新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升講義A光的折射、全反射 基礎(chǔ)版（含解析）

光的折射、全反射考點一光的折射1.折射定律(1)內(nèi)容：如圖1所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比.圖1(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12為比例常數(shù)).2.折射率(1)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(2)計算公式：n＝eq\f(c,v)，因為v<c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.技巧點撥1.對折射率的理解(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān).①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越小.②同一種光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同.2.光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射.3.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制特點平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是平行的橫截面為三角形的三棱鏡橫截面是圓對光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過圓心的直線，光線經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改變光的傳播方向改變光的傳播方向例題精練1.如圖2所示，ACDB為圓柱型玻璃的橫截面，AB為其直徑.現(xiàn)有兩單色光組成的復(fù)合光沿EA方向射向玻璃，其折射光線分別沿AC、AD方向，光從A到C的時間為tAC，從A到D的時間為tAD.則()圖2A.tAC＝tAD B.tAC＜tADC.tAC＞tAD D.無法確定答案B解析由于AD光折射角小于AC光的折射角，故AD光的折射率大于AC光的折射率，由v＝eq\f(c,n)可知，AD光在玻璃中的傳播速度較小，AB為直徑，故AD＞AC，所以tAC＜tAD，故B正確.2.如圖3，一艘帆船靜止在湖面上，帆船的豎直桅桿頂端高出水面3m.距水面4m的湖底P點發(fā)出的激光束，從水面出射后恰好照射到桅桿頂端，該出射光束與豎直方向的夾角為53°(取sin53°＝0.8).已知水的折射率為eq\f(4,3).圖3(1)求桅桿到P點的水平距離；(2)船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時，從水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離.答案(1)7m(2)5.5m解析(1)設(shè)光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為x1，到P點的水平距離為x2；桅桿距水面的高度為h1，P點處水深為h2；激光束在水中與豎直方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系有eq\f(x1,h1)＝tan53°①eq\f(x2,h2)＝tanθ②由折射定律有：sin53°＝nsinθ③設(shè)桅桿到P點的水平距離為x，則x＝x1＋x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得：x＝7m⑤(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，從水面出射的方向與豎直方向夾角為i′，由折射定律有：sini′＝nsin45°⑥設(shè)船向左行駛的距離為x′，此時光束從水面射出的點到桅桿的水平距離為x1′，到P點的水平距離為x2′，則：x1′＋x2′＝x′＋x⑦eq\f(x1′,h1)＝tani′⑧eq\f(x2′,h2)＝tan45°⑨聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入題給數(shù)據(jù)得：x′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(6\r(2)－3))m≈5.5m考點二全反射1.光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)折射率大小光速小大相對性若n甲＞n乙，則甲相對乙是光密介質(zhì)若n甲＜n乙，則甲相對乙是光疏介質(zhì)2.全反射(1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射光線消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象.(2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).②入射角大于或等于臨界角.(3)臨界角：折射角等于90°時的入射角.若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝eq\f(1,n).介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小.3.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖4).圖4技巧點撥分析綜合問題的基本思路(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì).(2)判斷入射角是否大于或等于臨界角，明確是否發(fā)生全反射現(xiàn)象.(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問題.(4)折射率n是討論折射和全反射問題的重要物理量，是聯(lián)系各物理量的橋梁，應(yīng)熟練掌握跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式.例題精練3.單鏡頭反光相機簡稱單反相機，它用一塊放置在鏡頭與感光部件之間的透明平面鏡把來自鏡頭的圖象投射到對焦屏上.對焦屏上的圖象通過五棱鏡的反射進(jìn)入人眼中.如圖5為單反照相機取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個截面，AB⊥BC，光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生全反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出，則該五棱鏡折射率的最小值為()圖5A.eq\f(1,sin22.5°)B.eq\f(1,cos22.5°)C.eq\f(\r(2),2)D.eq\r(2)答案A解析設(shè)射入CD面上的入射角為θ，因為在CD和EA上發(fā)生全反射，且兩次反射的入射角相等，光路圖如圖，根據(jù)幾何知識有4θ＝90°解得θ＝22.5°當(dāng)光剛好在CD和AE面上發(fā)生全反射時折射率最小，則有臨界角C＝θ，則有sinθ＝eq\f(1,n)解得最小折射率為n＝eq\f(1,sin22.5°)，A正確.4.(多選)截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖6甲所示，DE為嵌在三棱鏡內(nèi)部緊貼BB′C′C面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點，圖乙為圖甲中ABC面的正視圖，三棱鏡對該單色光的折射率為eq\r(2)，只考慮由DE直接射向側(cè)面AA′C′C的光線.下列說法正確的是()圖6A.光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq\f(1,2)B.光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側(cè)面總面積的eq\f(2,3)C.若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將增大D.