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 。
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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。