光c刚好垂直。
2025年高考物理总复习专题39 光的折射和全反射(附答案解析)
第1页（共11页）2025年高考物理总复习专题39光的折射和全反射
模型归纳
1．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制特点
平行玻璃砖
三棱镜圆柱体（球）结构玻璃砖上下表面是平行
的
横截面为三角形的三棱镜横截面是圆
对
光
的作用通过平行玻璃砖的光线
不改变传播方向，
但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应
用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播
方向改变光的传播方向
2．全反射棱镜改变光路的几种情况
入射方式
项目
方式一方式二方式三
光路图
入射面
AB AC AB 全反射面
AC AB 、BC AC 光线方向改变角度90°180°0°(发生侧移)。
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—光的折射全反射 附答案解析
2025年⾼考⼈教版物理⼀轮复习专题训练—光的折射、全反射（附答案解析）1．由两种不同单⾊光组成的⼀束复⾊光，沿图⽰⽅向从空⽓射向圆柱形玻璃砖，经过玻璃砖两次折射后射出，可能的光路是( )2．(2023·江苏卷·5)地球表⾯附近空⽓的折射率随⾼度降低⽽增⼤，太阳光斜射向地⾯的过程中会发⽣弯曲。
下列光路图中能描述该现象的是( )3．(2023·⼭东济南市⼀模)如图甲所⽰，⼀细束⽩光通过某种特殊材料制成的三棱镜发⽣⾊散。
图⼄是其光路平⾯图，已知三棱镜的截⾯为等边三⾓形，⽩光由M点⼊射，⼊射⾓α＝60°，其中红光对应的该材料的折射率为n＝，则红光通过三棱镜后的出射光线与M点⼊射光线的夹⾓为( )A．30° B．45° C．60° D．75°4．(多选)如图所⽰，⼀束光由空⽓斜射到透明介质球上的A点，⼊射⾓为i，则( )A．当i⾜够⼤时，在A点将发⽣全反射B．当i⾜够⼤时，光从球内向外射出时将发⽣全反射C．⽆论i多⼤，在A点都不会发⽣全反射D．⽆论i多⼤，光从球内向外射出时，都不会发⽣全反射5.(2023·湖南省联考)唐代诗⼈韩愈的《原道》⾥“坐井⽽观天，⽈天⼩者，⾮天⼩也。
”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。
若井深8 m、圆形井⼝半径为0.5 m的井中被灌满⽔，⽔的折射率n＝，如图处在井底正中央A处的青蛙沿其正上⽅上浮，想要把井外景物全部尽收眼底，所处位置与井⼝⽔⾯的竖直距离最远为( )A. mB. mC. m D．5 m6.如图为⼀⽤透明材料做成的中⼼是空腔的球，其中空⼼部分半径与球的半径之⽐为1∶2，当有红光、绿光、紫光组成的细光束以i＝45°的⼊射⾓射⼊球中，其中b光线为绿光，其折射光线刚好与内壁相切，则下列说法正确的是( )A．a光线是红光B．增⼤⼊射⾓i，b光线在空腔外表⾯可能发⽣全反射C．该透明材料对绿光的折射率为D．c光线在该透明材料中传播速度最⼩7.(2023·湖北省华中师⼤⼀模)在第⼗四届中国航展上空，歼－20穿云破雾、呈现出“七彩祥云”的壮观景象。
2024届高考物理微专题：光的折射 全反射
第十四章光微专题86光的折射全反射1．掌握光的折射和全反射的三个公式：(1)n ＝sin θ1sin θ2；(2)n ＝c v；(3)sin C ＝1n .2.分析方法：准确作出光路图；充分运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形等知识．1.(2023·湖南省九校联考)如图所示为半圆形玻璃砖，O 为圆心，AB 是水平直径，C 为AO 中点，一束单色光斜射到C 点，逐渐改变入射方向，当入射光与AB 面夹角为θ时，折射光线从圆弧的最高点D 点射出，则玻璃砖对该单色光的折射率为()A.3cos θB ．2cos θC.5cos θ D.6cos θ答案C解析光路图如图所示，设单色光从C 点入射后的折射角为r ，由几何关系可知sin r ＝R2R 2＋R 24＝15，根据折射定律可得n ＝sin 90°－θsin r＝5cos θ，故选C.2.(2023·重庆市巴蜀中学月考)图示为用玻璃做成的一块棱镜的截面图，其中ABOD 是矩形，OCD 是半径为R 的四分之一圆弧，圆心为O .一条光线从AB 面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后恰好在BC 面上的O 点发生全反射，光路图如图所示，则棱镜对该光线的折射率()A.62B.3C.2D.72答案A解析光线在BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C ，有sin C ＝1n，光线在AB 界面上发生折射，由几何关系得折射角θ2＝90°－C ，由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2，联立以上各式，代入数据解得n ＝62，故选A.3.(2023·山西省太原师范学院附中月考)图示为光导纤维(可简化为长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L ，折射率为n ＝2，真空中光速为c ，AB 代表端面．一束单色光从玻璃丝的AB端面以入射角θ入射，若光能传播到另一端面，则入射角需要满足条件()A ．入射角θ<45°，若θ＝45°光在光导纤维中传播时间为2LcB ．入射角θ<45°，若θ＝45°光在光导纤维中传播时间为2L cC ．入射角θ<90°，若θ＝45°光在光导纤维中传播时间为26L 3c D ．