若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將減小答案AC解析根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)，得光線在AC面上發(fā)生全反射的臨界角C＝45°，如圖所示.從AC面上射出的光線為射到FC區(qū)域的光線，由幾何關(guān)系得FC＝eq\f(1,2)AC，即有光線射出的區(qū)域占該側(cè)面總面積的一半，故A正確，B錯誤；當(dāng)單色光的頻率變小時，折射率n變小，根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)，知臨界角C變大，圖中的F點向A點移動，故有光射出的區(qū)域的面積變大，故C正確，D錯誤.5.如圖7所示，截面為半圓形的玻璃磚的半徑為R，一束單色平行光向右垂直直面射向玻璃磚，在玻璃磚右側(cè)可看到圓弧面上有三分之二的區(qū)域被照亮.已知光在真空中的速度為c，求：圖7(1)該玻璃磚對此單色光的折射率；(2)自不同點入射的光在玻璃磚中的傳播時間不同，計算得出最短傳播時間(不考慮光在玻璃磚內(nèi)的多次反射).答案(1)eq\f(2\r(3),3)(2)eq\f(\r(3)R,3c)解析(1)由幾何關(guān)系可得，此單色光在玻璃磚中全反射的臨界角C＝eq\f(1,2)×eq\f(2,3)×180°＝60°又sinC＝eq\f(1,n)得該玻璃磚對此單色光的折射率n＝eq\f(2\r(3),3)(2)光在玻璃磚中的最短傳播距離x＝Rcos60°又n＝eq\f(c,v)x＝vt得最短傳播時間t＝eq\f(\r(3)R,3c)綜合練習(xí)一．選擇題（共18小題）1．（青白江區(qū)月考）某種單色光在兩種透明介質(zhì)中傳播，對真空的臨界角分別為C1、C2，且C1＞C2，由此可知這兩種介質(zhì)的折射率n1、n2及光在這兩種介質(zhì)中的傳播速度v1、v2的大小關(guān)系是（）A．n1＞n2v1＞v2 B．n1＞n2v1＜v2 C．n1＜n2v1＜v2 D．n1＜n2v1＞v2【分析】臨界角與介質(zhì)折射率的關(guān)系是sinC=1【解答】解：根據(jù)全反射公式n=1sinC，且C1＞C2，可得n1再由n=cv，得v1＞v故D正確，ABC錯誤。故選：D?！军c評】臨界角公式sinC=12．（臨朐縣校級月考）酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會看到在一定距離之外的地面顯得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影。但當(dāng)你靠近“水面”時，它也隨你的靠近而后退，該現(xiàn)象是由下列光的哪種現(xiàn)象造成的（）A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射【分析】發(fā)生全反射的條件是光從密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角，根據(jù)全反射知識進(jìn)行分析．【解答】解：酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近層的空氣溫度比上層高，密度比上層小，折射率比上層小，光照射到地表時發(fā)生全反射，故ACD錯誤，B正確。故選：B。【點評】主要是要明白課本上見過的類似沙漠蜃景現(xiàn)象的原理，應(yīng)用理論來分析生活中的現(xiàn)象，難度稍大．3．（朝陽區(qū)二模）對于紅、藍(lán)兩種單色光，下列說法正確的是（）A．在水中紅光的傳播速度較大 B．在水中藍(lán)光的傳播速度較大 C．在真空中紅光的傳播速度較大 D．在真空中藍(lán)光的傳播速度較大【分析】紅色光的頻率小，在水中紅色光的折射率小，根據(jù)v=c【解答】解：紅色光的頻率比藍(lán)色光的頻率小，AB、由于頻率越大，折射率越大，所以在水中紅色光的折射率小，根據(jù)v=cCD、在真空中紅光的傳播速度等于藍(lán)光的傳播速度，均為c＝3×108m/s，故CD錯誤。故選：A?！军c評】該題考查光的顏色與光的頻率、波長、折射率之間的關(guān)系，然后結(jié)合折射率與速度關(guān)系進(jìn)行分析即可。4．（南寧月考）下列光現(xiàn)象中，屬于光的直線傳播的是（）A．海市蜃樓 B．手影 C．國家大劇院的倒影 D．人看見地上的書【分析】光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播，光沿直線傳播的實例有：小孔成像、激光準(zhǔn)直、影子、日食和月食等；光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，光的傳播方向就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光的折射形成的現(xiàn)象：放在有水的碗中的筷子看起來好像變折了、放大鏡、池水看起來變淺等。光射到介質(zhì)界面上會發(fā)生反射，光反射形成的現(xiàn)象：平面鏡成像、水中的倒影、凹面鏡成像?！窘獯稹拷猓篈、海市蜃樓是由光的折射形成的，故A錯誤；B、手影是由光在空氣中沿直線傳播形成的，故B正確；C、國家大劇院的倒影是平面鏡成像，是由光的反射形成的，故C錯誤；D、人看見地上的書是由光的反射把光線射入人眼，故D錯誤。故選：B。【點評】本題列舉了四個常見的光現(xiàn)象，要求判斷哪個是由于光的直線傳播形成的，這需要學(xué)生在平時學(xué)習(xí)和生活中多對相關(guān)的光現(xiàn)象進(jìn)行思考。5．（思明區(qū)校級月考）如圖所示現(xiàn)象，主要是由于光的反射形成的是（）A．小孔成像 B．隔墻看小貓 C．用放大鏡看指紋 D．海市蜃樓【分析】（1）光在同種、均勻、透明介質(zhì)中沿直線傳播，產(chǎn)生的現(xiàn)象有小孔成像、激光準(zhǔn)直、影子的形成、日食和月食等；（2）光線傳播到兩種介質(zhì)的表面上時會發(fā)生光的反射現(xiàn)象，例如水面上出現(xiàn)岸上物體的倒影、平面鏡成像、玻璃等光滑物體反光都是光的反射形成的；（3）光線在同種不均勻介質(zhì)中傳播或者從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，就會出現(xiàn)光的折射現(xiàn)象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓、凸透鏡成像等都是光的折射形成的?！窘獯稹拷猓篈、小孔成像，成的是物體倒立的像，像之所以是倒立的，就是因為光的直線傳播造成的；不符合題意；故A錯誤；B、隔墻通過平面鏡看小貓，屬于平面鏡成像，是由于光的反射形成的，符合題意。故B正確；C、用放大鏡看指紋時，指紋變大了，屬于凸透鏡成像，是由于光的折射形成的，不符合題意；故C錯誤；D、海市蜃樓是光在沿直線方向傳播時，在密度不均勻的空氣層中，經(jīng)過折射造成的結(jié)果，不符合題意。故D錯誤；故選：B。【點評】此題通過不同的現(xiàn)象考查了學(xué)生對光的反射、光的直線傳播及光的折射的理解，在學(xué)習(xí)中要注意區(qū)分，并要學(xué)會用所學(xué)知識解釋有關(guān)的物理現(xiàn)象。6．（渾源縣校級月考）可以用光的直線傳播解釋的現(xiàn)象有（）①小孔成像②光的衍射③影④月食A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④【分析】（1）光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播，光沿直線傳播的實例有：小孔成像、激光準(zhǔn)直、影子、日食和月食等。（2）光的衍射是指光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的途徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象?！窘獯稹拷猓盒】壮上?、影、月食是光沿直線傳播形成的，光的衍射是指光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時，光將偏離直線傳播的途徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象，故ABC錯誤，D正確；故選：D?！军c評】該題屬于記憶性的題型，只要在平常學(xué)習(xí)中多加理解記憶即可解答；7．