入射角θ<90°，若θ＝45°光在光导纤维中传播时间为23L 3c答案C解析光路图如图所示，设以图中入射角入射时刚好能在光导纤维内壁发生全反射，则由折射定律n ＝sin θsin r ，n ＝1sin π2－r，解得θ＝90°，所以入射角必须满足θ<90°，当入射角为45°时，即θ＝45°时，解得sin r ＝sin θn ＝12，所以r ＝30°，则光在光导纤维中传播时间为t ＝Lcos r v ＝L v cos r ，而光在光导纤维中传播的速度为v ＝c n ，解得t ＝263cL ，故选C.4.(多选)如图所示，直角三角形ABC 为一棱镜的横截面，∠B ＝90°，∠C ＝53°，M 点为AB 边的中点．复色光k 由a 、b 两种单色光混合而成，k 由M 点平行于底边BC 射入棱镜．仅有a 光从AC 上的N 点射出，在BC 下侧P 点(图中未画出)检测到b 光．取sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.则()A ．该棱镜对b 光的折射率为53B ．在BC 边下方射出的b 光的右侧，可检测到a 光C ．若k 光经M 点斜向下入射，则a 光可能在界面AC 上发生全反射D ．由M 点至N 点，a 光所用的时间小于b 光所用的时间答案BCD解析由题知b 光在AC 上发生了全反射，恰好发生全反射时AC 右侧无b 光射出，此时有n 0＝1sin i ，由几何关系可知i ＝37°，得出n 0＝53，故棱镜对b 光的折射率大于或等于53，故A 错误；k 光在AC 上发生反射，如图，因b 光发生全反射时a 光没有发生全反射，所以a 光的折射率小于b 光，两光以相同的入射角射到界面BC 上同一点，折射后a 光在b 光的右侧，故B 正确；若k 光经M 点斜向下入射，当a 光射到AC 上入射角大于或等于其临界角时，将发生全反射，故C 正确；由n ＝cv 可知，在棱镜中a 光的速度大于b 光，故由M 至N 的过程中，a光的传播时间小于b 光，故D 正确．5.(2023·广东省清中、河中、北中、惠中联考)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则()A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的小B ．A 光在该玻璃砖中传播速度比B 光的大C ．当α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D ．当β<θ<π2时，光屏上只有1个光斑答案D解析由题意可知当θ＝α时，A 光在MN 发生全反射，当θ＝β时B 光在MN 发生全反射，则可知A 光的临界角小于B 光的临界角，根据sin C ＝1n 可知，玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大，故A 错误；由n ＝cv 可知，A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的小，故B 错误；当α<θ<β时，此时A 光已经发生全反射，故在NP 区域有一个光斑，同时B 光从MN 下方折射出来，射到NQ 上，则在光屏上应有2个光斑，故C 错误；当β<θ<π2时，A 、B 两束光都发生全反射，故在光屏上只有1个光斑，故D 正确．6.如图，垂钓者位于平静清澈湖面岸边的A 点，他的眼睛距离A 点的高度为0.9m ，水面上的浮标B 离A 点的距离为0.9m ，发光鱼饵C 位于浮标正前方1.8m 处水面上D 点的正下方，此时垂钓者发现发光鱼饵刚好被浮标挡住，已知水的折射率n ＝ 2.(1)求此时发光鱼饵在水中的深度；(2)发光鱼饵缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵发出的光恰好不能从水面上A 、B 间射出．答案(1)3.12m(2)1.8m解析(1)设发光鱼饵在水中的深度为h 1，人眼的位置为P ，发光鱼饵发出的光线射向B 点的入射角为α，经水面射向P 点的折射角为β，光路图如图所示有tan β＝AB AP＝1则n ＝sin βsin α由几何关系得h 1＝BD tan α联立解得h 1＝935m ≈3.12m (2)设当鱼饵离水面h 2时，鱼饵发出的光线射向B 点时恰好发生全发射，此时鱼饵发出的光不能从水面上A 、B 间射出，有n ＝1sin C ，h 2＝BDtan C 联立解得h 2＝1.8m.7.(2023·广西柳州市模拟)如图所示为一折射率n ＝2、边长为d 的正方体玻璃砖的横截面，一入射光线以45°入射角从EH 的中点M 射入玻璃砖，经过HG 面反射后，光线从FG 的N 点(图中未画出)射出，求：(1)判断是否有光线从底面HG 面射出，并说明理由；(2)若真空中的光速为c ，求光线从M 到N 的传播时间．答案(1)没有光线从HG 面折射射出，理由见解析(2)26d3c解析(1)光路图如图所示入射角i ＝45°由折射定律n ＝sin isin r＝2折射角r ＝30°，sin C ＝1n解得C ＝45°在HG 面，入射角α＝60°>45°则发生全反射，所以没有光线从HG 面折射射出；(2)光线从M 到N 的传播距离s ＝MO ＋ON 光线从M 到N 的传播时间t ＝sv由几何关系MO ＝d2sin r ＝dON ＝d －d2tan αcos r＝(233－1)d该入射光在玻璃中的速度大小v ＝c n ，联立解得t ＝26d3c.。
高考回归复习—光学选择之光的折射和全反射 含答案
高考回归复习—光学选择之光的折射和全反射1．如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入，已知棱镜的折射率η=，AB=BC=8cm，OA=2cm，∠OAB=60°．则下列说法正确的是（）A．光线第一次入射到AB界面上时，既有反射又有折射B．光线第一次从棱镜折射进入空气，应发生在CD界面C．第一次的出射点距C cmD．光线第一次射出棱镜时，折射角为45°2．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θ∠30°∠E∠F分别为边AB∠BC的中点，则()AB．光在F点发生全反射C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行3．如图所示，两块半径均为R的半圆形玻璃砖正对放置，折射率均为n；沿竖直方向的两条直径BC、B′C′相互平行，一束单色光正对圆心O从A点射入左侧半圆形玻璃砖，知∠AOB=60°。