（西城區(qū)期末）如圖所示，將一個半圓形玻璃磚置于空氣中，當(dāng)一束單色光入射到玻璃磚的圓心O時，下列情況可能發(fā)生的是（）A． B． C． D．【分析】光線由空氣射入玻璃時，入射角大于折射角；由玻璃射向空氣時，入射角小于折射角；在界面會同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，但是如果光從玻璃射向空氣，可能發(fā)生全反射?！窘獯稹拷猓篈C、由n=siniB、光線射入玻璃時，既發(fā)生反射也會發(fā)生折射，故B錯誤；D、由sinC=1故選：D?！军c評】考查反射、折射的現(xiàn)象，結(jié)合折射定律便可判斷入射角與折射角的關(guān)系，知道發(fā)生全反射的條件。8．（全國四模）如圖所示，a、b和c都是厚度均勻的平行玻璃板，a和b、b和c之間的夾角都為β，一細(xì)光束由紅光和藍(lán)光組成，以入射角θ從O點射入a板，且射出c板后的兩束單色光射在地面上P，Q兩點，由此可知（）A．射出c板后的兩束單色光與入射光不再平行 B．射到Q點的光在玻璃中的折射率較大 C．射到P點的光在玻璃中的傳播速度較大，波長較長 D．若射到P，Q兩點的光分別通過同一雙縫發(fā)生干涉現(xiàn)象，則射到P點的光形成干涉條紋的間距小，這束光為藍(lán)光【分析】根據(jù)光的偏折程度比較光的折射率的大小，從而比較出波長的大小，根據(jù)v=c【解答】解：A、光線經(jīng)過平行玻璃板時出射光線和入射光線平行，則最終從c板射出的兩束單色光與入射光仍然平行。故A錯誤。B、射到Q點的光偏折程度沒有射到P點的光偏折程度厲害，知射到Q點的光在玻璃中的折射率較小。故B錯誤。C、射到P點的光折射率較大，根據(jù)v=cD、根據(jù)△x=L故選：D?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道折射率、頻率、波長、在介質(zhì)中的速度等于大小關(guān)系．9．（秦淮區(qū)校級月考）如圖，a和b兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入真空，出射光線都從圓心O沿Oc方向射出，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光的小 B．a(chǎn)光的全反射臨界角比b光的小 C．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光比b光的相鄰亮條紋間距大 D．兩光在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度比b光的大【分析】本題應(yīng)根據(jù)光的偏折程度比較a、b兩束光的折射率大小，并比較出頻率的大小，由臨界角與折射率的關(guān)系判斷；由v=c【解答】解：A、由圖看出a光的偏折角大于b光的偏折角，根據(jù)折射定律可知a光的折射率大于b光的折射率，根據(jù)頻率與折射率的關(guān)系可知，a光的頻率大于b光的頻率，故A錯誤；B、a光的折射率大，b光的折射率小，根據(jù)sinC=1C、a光的頻率大，則波長小，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x=LD、a光的折射率大，b光的折射率小，根據(jù)v=c故選：B?！军c評】解決本題的關(guān)鍵通過光的偏折程度比較出光的折射率的大小，掌握折射率、頻率、波長、在介質(zhì)中的速度大小等大小關(guān)系．10．（安徽模擬）關(guān)于下面四圖，以下說法正確的是（）A．甲圖可能是單色光形成的雙縫干涉圖樣 B．在乙漫畫中，由于光的折射，魚的實際位置比人看到的要深一些 C．丙圖為一束含有紅光、紫光的復(fù)色光c，沿半徑方向射入半圓形玻璃磚，由圓心O點射出，分為a、b兩束光，則用同一裝置做雙縫干涉實驗時，用a光要比用b光條紋間距更大 D．丁圖是光從玻璃射入空氣里時的光路圖，則其入射角是60°【分析】這是常見的光學(xué)現(xiàn)象，根據(jù)特征區(qū)是干涉圖樣和衍射圖樣．根據(jù)紅光與紫光折射率大小，分析從玻璃射入空氣時折射角大小，確定分別是哪束光的光．本題運用折射定律處理．【解答】解：A、中央條紋寬，是單縫衍射的圖樣。故A錯誤。B、光從空氣射入水中發(fā)生折射時，入射角大于折射角，魚的實際位置比人看到的要深。故B正確。C、紫光的折射率比紅光大，相同入射角，當(dāng)光從玻璃射入空氣時，紫光的折射角大，a光束是紫光，b光束是紅光。紅光的波長長，干涉條紋間距大。故C錯誤。D、光從玻璃射入空氣里時入射角小于折射角，故其入射角是30°．故D錯誤故選：B?！军c評】對于七種色光各個量的比較，可借助于光的色散實驗結(jié)果，形象記憶．可利用折射定律分析生活中的光現(xiàn)象．11．（昆山市校級模擬）在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實驗中，其實驗光路如圖所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法錯誤的是（）A．為了減少作圖誤差，C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些 B．若A、B的距離較大時，通過玻璃磚會看不到A、B的像 C．為了減少測量誤差，A、B連線與法線NN′的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些 D．若A、B連線與法線NN′間夾角過大時，有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像【分析】A、B及C、D之間的距離適當(dāng)大些，這樣引起的角度的誤差較小，可提高精度；入射角θ1盡量大些，折射角也會大些，角度的相對誤差會減??；根據(jù)光路可逆性原理可知，折射光線不會在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射.【解答】解：A、折射光線是通過C、D的直線來確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度會較大，故C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些，可以提高準(zhǔn)確度，故A正確；B、根據(jù)光路可逆性原理可知，光線一定會從下表面射出，折射光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射，則即使A、B的距離較大時，通過玻璃磚仍然可以看到A、B的像，故B錯誤；C、A、B連線作為入射光線，A、B連線與法線NN'的夾角即為入射角θ1，入射角盡量大些，折射角也會大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度的相對誤差會減小，故C正確；D、若A、B連線與法線NN'間夾角過大時，光線從下表面射出時光強減弱，有可能在bb'一側(cè)看不清A、B的像，故D正確.本題選錯誤的，故選：B。【點評】用插針法測定玻璃磚折射率時，大頭針間的距離和入射角都應(yīng)適當(dāng)大些，可減小角度引起的相對誤差，提高精度.12．（通州區(qū)期末）“測定玻璃的折射率”的實驗中，在白紙上放好玻璃磚，aa'和bb'分別是玻璃磚與空氣的兩個界面，如圖所示，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，用“+”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察并依次插上P3和P4，在插P3和P4時，下列選項正確的是（）A．P3只擋住P1的像 B．P4只擋住P1的像 C．P4只擋住P2的像 D．P3同時擋住P1、P2的像【分析】根據(jù)實驗的原理知，連接P1、P2表示入射光線，連接P3、P4表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點，即為折射光線。根據(jù)實驗原理和方法解答即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)實驗的原理知，連接P1、P2表示入射光線，連接P3、P4表示出射光線，連接兩光線與玻璃磚的交點，即為折射光線。在實驗的過程中，要先在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在玻璃磚另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大頭針P3、P4，使P3同時擋住P1、P2的像，使P4同時擋住P3和P1、P2的像，故ABC錯誤，D正確。