若不考虑光在各个界面的二次反射，下列说法正确的是（）A．减小∠AOB，光线可能在BC面发生全反射B．BC、B′C′间距大小与光线能否从右半圆形玻璃砖右侧射出无关C．如果BC、B′C′，光线不能从右半圆形玻璃砖右侧射出D．如果BC、B′C′间距等于，光线穿过两个半圆形玻璃砖的总偏折角为15°34．一细光束以与界面成30°的角从空气照射到某种介质与空气的分界面上，折射光线与反射光线恰好垂直。
下列判断正确的是（）ABcC．光在该介质中的传播速度为2D．使光束以60°入射角从介质照射到分界面上，不会有折射光线射出E.使光束以30°入射角从介质照射到分界面上，折射光线与反射光线垂直5．光纤是现代通信普遍使用的信息传递媒介，现有一根圆柱形光纤，光信号从光纤一端的中心进入，并且沿任意方向进入的光信号都能传递到另一端。
2024届全国高考复习物理历年好题专项(光的折射、全反射)练习(附答案)
2024届全国高考复习物理历年好题专项（光的折射、全反射）练习1.光导纤维内芯材料的折射率为n1，外套的折射率为n2，一束光信号由内芯射向外套，要此界面发生全反射，必须满足的条件是（ ）A．n1>n2，α大于某一值B．n1<n2，α大于某一值C．n1>n2，α小于某一值D．n1<n2，α小于某一值2.[2023ꞏ河南郑州模拟]（多选）透明圆柱形玻璃杯中装有适量食用油和水，食用油浮于水之上．现将一根筷子竖直插入到玻璃杯左侧中，如图所示，则（ ）A．光从水进入食用油中，频率变大B．光从食用油进入水中时可能会发生全反射C．光在食用油中的传播速度小于在水中的传播速度D．筷子从玻璃杯右侧竖直插入，筷子在食用油中的像向中轴线方向偏移3.[2023ꞏ山东潍坊二模]如图甲所示，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，实际上它不是彩虹，而是日晕，专业名称叫“环天顶弧”，是由薄而均匀的卷云里面大量扁平的六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，因为大量六角片状冰晶的随机旋转而形成“环天顶弧”．光线从冰晶的上底面进入，经折射从侧面射出，当太阳高度角α增大到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见．简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（ ）A.光线从空气进入冰晶后传播速度变大B．红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度小C．若太阳高度角α等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为23 3D．若太阳高度角α等于30°时恰好发生全反射，可求得冰晶的折射率为7 24.[2023ꞏ山东淄博一模]如图所示，一透明半圆柱体折射率为n＝2，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，有光线从部分柱面射出．则该部分柱面的面积为（ ）A．πRL3B．πRL6C．2πRL3D．πRL25.[2023ꞏ上海嘉定区二模]自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光照反射回去．某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角三棱镜（折射率n＞ 2 ）组成，棱镜的横截面如图所示．一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（ ）A．平行于AC边的光线①B．平行于入射光线的光线②C．平行于CB边的光线③D．平行于AB边的光线④6.[2023ꞏ湖北武汉汉阳区5月模拟]（多选）如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC边的夹角为30°.光在真空中的速度为c，则（ ）A．玻璃的折射率为 3B．玻璃的折射率为 2C．光在三棱镜中的传播路程0.5LD．光在三棱镜中的传播时间为3L7.[2022ꞏ浙江1月]如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的．当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则（ ）A．光束b顺时针旋转角度小于ΔθB．光束c逆时针旋转角度小于ΔθC．光束d顺时针旋转角度大于ΔθD．光束b、c之间的夹角减小了2Δθ8.[2023ꞏ山东莱州一中5月模拟]光导纤维可简化为长玻璃丝，只有几微米到一百微米，由于很细，一定程度上可以弯折．如图所示将一半径为r的圆柱形光导纤维，做成外半径为R的半圆形，一细光束由空气中从纤维的左端面圆心O1点射入，入射角α＝53°，已知光导纤维对该光的折射率为43，sin 53°＝0.8，sin 37°＝0.6.要使从左端面射入的光能够不损失的传送到半圆形光导纤维的另一端，外半径R需满足的条件为（ ）A．R≥4r B．R≥16rC．R≤16r D．R≤4r[答题区]题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案9.[2023ꞏ广东汕头三模]在天宫课堂第二课“光学水球”实验中，王亚平老师在水球中注入少量气体，在水球内会形成一个气泡．在另一侧，我们可以观察到王老师一正一反两个像，如图（甲）所示．这是因为有一部分光线会进入水球中的气泡，形成了正立的人像，而另一部分无法进入气泡的光线，形成了倒立的人像．为了方便研究，我们简化为如图（乙）所示．已知：水球半径为R1，气泡半径为R2，两球为同心球．有两束平行光射入水球，其中a光沿半径方向射入，b光恰好在气泡表面发生全反射，水的折射率为n.求：ab两束平行光之间的距离x为多少？10.[2022ꞏ全国乙卷，节选]一细束单色光在三棱镜ABC 的侧面AC 上以大角度由D 点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i ，经折射后射至AB 边的E 点，如图所示．逐渐减小i ，E 点向B 点移动，当sin i ＝16 时，恰好没有光线从AB 边射出棱镜，且DE ＝DA.求棱镜的折射率．11.[2022ꞏ全国甲卷，节选]如图，边长为a 的正方形ABCD 为一棱镜的横截面，M 为AB 边的中点．在截面所在平面内，一光线自M 点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC 边的N 点恰好发生全反射，反射光线从CD 边的P 点射出棱镜．求棱镜的折射率以及P 、C 两点之间的距离．[2022ꞏ河北卷]如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心．球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ＝30°.光在真空中的传播速度为c.求：（1）玻璃的折射率；（2）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间．参考答案1．答案：C答案解析：光在内芯和外层的界面上发生全反射，则内芯的折射率n 1大于外层的折射率n 2，由于入射角要大于或等于临界角，所以α应小于某一值，故C 正确．2．答案：BC答案解析：光在不同介质中传播时，频率不变，A 错误；由偏折情况可知，光在食用油中的折射率大于光在水中的折射率，所以光从食用油进入水中时可能会发生全反射，B 正确；根据v ＝cn 可知，光在食用油中的传播速率小于在水中的传播速度，C 正确；若筷子从玻璃杯右侧竖直插入，则根据对称性可知，筷子在食用油中的像向杯子边缘方向偏移，D 错误．3．答案：D答案解析：光在空气中的传播速度比固体中的传播速度快，A 错误；红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据v ＝cn 可知红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，B 错误；如图所示由几何关系得∠1＝60°，由折射定律得n ＝sin ∠1sin ∠2，由全反射的临界条件得sin ∠3＝1n ，又sin 2∠3＋sin 2∠2＝1，联立解得n ＝7，C 错误，D 正确．4．答案：A答案解析：半圆柱体的横截面如图所示，OO ′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，入射角恰好等于临界角C ，则由折射定律得n ＝1sin C ＝2，得C ＝30°，由几何关系得∠O ′OB ＝C ，则有光线从柱面射出的柱面面积S ＝2C ꞏR ꞏL ＝π3 RL ，A 正确．5．答案：B答案解析：由题意可知，折射率n >2 ，根据sin C ＝1n ，可得临界角C 小于45°.由题图可得，光从空气射入棱镜，因入射角为0°，所以折射光线不偏折．当光从棱镜射向空气时，入射角等于45°，发生全反射．根据几何关系，光路是可逆的可知，出射光线是②，B 正确．6．答案：ACD答案解析：光射入三棱镜的光路图如图所示，i 1＝90°－30°＝60°，由折射定律得n ＝sin i 1sin r 1 ①，光在BC 边折射时，由折射定律有1n ＝sin i 2sin r 2 ②，由题意知r 2＝90°－30°＝60°，则i 2＝r 1 ③，联立①②③解得r 1＝i 2＝30°，n ＝3 ，A 正确，B 错误；由几何知识知，从AB 边上射入的光在三棱镜中的传播路程s ＝0.5L ，C 正确；光在三棱镜中传播的速度v ＝c n ＝33 c ，光在三棱镜中的传播时间t ＝s v ＝3L2c ，D 正确．7．答案：B答案解析：光束a 入射到半圆形玻璃砖表面(直径)时，产生反射光束b 和折射光束c ，同时折射光束c 在半圆形玻璃砖圆弧表面产生反射，一部分光线原路返回，并在直径界面处再次发生反射产生光束d (还有少部分沿光线a 的路径反向发射出去).当光束a 逆时针转过小角度Δθ时，根据反射定律，光束b 顺时针旋转角度等于Δθ，选项A 错误；入射光线与折射光线的方向遵循折射定律，由于n ＝sin αsin β >1，故入射角α比折射角β变化快，因此光束c 逆时针旋转角度小于Δθ，选项B 正确；光束d 是光束c 反射后形成的，因此该光束会顺时针旋转一小于Δθ的角度，选项C 错误；根据以上分析，光束b 顺时针旋转、c 逆时针旋转，因此两者之间的夹角减小，减小的角度小于2Δθ，选项D 错误．8．答案：B答案解析：光路如图所示，由于入射角α＝53°，已知光导纤维对该光的折射率为43 ，由n ＝sin αsin β 得β＝37°；设在光导纤维中发生全反射的临界角为C ，若光不损失应满足γ≥C ，即sin γ≥sin C ＝1n ，如图所示，由正弦定理可得sin γR －r＝sin （90°＋β）R ，解得R ≥16r ，B 正确． 9．答案：R 2答案解析：b 光的部分光路如图所示．在M 点，根据折射定律有n ＝sin isin r 因b 光在N 点发生全反射，有sin C ＝1n在三角形OMN 中，根据正弦定理有sin r R 2 ＝sin （π－C ）R 1 ab 平行光之间的距离x ＝R 1sin i 解得x ＝R 2 10．答案：32答案解析：光路图如图所示由折射定律得：n ＝sin isin α 恰好发生全反射时：n ＝1sin θ由几何关系：α＝π2 －(π－2β)，θ＝π2 －β 联立解得：n ＝32 11．