故選：D。【點評】明確實驗原理，用插針法測定玻璃折射率的實驗原理是折射定律，根據(jù)實驗原理可知在插上兩枚大頭針P3、P4時，要使P3擋住P1、P2的像，使P4擋住P3和P1、P2的像。13．（德州一模）如圖所示光導(dǎo)纖維的長度為L，某種頻率的光在其中的折射率為n，若有各種入射方向的該頻率的光照射到此光導(dǎo)纖維一端的橫截面上，認(rèn)為自另一端射出的光在此光導(dǎo)纖維傳播的過程中都發(fā)生全反射，已知光在真空中的傳播速度為c，自另一端射出的光在此光導(dǎo)纖維中的最長傳播時間為（）A．n2Lc B．nLc C．【分析】由v=c【解答】解：當(dāng)光在介質(zhì)的界面處恰好發(fā)生全反射時，光在介質(zhì)中的傳播路程最長，由幾何關(guān)系可知，最長路程為x=L傳播速度為v=故最長時間t=故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題考查全反射知識，光的全反射必須從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，同時入射角大于等于臨界角，需注意光在介質(zhì)中的傳播速度v=c14．（朝陽區(qū)期末）光纖通信是一種現(xiàn)代化通信手段，光導(dǎo)纖維傳遞光信號的物理原理是（）A．光的全反射 B．光的衍射 C．光的干涉 D．光的折射【分析】明確光導(dǎo)纖維的工作原理，知道利用光纖的全反射性來傳遞光信息，信息量大，信號好，不失真?！窘獯稹拷猓汗鈱?dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲，當(dāng)光射入時滿足光的全反射條件：光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射，最終實現(xiàn)傳遞信息的目的，故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題考查光導(dǎo)纖維的原理以及應(yīng)用，注意光的全反射必須從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，同時入射角大于臨界角。15．（南開區(qū)校級期中）下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象說法正確的是（）A．圖甲中荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于水珠將光線會聚而形成的 B．圖乙中看到的全息照片利用的是光的全反射原理而制成的 C．圖丙中用加有偏振濾光片的相機拍照，可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景 D．圖丁中肥皂膜在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象【分析】依據(jù)光的全反射原理分析；結(jié)合全息照片的原理分析；根據(jù)偏振片的原理與應(yīng)用分析，根據(jù)光的干涉原理，從而即可判定?！窘獯稹拷猓篈、荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于光線從水中射向空氣時，發(fā)生光的全反射，導(dǎo)致其特別“明亮”，并不是水珠將光線會聚而形成的，故A錯誤；B、全息照片利用的是光的干涉原理而制成的，故B錯誤；C、用加有偏振濾光片的相機拍照，偏振片可將車窗玻璃的反射光減弱，從而可以拍攝清楚汽車內(nèi)部的情景，故C正確；D、肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是肥皂膜前后表面反射的光線，相互疊加產(chǎn)生的現(xiàn)象，這是光的薄膜干涉現(xiàn)象造成的，故D錯誤。故選：C?！军c評】考查光的全反射、干涉現(xiàn)象、偏振片的原理等，理解光的干涉與光的全反射條件是關(guān)鍵。16．（天津模擬）下列說法正確的是（）A．紅外體溫計是依據(jù)人體輻射的紅外線強度來測體溫的 B．依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是變化的 C．炎炎夏日，我們在樹下看到茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，這是全反射現(xiàn)象 D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸【分析】物體在任何時候都會發(fā)出紅外線，紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強度越大來測體溫的；根據(jù)電磁場理論分析；根據(jù)常見的光學(xué)現(xiàn)象分析；電磁波可以在介質(zhì)中傳播?！窘獯稹拷猓篈、物體在任何時候都會發(fā)出紅外線，溫度越高，輻射紅外線的能力越強，所以人體在任何時候都會輻射紅外線，紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強度越大來測體溫的，故A正確；B、根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，均勻變化的電場產(chǎn)生的磁場是穩(wěn)定的，故B錯誤；C、我們在樹下看到茂密的樹葉間有彩色的光環(huán)，這是光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的，故C錯誤；D、利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，電磁波能通過光纜傳輸，故D錯誤。故選：A?！军c評】本題考查電磁波基本特性的了解程度。電磁波與聲波不同，電磁波在真空中的速度最大，在介質(zhì)中速度較?。煌瑫r注意明確電磁波的傳播性質(zhì)，知道電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播。17．（兗州區(qū)月考）下列與光有關(guān)的說法正確的是（）A．在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的折射原理 B．肥皂泡呈彩色、三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣都是由于光照射時發(fā)生了薄膜干涉 C．“聞其聲而不見其人”現(xiàn)象說明遇到同樣障礙物時聲波比可見光容易發(fā)生衍射 D．麥克斯韋提出光是一種電磁波并通過實驗證實了電磁波的存在【分析】光導(dǎo)纖維是利用光的全反射現(xiàn)象；肥皂泡呈彩色是利用光的干涉現(xiàn)象，三棱鏡觀察白光看到的彩色是光的折射現(xiàn)象；波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象；麥克斯韋預(yù)言光是一種電磁波，赫茲證實了電磁波的存在。【解答】解：A、在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射原理，故A錯誤；B、肥皂泡呈彩色是由于光照射時發(fā)生了薄膜干涉，而用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光折射現(xiàn)象，故B錯誤；C、波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，聲波比可見光波長長，所以遇到同樣障礙物時聲波比可見光容易發(fā)生衍射，故C正確；D、麥克斯韋提出光是一種電磁波，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤；故選：C。【點評】考查光的全反射、干涉與衍射原理，及掌握光的全反射與干涉的條件，注意明顯衍射是有條件的，而衍射沒有條件。18．（和平區(qū)校級二模）與早期的電纜傳輸信息相比，光纖通信具有各方面壓倒性的優(yōu)勢。根據(jù)傳輸效率的考量，日前光纖信號傳輸主要采用以下三種波長的激光：850nm、1310nm、1550nm，均大于紅光波長（630﹣760nm）。下列關(guān)于光纖的相關(guān)說法中正確的有（）A．光纖通信利用的是光的全反射原理 B．光纖中的激光能使熒光物質(zhì)發(fā)光 C．