答案：723－12 a答案解析：设光线在M 点的折射角为θ，由折射定律有n ＝sin 60°sin θ由几何关系可知光线在N 点的入射角为90°－θ，由于光线在N 点恰好发生全反射，可知临界角θ0＝90°－θ又n ＝1sin θ0解得n ＝7 ，tan θ＝3由图中几何关系有a 2tan θ ＋PCtan θ ＝a 解得PC ＝3－12 a12．答案：(1)n ＝3 (2)t ＝46Rc答案解析：(1)根据题意将光路图补充完整，如图所示根据几何关系可知i1＝θ＝30°，i2＝60°根据折射定律有n sin i1＝sin i2解得n＝3(2)设全反射的临界角为C，则sin C＝1n＝3光在玻璃球内的传播速度有v＝c n根据几何关系可知当θ＝45°时，即光路为圆的内接正方形，从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间最短，则正方形的边长x＝2R则最短时间为t＝4xv＝46Rc。
专题10光的折射全反射(原卷版)
专题十光的折射、全反射重难点01 光的折射1．对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝c n.(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向例速为8310m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为___________m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是___________s≤t<___________s(不考虑反射)。
针对训练 1.(2021·湖南卷)我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。
身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。
此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。
现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。
(i)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？(ii)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？例2.(2021·全国乙卷)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。
光的折射与全反射(有答案)
第3课时 光的折射 全反射折射定律与折射率的理解和应用1、如图所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面．(1)当入射角θ1＝45°时，求反射光线与折射光线间的夹角θ. (2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°？答案 (1)105° (2)arctan 2解析 (1)设折射角为θ2，由折射定律sin θ1sin θ2＝n 得sin θ2＝sin θ1n＝sin 45°2＝12，所以，θ2＝30°. 因为θ1′＝θ1＝45°，所以θ＝180°－45°－30°＝105°.(2)因为θ1′＋θ2＝90°，所以，sin θ2＝sin (90°－θ1′)＝cos θ1′＝cos θ1 由折射定律得tan θ1＝2，θ1＝arctan 2. 2、已知介质对某单色光的临界角为θ，则( )A ．该介质对此单色光的折射率等于1sin θB ．此单色光在该介质中的传播速度等于c ·sin θ(c 为真空中的光速)C ．此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin θ倍D ．此单色光在该介质中的频率是真空中的1sin θ答案 ABC解析 介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n ＝1sin θ，A 项正确；此单色光在介质中的传播速度和波长分别为v ＝c n ＝c sin θ，B 正确；λ＝v ν＝c ·sin θc /λ0＝λ0sin θ，所以λ∶λ0＝sin θ∶1，故C 项正确；而光的频率是由光源决定的，与介质无关，故D 项错误． 3、如图所示是一种折射率n ＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN 的方向射到棱镜的AB 界面上，入射角的正弦值为sin i ＝0.75.求： (1)光在棱镜中传播的速率；(2)通过计算说明此束光线射出棱镜后的方向并画出光路图(不考虑返回到AB 面上的光线)． 答案 见解析解析 (1)由n ＝c v 得v ＝cn＝2×108 m/s(2)设光线进入棱镜后的折射角为r ，由sin i sin r ＝n ，得sin r ＝sin in ＝0.5，r ＝30°，光线射到BC 界面时的入射角i 1＝90°－45°＝45°由于sin 45°>1n ，所以光线在BC 边发生全反射，光线沿DE 方向射出棱镜后的方向与AC边垂直，光路图如图所示．4、 如图所示，ABCD 为一直角梯形棱镜的截面，∠C ＝60°，P 为垂直于直线BC 的光屏，现用一宽度等于AB 边的单色平行光束垂直射向AB 面，经棱镜折射后在屏P 上形成宽度等于23AB 的一条光带，求棱镜的折射率．解析 光路图如图所示，根据题意有 θ1＝θ2＝30°，FC ＝23AB则EF ＝13AB根据几何关系有DE ＝CE tan 30°＝AB tan 30°＝33AB 在△DEF 中，tan θ3＝EF DE＝33，解得θ3＝30° 由折射定律可得n ＝sin (θ2＋θ3)sin θ1，解得n ＝ 3答案35、如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ ，OP ＝OQ ＝R ，一束单色光垂直OP 面射入玻璃体，在OP 面上的入射点为A ，OA ＝R2，此单色光通过玻璃体后沿BD 方向射出，且与x 轴交于D 点，OD ＝3R ，求该玻璃的折射率．答案3解析 作光路图如图所示．在PQ 面上的入射角 sin θ1＝OA OB ＝12，θ1＝30° 由几何关系可得θ2＝60° 折射率n ＝sin θ2sin θ1＝ 36、如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD 为半径为R 的四分之一的圆周，圆心为O ，光线从AB 面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC 面上的O 点． (1)画出光线由AB 面进入棱镜且从CD 弧面射出的光路图； (2)求该棱镜的折射率n ；(3)求光线在该棱镜中传播的速度大小v (已知光在空气中的传播速度c ＝3.0×108 m/s)． 解析 (1)光路图如图所示．(2)光线在BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C sin C ＝1n ，cos C ＝n 2－1n.光线在AB 界面上发生折射，折射角θ2＝90°－C ，由几何关系得sin θ2＝cos C ， 由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2由以上几式联立解得n ＝62(3)光速v ＝cn ＝6×108 m/s答案 (1)见解析图 (2)62(3)6×108 m/s7、为测量一块等腰直角三棱镜ABD 的折射率，用一束激光沿平行于BD 边的方向射向直角边AB 边，如图8所示．激光束进入棱镜后射到另一直角边AD 边时，刚好能发生全反射．该棱镜的折射率为多少？图8答案62解析 作出法线如图所示n ＝sin 45°sin r ，n ＝1sin C ，C ＋r ＝90°即sin 45°cos C ＝1sin C解得tan C ＝2，sin C ＝63，n ＝62. 8、如图所示，MNPQ 是一块截面为正方形的玻璃砖，正方形的边长为30 cm ，有一束很强的细光束AB 射到玻璃砖的MQ 面上，入射点为B ，该光束从B 点进入玻璃砖后再经QP 面反射沿DC 方向射出．其中B 为MQ 的中点，∠ABM ＝30°，PD ＝7.5 cm ，∠CDN ＝30°.试在原图上准确画出该光束在玻璃砖内的光路图，并求出该玻璃砖的折射率．解析 找出B 点关于界面QP 的对称点E ，连接ED 交QP 于F 点，即光束在F 点发生反射，所以其光路图如图所示． 由几何关系得DE ＝302＋(15＋7.5)2 cm ＝37.5 cm sin θ2＝DP ＋QEDE＝0.6 由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2＝1.44.答案 见解析图 1.44对全反射的考查9、 如图是透明圆柱介质的横截面，C 、D 为圆上两点．一束单色光沿BC 方向入射，从D点射出．已知∠COD ＝90°，∠BCO ＝120°.(1)求介质的折射率； (2)改变∠BCO 的大小，能否在介质的内表面发生全反射？答案 (1)62(2)不能解析 (1)作出光路图如图，由几何关系知α＝60°，β＝45°；折射率n ＝sin αsin β＝62.(2)由光路可逆可知，光不可能在介质内表面发生全反射．10、(2009·浙江理综·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θ＝30°， E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则 ( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行 答案 AC解析 由几何关系可得入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，由n ＝sin θ1sin θ2＝3，A 对；由sinC ＝1n ，临界角C >30°，故在F 点不发生全反射，B 错；由n ＝c v ＝λ0λ知光进入棱镜波长变小，C 对；F 点出射的光束与BC 边的夹角为30°，与入射光线不平行，D 错；故选A 、 C.11、 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C.233，不能发生全反射D.233，能发生全反射答案 A解析 画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示．由图可知，介质的折射率n ＝sin 60°sin 30°＝3；因为sin 30°＝12<33＝1n＝sin 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． 12、如图所示，直角三角形ABC 为一三棱镜的横截面，∠A ＝30°.一束单色光从空气射向BC 上的E 点，并偏折到AB 上的F 点，光线EF 平行于底边AC .已知入射光与BC 边的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F 点能否发生全反射． 答案 能解析 由几何关系知，光线在BC 界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30° 根据折射定律得n ＝sin θ1sin θ2＝sin 60°sin 30°＝ 3由几何关系知，光线在AB 界面的入射角为θ3＝60°而棱镜对空气的临界角C 的正弦值sin C ＝1n ＝33<sin θ3，则光线在AB 界面的入射角θ3>C ，所以光线在F 点能发生全反射．。
高考物理：光的折射——全反射(解析版)