若用紅光照射某光電管能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，光纖中的激光一定可以 D．若換用可見光傳輸信號，其在光纖中的傳播速度比現(xiàn)有的三種激光更快【分析】光纖通信是利用光的全反射原理，具有傳輸容量大、衰減小、抗干擾性強等優(yōu)點。根據(jù)題干信息，確定激光與紅光之間波長、頻率、波速等關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角。光纖通信中，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，光傳播時在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，故A正確。B、激光的波長大于紅光，頻率低，不能使熒光物質(zhì)發(fā)光，故B錯誤。C、激光的波長大于紅光，則頻率小于紅光，根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象可知，紅光照射發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則激光不一定發(fā)生，故C錯誤。D、可見光的波長短，頻率高，傳播速度小，故D錯誤。故選：A。【點評】本題考查了光纖通信知識，解題的關(guān)鍵是判斷激光的頻率小于紅光，照射金屬不一定發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。二．多選題（共9小題）19．（豐臺區(qū)月考）下列現(xiàn)象中能說明光是沿直線傳播的是（）A．小孔成像 B．日食、月食 C．海市蜃樓 D．射擊中的三點一線【分析】光在同種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，常見的現(xiàn)象有：日食、月食、小孔成像、影子的形成等．【解答】解：小孔成像、日食、月食、射擊中的三點一線是利用了光沿直線傳播，海市蜃樓是光在密度不同的空氣中傳播發(fā)生折射造成的；故選：ABD?！军c評】此題通過不同的現(xiàn)象考查了學(xué)生對光延直線傳播和折射的理解，在學(xué)習(xí)中要注意區(qū)分．20．（和平區(qū)校級期末）藍(lán)光光盤是利用波長較短的藍(lán)色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)的光盤，而傳統(tǒng)DVD光盤需要光頭發(fā)出紅色激光來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)．對于光存儲產(chǎn)品來說，藍(lán)光光盤比傳統(tǒng)DVD光盤的存儲容量大很多。如圖由紅、藍(lán)兩種單色光組成的復(fù)合光束射入一玻璃球體，當(dāng)入射角θ等于60°時，其折射光束和出射光束如圖所示。已知a光束第一次射出此玻璃球體后的出射光束相對復(fù)合光束的偏折角也為60°，則下列說法正確的是（）A．該玻璃球體對a光的折射率為3 B．a(chǎn)光在玻璃中的傳播時間長 C．用a光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息 D．通過同一單縫分別進(jìn)行衍射實驗時，a光中央亮條紋更寬【分析】先根據(jù)光路圖讀出b光偏折程度大于a光的偏折程度，從而根據(jù)折射定律得出b光的折射率大于a光的折射率，折射率越大的光頻率越大，波長越短?！窘獯稹拷猓篈、依題意，根據(jù)題意可知a光的折射角α為30°，根據(jù)折射定律：n=sinθB、設(shè)光盤半徑為R，折射角為γ，則光在光盤的傳播距離l＝2R?cosγ，傳播的速度v=cn=C、b光偏折大，則b光比a光的頻率大，所以b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息，故C錯誤；D、根據(jù)公式Δx=L故選：AD?！军c評】本題關(guān)鍵掌握“折射率越大的光偏折越大”，以及光的波長與衍射條紋的關(guān)系。21．（山陽縣校級期末）如圖所示，一束光線經(jīng)過O處的透鏡后聚于主軸上的S′，若去掉透鏡，光束會聚于S點，下列說法正確的是（）A．該透鏡為凹透鏡 B．該透鏡為凸透鏡 C．若在S′處放一發(fā)光點，經(jīng)透鏡折射后在S點成虛像 D．若在S處放一發(fā)光點，經(jīng)透鏡折射后在點成虛像【分析】透鏡分凸透鏡和凹透鏡，根據(jù)透鏡對光線的作用，可得知AB的正誤；根據(jù)光路的可逆性，在S′處放光源，可知成像情況．【解答】解：A、B、該透鏡起到匯聚作用，是凸透鏡，故A錯誤，B正確；C、D、根據(jù)光路的可逆性，在S′處放光源，在S點成虛像，故C正確，D錯誤；故選：BC。【點評】本題關(guān)鍵根據(jù)光路的可逆性進(jìn)行分析，從S′發(fā)光后經(jīng)過透鏡折射的反向延長線匯聚與S點，基礎(chǔ)題．22．（豐臺區(qū)月考）如圖所示，S是位于兩個互相平行的平面鏡M和N之間的點光源。固定鏡M和點光源S，令鏡N以速度v向S平移，在此過程中，兩鏡內(nèi)最靠近鏡面的四個像中有（）A．兩個像的速度大小為2v B．三個像速度大小為2v C．兩個像速度方向與v相同 D．三個像的速度方向與v相同【分析】平面鏡中像的速度是物移動速度的2倍，像的速度方向與物的速度方向相反。【解答】解：S在M中的像速度為零、而S在N中的像速度為2v，則M的像在對面鏡子中又成的像的速度為2v，而N中的像在對面鏡子中又成的像的速度為2v，其中有三個像的速度方向與v相同，故選：BC?！军c評】本題考查平面鏡成像的特點。23．（朝陽四模）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用，例如檢查平面的平整程度。如圖甲所示，把一透明板壓在另一透明板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光a、b分別從上方射入，得到明暗相間的條紋如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．單色光a的波長比單色光b的波長大 B．單色光a的波長比單色光b的波長小 C．同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射 D．同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率小【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=Ldλ，結(jié)合條紋間距的大小比較出波長的大小，依據(jù)c＝【解答】解：AB、根據(jù)△x=Ldλ，結(jié)合xaCD、再由c＝λν，因a的波長小于b的波長，則a的頻率大于b的頻率，依據(jù)頻率越高的，折射率越大，那么同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率大，故C正確，D錯誤；故選：BC?！军c評】解決本題的掌握雙縫干涉條紋的間距公式，知道波長、頻率、折射率之間的關(guān)系，當(dāng)然還可判定它們在介質(zhì)中傳播的速度大小關(guān)系．24．（西湖區(qū)校級月考）某同學(xué)用插針法測定玻璃磚的折射率，他的實驗方法和操作步驟正確無誤。但他處理實驗記錄時發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個光學(xué)面aa′與bb′不平行，如圖所示。則（）A．AO與O′B兩條直線平行 B．AO與O′B兩條直線不平行 C．他測出的折射率偏大 D．他測出的折射率不受影響【分析】用插針法測定玻璃折射率的實驗原理是折射定律n=sini【解答】A、B、由折射定律及光路可逆知，玻璃磚的兩個光學(xué)面aa′與bb′不平行，則出射光線與入射光線一定不平行，故A錯誤，B正確；C、D、玻璃磚的兩個光學(xué)面aa′與bb′不平行，則出射光線與入射光線一定不平行，但所測折射率n=sini故選：BD?！军c評】本題考查用插針法測定玻璃磚折射率的誤差分析情況，要求應(yīng)明確實驗原理，知道如何測出折射率，從而明確實驗誤差分析方法。25．（永州模擬）下列說法正確的是（）A．物體做受迫振動的頻率等于固有頻率 B．光纖通信利用了光的全反射原理 C．用同一套裝置做楊氏雙縫干涉實驗，光的波長越大，相鄰兩亮條紋間中心間距越小 D．根據(jù)狹義相對論，物體運動時的質(zhì)量大于靜止時的質(zhì)量 E．