易错点34 光的折射 全反射易错总结一、反射定律和折射定律1.光的传播方向：当光从一种介质垂直进入另一种介质时，传播方向不变；斜射时，传播方向改变.2.光的传播速度：光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化. 当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但光传播的速度发生变化.3.光的折射中入射角与折射角的大小关系：当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角.4.反射定律和折射定律应用的步骤 (1)根据题意画出光路图.(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、反射角、折射角均是光线与法线的夹角.(3)利用反射定律、折射定律及几何规律列方程求解. 二、折射率 1.对折射率的理解 (1)折射率n ＝sin θ1sin θ2，θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角.(2)折射率n 是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度没有必然联系. 2.折射率与光速的关系：n ＝cv(1)光在介质中的传播速度v 跟介质的折射率n 有关，由于光在真空中的传播速度c 大于光在任何其他介质中的传播速度v ，所以任何介质的折射率n 都大于1. (2)某种介质的折射率越大，光在该介质中的传播速度越小. 三、全反射 1.全反射现象 (1)全反射的条件：①光由光密介质射入光疏介质. ②入射角大于或等于临界角.(2)全反射遵循的规律：①发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律.②全反射的临界角C 和折射率n 的关系：sin C ＝1n.(3)从能量角度来理解全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大.同时折射光线强度减弱，能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光线的能量.2.不同色光的临界角：由于不同颜色(频率不同)的光在同一介质中的折射率不同.频率越大的光，折射率也越大，所以不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小，越易发生全反射.四、全反射棱镜改变光路的几种情况入射方式项目方式一方式二方式三光路图入射面 AB AC AB 全反射面 AC AB 、BC AC 光线方向改变角度90°180°0°(发生侧移)【易错跟踪训练】易错类型：对物理概念理解不透彻1．（2021·山东高三月考）物理郝老师在课堂上做了一个演示实验：让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖（玻璃较厚）折射分成两束单色光a 、b ，下列说法正确的是（ ）A ．若增大入射角i ，则b 光可能先消失B ．进行双缝干涉实验，在其他条件相同的情况下，a 光条纹间距大于b 光条纹间距C ．在玻璃砖中，a 光的波长比b 光的波长长D ．a 光的频率比b 光的频率大 【答案】D 【详解】A ．由于光线射到玻璃砖下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，a 、b 两种单色光在下界面上不可能发生全反射，A 错误。
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考点1 光的折射和全反射1.（09·全国卷Ⅰ·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 ）A ．24mB ．32mC ．40mD ．48m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Ⅱ·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5.11arcsin=θ,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 ，R ＝2r 。
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 （ AB ）A. n 可能为3B. n 可能为2C. t 可能为22r c D. 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C ≤45°，再根据n ＝1sin C可知n ≥2；光在透明柱体中运动路程为L ＝4r ，运动时间为t ＝L/V ＝4nr/c ，则t ≥42r/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o 30=θ，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则（ AC ）A ．该棱镜的折射率为3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．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空气介λλ=，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。
6.（09·山东·37） （物理——物理3-４）（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α，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，α的值。
解析： （2）当光线在水面发生全放射时有1sin C n =，当光线从左侧射入时，由折射定律有sin sin()2n C απ=-，联立这两式代入数据可得7sin 3α=。