X射線是一種電磁波【分析】光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)光的特性、受迫振動、光的干涉和相對論判斷現(xiàn)象是否正確，根據(jù)X射線的本質(zhì)判斷．【解答】解：A、物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與其固有周期無關(guān)，故A錯誤；B、光纖通信利用了光的全反射原理，當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故B正確；C、根據(jù)干涉條紋的寬度公式：△x=LD、根據(jù)相對論物體的質(zhì)量：m=mE、X射線是一種頻率很高的電磁波，故E正確。故選：BDE?！军c評】解本題的關(guān)鍵是知道全反射（是光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)傳播）、受迫振動（其頻率等于驅(qū)動力的頻率）、光的干涉和相對論的實質(zhì)，及其生活實際中的應(yīng)用．26．（海原縣校級月考）關(guān)于全反射，下列說法中正確的是（）A．發(fā)生全反射時，仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可以認(rèn)為不存在折射光線而只有反射光線 B．光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，一定會發(fā)生全反射 C．光線從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時，不可能發(fā)生全反射 D．水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，就是因為光從水或玻璃射向氣泡時，在界面發(fā)生了全反射【分析】明確全反射的性質(zhì)，知道光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時才能發(fā)生全反射；發(fā)生全發(fā)射時只存在反射光線?！窘獯稹拷猓篈BC、光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角增大到某一角度后，折射光線完全消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象叫全反射，故AB錯誤，C正確；D、光從水或玻璃射向氣泡時，在界面發(fā)生了全反射，即反射光增強，透射光減弱，就使氣泡看起來特別亮，故D正確。故選：CD。【點評】本題考查對全反射的理解，要注意明確發(fā)生全反射的條件有：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角。27．（海淀區(qū)校級月考）光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。目前，我國正建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)。光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是（）A．光纖通信利用光作為載體來傳遞信息 B．內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 C．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 D．內(nèi)芯的折射率與外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用【分析】光導(dǎo)纖維內(nèi)芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率。要想使光的損失最小，光在光導(dǎo)纖維里傳播時一定要發(fā)生全反射?！窘獯稹拷猓篈.光纖通信利用光作為載體來傳遞信息，故A正確；BCD.全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角，所以內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，光傳播時在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，故B正確，CD錯誤。故選：AB。【點評】光的全反射必須從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，同時入射角大于臨界角，注意理解臨界角的概念。三．填空題（共9小題）28．（大觀區(qū)校級月考）風(fēng)景旖旎的雨山湖，各式現(xiàn)代建筑環(huán)湖矗立，充滿時代氣息．如圖所示，建筑物在湖中的“倒影”是由光的反射所形成的虛像（選填“實像”或“虛像”）．這些“倒影”看起來比建筑物本身“暗”一些，主要是因為建筑物的光射到水面時，有一部分發(fā)生折射進(jìn)入了水中；拍攝該照片的照相機鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，這種透鏡對光線具有會聚作用，可用來矯正遠(yuǎn)（選填“近”或“遠(yuǎn)”）視眼．【分析】根據(jù)平面鏡成像的原因和特點、光的折射、凸透鏡的應(yīng)用填寫．【解答】解：平面鏡成像是由于光的反射形成的，成的像是虛像，不能在光屏上承接，且與物體等大；光射到水面時，一部分光線發(fā)生了反射，另一部分發(fā)生了折射而進(jìn)入水中；照相機的鏡頭是凸透鏡，利用了凸透鏡能成倒立縮小的實像，凸透鏡對光線有會聚作用，可以用來矯正遠(yuǎn)視眼．故本題答案為：反射；虛像；折射；凸；會聚；遠(yuǎn)．【點評】本題考查了平面鏡成像的原因和特點、凸透鏡的應(yīng)用．透鏡都屬于光的折射現(xiàn)象．29．（濠江區(qū)校級模擬）一束光從真空進(jìn)入某介質(zhì)，方向如圖所示，則該介質(zhì)的折射率為2，若光在真空中的傳播速度為c，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為2c2【分析】由折射定律可以求折射率；由光在介質(zhì)中速度與真空中速度關(guān)系式v=c【解答】解：（1）由折射率公式n=sinisinr（2）由公式v=cn知光的速度為：v故答案為：2；2c【點評】本題考查了折射定律，光在不同的介質(zhì)中傳播速度不一樣，明確光在介質(zhì)中速度與真空中速度關(guān)系式以及折射定律的應(yīng)用即可求解。30．（大觀區(qū)校級月考）2008年9月25日21時10分，載著翟志剛、劉伯明、景海鵬3位航天員的神舟七號飛船在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空．實現(xiàn)我國航天員首次空間出艙活動，飛船在軌飛行期間進(jìn)行航天員空間出艙活動，進(jìn)行空間材料科學(xué)實驗，釋放小衛(wèi)星等科學(xué)實驗活動．圖1為宇航員翟志剛“漂浮”在地球外層空間的照片，根據(jù)照片展現(xiàn)的情景提出兩個與物理知識有關(guān)的問題（所提的問題可以涉及力學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等各個部分，只需提出問題，不必作出回答和解釋）：例：這名“漂浮”在空中的宇航員相對地球是運動還是靜止的？（1）此宇航員是否受地球引力作用？（此宇航員受力是否平衡？）（2）宇航員背后的天空為什么是黑暗的？（宇航員是利用什么與地面進(jìn)行聯(lián)系的？）．【分析】圖片中的宇航員處于太空中，可以從其與外界的交流、穿的宇航服的作用、是否受到重力作用等角度入手提出問題．本題只要屬于與照片情景有關(guān)的物理問題均可得分，例如：此宇航員是否受地球引力作用？此宇航員受力是否平衡？宇航員背后的天空為什么是黑暗的？等等．【解答】解：（1）此宇航員是否受地球引力作用？（此宇航員受力是否平衡？）（2）宇航員背后的天空為什么是黑暗的？（宇航員是利用什么與地面進(jìn)行聯(lián)系的？）故答案為：（1）此宇航員是否受地球引力作用？（此宇航員受力是否平衡？）（2）宇航員背后的天空為什么是黑暗的？（宇航員是利用什么與地面進(jìn)行聯(lián)系的？）【點評】解決此題要把握兩點：①太空中與地球表面附近的區(qū)別有哪些．②認(rèn)真觀察圖片，從圖示的情景中發(fā)現(xiàn)問題．31．（大觀區(qū)校級月考）在水平桌面上有一光源，發(fā)出一束光線豎直向上射到桌面上方離桌面1米處水平放置的平面鏡O點上．