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 （c 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11r cm =的圆型范围内，水面上的运动员手到脚的长度10l cm =，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水深h ，（结果保留两位有效数字）α图2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︒=sin90nsin α几何关系lL r R h R R =+=,sin 22α 得r lL n h ·12-=取m L 2.2=，解得)(1.2m h =（m 6.2~6.1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 ︒=sin90nsin α 几何关系 lL r R h R R =+=物象比,sin 22α 得r lLn h ·12-=取m L 2.2=，解得)(1.2m h =（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m 6.2~6.1均可）8.（09·海南物理·18.（1））如图，一透明半圆柱体折射率为2n =，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 。
解析：半圆柱体的横截面如图所示，'OO 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sin 1n θ=式中，θ为全反射临界角。
由几何关系得'OO B θ∠ ②2'S RL O OB =•∠ ③代入题所给条件得3S RL π=④9.（09·宁夏·35.（2））一棱镜的截面为直角三角形ABC ，∠A=30o，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sin sin in r= ① 由已知条件及①式得030r = ②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38AF a = ③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060θ= ④设全发射的临界角为c θ，则1sin c nθ=⑤ 由⑤和已知条件得045c θ= ⑥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=090a 2BD AF =- ⑦0sin 30BE BD = ⑧联立③⑦⑧式得18BE a = ⑨即出射点在BC 边上离B 点18a 的位置。
10.（08·全国Ⅰ·21）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θ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t 1和t 2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中 （ B ）A.t 1始终大于t 2B.t 1始终小于t 2C.t 1先大于后小于t 2D.t 1先小于后大于t 2 解析：设折射角为α，玻璃砖的厚度为h ，由折射定律n =sinθsinα ，且n =cv，在玻璃砖中的时间为t =h v cosα ，联立解得t 2∝n 4n 2- sin 2θ，红光频率较小，θ为零时，t 1＜t 2，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其它特殊值，仍然有t 1＜t 2，故B 对。
11.(08·全国Ⅱ·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O 60° AB CDC.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45°的入射角入射解析：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in i i d x 22sin )cos 1(sin --=∆,可见对于同一种色光,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.2B.1.5C.3D.2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︒=∠=∠60COD AOD ，所以︒=∠30OAB ，玻璃的折射率330sin 60sin =︒︒=n . 13.（08·重庆·19）如图是一个14圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、 GG 1、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 =53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线 ( 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35=n 可知其临界角C 满足：53n 1sinC ==,可求出GG 1右边的入射光线没有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。
所以光线只能从圆弧NG 1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3的透明材料制成。
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。
已知入射光线与桌面的距离为2/3R 。
求出射角。