當(dāng)平面鏡繞O點轉(zhuǎn)動時，發(fā)現(xiàn)反射光點在水平桌面上移動了1米，此時平面鏡與水平方向夾角為π8，若平面鏡繞O點勻速轉(zhuǎn)動一圈的時間為24秒鐘，則反射點從起始位置在桌面上移動3米所需時間為2【分析】（1）根據(jù)題意作出光路圖，然后由數(shù)學(xué)知識求出平面鏡與水平面間的夾角；（2）根據(jù)題意作出光路圖，然后由數(shù)學(xué)知識求出平面鏡與水平面間的夾角，然后再求出時間．【解答】解：（1）反射光點在水平桌面上移動了1米時光路圖如圖所示，由圖1得：tanβ=L?=1λ=α=π2?（2）反射點從起始位置在桌面上移動3米時光路圖如圖2所示，由圖2得：tanθ=L′?=3φ=γ=π2?t=24故答案為：π8【點評】本題考查了求平面鏡轉(zhuǎn)過的角度及平面鏡轉(zhuǎn)過一定角度所需時間，根據(jù)題意作出光路圖、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解題是正確解題的關(guān)鍵．32．（源城區(qū)校級月考）在北方寒冷的冬天，有時會出現(xiàn)“多個太陽”的“幻日”奇觀，這是由于空氣中的水蒸氣在集冷的大氣里凝結(jié)成了小冰晶，太陽通過冰晶折射的緣故。如圖所示為太陽光照射到六角冰晶上折射的光路圖，a、b是太陽光中的兩種單色光，由此可以判斷，冰晶對單色光a的折射率小于（填“大于”或“小于”）冰晶對單色光b的折射率，單色光a在冰晶中的傳播速度比單色光b在冰晶中的傳播速度大（填“大”或“小”）?！痉治觥扛鶕?jù)光線偏折程度可確定折射率大小關(guān)系，由v=c【解答】解：光從空氣斜射到冰晶上，由圖可知，單色光b偏折程度較大，單色光a偏折較小，所以此冰晶對a光的折射率小于b光的折射率；根據(jù)v=c故答案為：小于大【點評】本題考查折射定律以及光速與折射率的關(guān)系，直接由光線的偏折程度可確定折射率的大小，本題基礎(chǔ)、難度較小。33．（寶雞期末）如圖所示，是利用插針法測定玻璃磚的折射率的實驗得到的光路圖．玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則（1）出射光線與入射光線不再平行．（填仍平行或不再平行）．（2）以入射點O為圓心，以R＝5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得MN=1.68cm，F(xiàn)E=1.12cm，則該玻璃磚的折射率n＝【分析】根據(jù)光的折射定律和幾何關(guān)系判斷出射光線和入射光線之間關(guān)系．根據(jù)折射定律求出玻璃磚的折射率．【解答】解：（1）因為上下表面不平行，光線在上表面的折射角與在下表面的入射角不等，則出射光線的折射角與入射光線的入射角不等，可知出射光線和入射光線不平行．（2）根據(jù)折射定律得，n=sinα故答案為：不再平行，1.5．【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握光的折射定律，并能靈活運用．34．（廣東模擬）光纖通信中，光導(dǎo)纖維傳遞光信號的物理原理是利用光的全反射現(xiàn)象，要發(fā)生這種現(xiàn)象，必須滿足的條件是：光的入射方向應(yīng)該是從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)（填“從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)”或“從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)”），且入射角≥臨界角（填“≤”或“≥”）?！痉治觥抗鈱?dǎo)纖維傳遞光信號的物理原理是利用光的全反射現(xiàn)象，而全反射必須具備兩個條件：1、從光密介質(zhì)進(jìn)入光束介質(zhì)；2、入射角大于等于臨界角。【解答】解：光導(dǎo)纖維傳遞光信號的物理原理是利用光的全反射現(xiàn)象；根據(jù)發(fā)生全反射的條件可知，在光導(dǎo)纖維中光的入射方向應(yīng)該是從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)；并且還要滿足入射角大于等于臨界角。故答案為：從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)；≥?！军c評】本題考查全反射的兩個條件，比較簡單，但是需要注意全反射時入射角大于等于臨界角，容易記成入射角大于臨界角，漏掉等于。35．（廣州二模）如圖是高速公路上的反光柱，這類反光柱的反光材料主要是由里面充有空氣的小玻璃球組成。當(dāng)光射向玻璃球時，光在玻璃球的內(nèi)表面（填“內(nèi)表面”或“外表面”）發(fā)生全反射，因為當(dāng)光從光密介質(zhì)（選填“光疏介質(zhì)”或“光密介質(zhì)”）射到兩種介質(zhì)的界面時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全發(fā)射?！痉治觥堪l(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角，由此判斷即可?！窘獯稹拷猓翰ＡУ恼凵渎蚀笥诳諝獾恼凵渎?，玻璃相對于空氣是光密介質(zhì)，當(dāng)光射向玻璃球時，光在玻璃球的內(nèi)表面處是從玻璃射向空氣，所以光在玻璃球的內(nèi)表面處發(fā)生全反射，根據(jù)發(fā)生全反射的條件：當(dāng)光從光密介質(zhì)射到兩種介質(zhì)的界面時，如果入射角大于臨界角，就會發(fā)生全發(fā)射。故答案為：內(nèi)表面，光密介質(zhì)?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道光發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角．36．（金臺區(qū)期末）光纖通信的優(yōu)點是：方向性好、容量大、抗干擾性好、中繼距離長、保密性好?！痉治觥扛鶕?jù)光纖通信的特點解答即可?！窘獯稹拷猓汗饫w通信的工作原理是全反射，光纖通信具有方向性好、容量大、抗干擾性強、衰減小、中繼距離長、保密性好等優(yōu)點。故答案為：方向性好，容量大【點評】光纖通信是一種新的通訊方式，知道光纖通信的工作原理和優(yōu)點是基本的要求。四．計算題（共7小題）37．如圖所示，豎直桿AB用細(xì)線懸掛在水平面上一定高度處，桿長為L，水深也為L，太陽光照在桿子上，太陽光線與水平面的夾角為37°，桿子底端B離水平面的高度h=L3．已知水的折射率n=43，sin37（1）豎直桿在水底形成的影子的長。（2）影子的中心到AB桿的水平距離?！痉治觥浚?）經(jīng)A、B兩點的光線射向水面經(jīng)水面折射后平行射入水中，由幾何關(guān)系知，桿在水底形成影子的長度與它在水面形成的影子長度相等，故由幾何關(guān)系可解答；（2）影子的中心到AB桿的水平距離為經(jīng)B點的光線在水面的入射點到桿AB間的水平距離、經(jīng)B點入射水中的光線在水底的入射點到其在水面的入射點之間的水平距離、豎直桿在水底形成的影子的長的一半三者的和，由折射率公式和幾何關(guān)系可求解?！窘獯稹拷猓海?）經(jīng)A、B兩點的光線射向水面經(jīng)水面折射后平行射入水中，由幾何關(guān)系知，桿在水底形成影子的長度與它在水面形成的影子長度相等，故由幾何關(guān)系知，影子長度：L1（2）設(shè)經(jīng)過B點的光線經(jīng)水面折射后在水中的折射角為α，則由n=sin53°sinα=43所以經(jīng)B點入射水中的光線在水底的入射點到其在水面的入射點之間的水平距離為：L2由幾何關(guān)系知經(jīng)B點的光線在水面的入射點到桿AB間的水平距離為：L3所以影子的中心到AB桿的水平距離為：L答：（1）豎直桿在水底形成的影子的長43（2）影子的中心到AB桿的水平距離4736【點評】本題考查了光的折射問題，理清光的傳播路徑，正確找出折射光線、折射角的大小，根據(jù)折射率公式，幾何關(guān)系可順利解答此題。38．（茂名二模）如圖所示，一細(xì)光束照射到圓形玻璃磚上A點，經(jīng)折射后折射光線剛好照到玻璃磚底邊的右端C點，入射光線與BC平行，入射角為60°，圓的半徑為R，光在真空中的傳播速度為c，求：①玻璃磚的折射率；②光從A傳播到C所用時間?！痉治觥竣俑鶕?jù)題意與圖示求出入射角與折射角，然后應(yīng)用折射公式求出折射率。②由幾何知識求出光從A到C的路程，求出光在玻璃磚中的傳播速度，可求出光的傳播時間?！窘獯稹拷猓孩儆深}知，入射角為i＝60°，由幾何關(guān)系可知，折射角r＝30°由折射率公式知n=代入數(shù)據(jù)計算可得n=②由幾何關(guān)系可知，AC的長度L＝2Rcos30°光在玻璃中的傳播速度v=則光從A到C傳播時間t=代入數(shù)據(jù)計算可得t=3R答：①玻璃磚的折射率為3；②光從A傳播到C所用時間為3Rc【點評】本題考查了光的折射問題，關(guān)鍵是作出光路圖，運用幾何知識輔助分析，本題難度較小，考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。39．（寶雞一模）如圖所示，一細(xì)光束從空氣垂直射到直角三棱鏡的AB界面上，在BD界面的中點E發(fā)生全反射，并從AD界面射出（不考慮光束在AD界面上發(fā)生反射的光線），出射光線與BD界面平行。已知AB長為2L，∠A＝90°，∠B＝60°，光在真空中傳播速度為c，求：①棱鏡材料的折射率n；②光在棱鏡中傳播所用時間t?！痉治觥竣倜鞔_光線在BC邊上的入射角和折射角，求得該棱鏡的折射率；②由v=c【解答】解：①光線在BD界面的中點E發(fā)生全反射，并從AD界面射出，出射光線與BD界面平行，由幾何關(guān)系可知，AD界面入射角r＝30°，折射角為i＝60°，根據(jù)折射定律可得：n=②根據(jù)直角三角形的邊角關(guān)系可得：光在棱鏡中傳播的位移x=12ABtan60°+EF所以，光在棱鏡中傳播所用時間t=x答：①棱鏡材料的折射率n為3；②光在棱鏡中傳播所用時間t為5Lc【點評】本題是幾何光學(xué)問題，要能熟練運用光的折射定律，要注意光在棱鏡中傳播的速度與光速的關(guān)系。40．（阜寧縣校級期中）用下面方法可以測量液體折射率：取一半徑為r的軟木塞，在它圓心處插上一枚大頭針，讓軟木塞浮在液面上，調(diào)整大頭針插入軟木塞深度，使它露在外面的長度為h，這時從液面上方的各個方向向液體中看，恰好看不到大頭針。利用測得的數(shù)據(jù)r和h，即可求液體的折射率。（1）求液體的折射率（用r和h表示）；（2）設(shè)從大頭針出來的光頻率為f，求光在介質(zhì)中的波長?！痉治觥扛鶕?jù)題意畫出光路圖，再根據(jù)全反射臨界條件以及幾何關(guān)系求得折射率和臨界角，再根據(jù)v=cn【解答】解：（1）由題意可知，大頭針在液體中發(fā)生全反射時的光路圖如圖所示，則有液體發(fā)生全反射的臨界角C滿足sinC=r根據(jù)sinC=1n（2）根據(jù)v=cn=λ答：（1）液體的折射率為r2（2）光在介質(zhì)中的波長為crf【點評】本題考查全反射相關(guān)內(nèi)容，畫出光路圖并根據(jù)全反射條件計算折射率是解題關(guān)鍵。41．（阜陽期末）小華家裝修，陽臺窗戶是雙層玻璃，雙層平行玻璃中間是氙氣，合同規(guī)定兩塊玻璃的厚度相同計為d，中間夾層氣體的厚度為h，小華想幫助父母看看雙層玻璃是否是按合同要求安裝的.設(shè)計如下：小華找到一個激光筆，讓光從窗戶一側(cè)以與玻璃成45°角入射并記錄入射點A，同時記錄A點在對面玻璃外面的投影點A'，然后在窗戶另一側(cè)記錄出射點的位置B.測量A'B的距離.已知玻璃的折射率為2，認(rèn)為氙氣的折射率為1.如果按合同要求玻璃、氣體、玻璃分別是5mm、12mm、5mm安裝的窗戶，則A'B的長度l值應(yīng)為多少？【分析】根據(jù)折射定律判斷兩次折射的折射角和入射角，結(jié)合幾何關(guān)系求解A'B的長度?！窘獯稹拷猓喝鐖D所示，根據(jù)折射定律n=得α＝30°FG＝dtan30°=3再次由折射定律得知n=得β＝45°得IH＝h由于第二塊玻璃中的偏移情況和第一塊玻璃相同則l＝A'B=2得1≈17.8mm或l＝（103答：A'B的長度l值應(yīng)為17.8mm或（103【點評】本題要善于把握第二塊玻璃中的偏移情況和第一塊玻璃相同的特點進(jìn)行解題。42．（鼓樓區(qū)校級月考）如圖所示為光導(dǎo)纖維（可簡化為長玻璃絲）的示意圖，玻璃絲的折射率為n（n=2【分析】根據(jù)折射定律求入射角的條件，利用全反射的條件可求得光在端面AB上的入射角θ應(yīng)滿足的條件。【解答】解：設(shè)光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為i，折射角為r，要保證不會有光線從側(cè)壁射出來，其含義是能在側(cè)壁發(fā)生全反射，則折射光線射向側(cè)面時的入射角為臨界角C，如圖：由折射定律：n=由幾何關(guān)系：r+C＝90°，則sinr＝cosC恰好發(fā)生全反射臨界角的公式為：sinC=得：cosi=聯(lián)立得：sini=即要保證從端面射入的光線能發(fā)生全反射，應(yīng)有sini≤答：光在端面AB上的入射角θ應(yīng)滿足的條件是sini≤n【點評】考查了折射定律和全反射的條件，對于幾何光學(xué)問題作出光路圖，正確的確定入射角和折射角，并靈活運用折射定律是解題的關(guān)鍵。43．（朝陽區(qū)期末）如圖所示，AB為空氣與某種介質(zhì)的界面，直線MN垂直于界面AB，已知這種介質(zhì)的折射率為n，光在空氣中的傳播速度為c。求：（1）光在這種介質(zhì)中的傳播速度大小v；（2）光由這種介質(zhì)射向空氣，發(fā)生全反射時臨界角C的正弦值?！痉治觥浚?）由公式v=c（2）全反射臨界角正弦值為sinC=1【解答】解：（1）已知這種介質(zhì)的折射率為n，光在空氣中的傳播速度為c，那么光在這種介質(zhì)中的傳播速度為：v=（2）全反射臨界角正弦值為：sinC=答：（1）光在這種介質(zhì)中的傳播速度大小是cn（2）光由這種介質(zhì)射向空氣，發(fā)生全反射時臨界角C的正弦值為1n【點評】解決本題的關(guān)鍵是掌握光速公式v=cn、全反射臨界角公式sinC五．解答題（共8小題）44．在水池的一角有一塊平面鏡，現(xiàn)有一束光線從水中射向平面鏡，如圖，請完成光路圖，并標(biāo)出反射角（用“α”表示）和折射角（用“β”表示）【分析】光在水中入射，先經(jīng)過平面鏡反射，到水面再發(fā)生折射；根據(jù)光的反射定律：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角作出反射光線；根據(jù)光由水中斜射進(jìn)入空氣，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角作出折射光線．【解答】解：（1）先通過平面鏡的入射點垂直鏡面作出法線，根據(jù)反射角等于入射角作出反射光線，標(biāo)出反射角為α；過反射光線與水面的交點垂直水面作出折射時的法線，根據(jù)折射角大于入射角畫出大致的折射光線，標(biāo)出折射角為β，如圖所示：【點評】在用光的反射定律作圖時，注意一些技巧：反射角等于入射角、法線垂直反射面、法線為入射光線和反射光線的角平分線等；理解光的折射定律：折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，光由空氣斜射進(jìn)入水中或其它透明介質(zhì)中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角，光由水或其它透明介質(zhì)斜射進(jìn)入空氣中時，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角．45．（安徽模擬）如圖，截面是半徑為R的半圓形玻璃磚固定在空中，上表面AB水平，O為半圓的圓心，一束單色光斜射在AB上的Q點（Q是AO的中點），光線與AB面的夾角為30°，折射光線剛好從圓弧的最低點C直接射出玻璃磚，照射在地面上的E點，C點離地面的高度CD等于R，光在真空中傳播速度為c。求：（i）玻璃磚對光的折射率；（ii）光從Q點傳播到E點所用的時間?！痉治觥浚╥）光線在C點發(fā)生折射，根據(jù)幾何知識求出入射角和折射角，再由折射定律求玻璃磚對光的折射率；（ii）根據(jù)幾何關(guān)系確定光在玻璃和離開玻璃傳到E點的距離，再根據(jù)光的波速公式求出波速，由速度公式即可求出光傳到E點所用的時間?！窘獯稹拷猓海╥）由給出的光路圖利用幾何關(guān)系可知，光線在AB面的入射角i＝90°﹣30°＝60°設(shè)折射角為r，根據(jù)幾何關(guān)系知：sinr=因此玻璃磚對光的折射率：n=sini（ⅱ）由幾何關(guān)系可知，光線與OC的夾角為30°，根據(jù)折射定律可知，光離C點的折射角為60°，根據(jù)幾何關(guān)系可知：CE＝2R