光的折射和全反射高考真題附帶答案

考點(diǎn)1光的折射和全反射1.（09?全國卷1?15）某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m,右鏡8m,如圖所示，物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是（B）TOC\o"1-5"\h\z24m32m40m48m解析：本題考查平面鏡成像?從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8cm,第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像，第3個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm.2.（09?全國卷II?21）一玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形（AC邊末

畫出），AB為直角邊ZABC=45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。若一束寬度與AB邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則（BD）從BC邊折射出束寬度與BC邊長度相等的平行光屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長度屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長度當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析:本題考查光的折射和全反射?寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面，入射.1角為450＞臨界角0=arcsini5，所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長度,B對.D正確。3.（09?廣東物理?14）（1）在陽光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中不同。答案：（1）界面，傳播速度4.（09?四川?21）如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體,其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R=22r。

現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n,光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t,若真空中的光速為c.則（AB）B.n可能為2厶「B.n可能為2厶「4.8rD.t可能為-c2y/2rC.t可能為一c解析：只經(jīng)過兩次全反射可知第一次入射角為45°，反射光路圖如右圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角CW45°，再根據(jù)n=可知n三\：'2；光在smC透明柱體中運(yùn)動(dòng)路程為L=4r，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=L/V=4nr/c,t三4窪r/c，CD均錯(cuò)。5.（09?浙江?18）如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角為0=30o，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，貝9（AC）該棱鏡的折射率為^3光在F點(diǎn)發(fā)生全反射光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行九—空氣n解析：在E點(diǎn)作出法結(jié)線可知入射角為60。，折射角為30。，折射率為丫3；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會發(fā)生全反射，九—空氣n介可知C對；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會與入射到E點(diǎn)的光束平行，故D錯(cuò)。

6.（09?山東?37）（物理——物理3-4）（2）—束單色光由左側(cè)時(shí)的清水的薄壁圓柱比，圖2為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角a，光線拾好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射,4已知水的折射角為3，a的值。解析：（2）當(dāng)光線在水面發(fā)生全放射時(shí)有sinC=1，當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射n定律有sina兀sin（定律有sina兀sin（込-C=n，聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得sina考點(diǎn)：光的折射和全放射7.（09?江蘇物理?12.B）（1）如圖甲所示，強(qiáng)強(qiáng)乘電梯速度為0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c,強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為。（填寫選項(xiàng)前的字母）砌眾光竦壯壯砌眾光竦壯壯（鎖1血題圖甲）（A）0.4c（B）0.5c（C）0.9c（D）1.0c（3）圖丙是北京奧運(yùn)會期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上。照片中，水利方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑r=11cm的圓型范圍內(nèi)，水面上的4運(yùn)動(dòng)員手到腳的長度心10cm，若已知水的折射率為n=3，請根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深h,（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1213童圖丙）答案：（1）D；（3）設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為R，運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長為L折射定律nsina二sin90°幾何關(guān)系sina二L得h=\；n2-1?了r取L=2.2m，解得h=2.1(m)(1.6?2.6m都算對)解析：（1）根據(jù)愛因斯坦相對論，在任何參考系中，光速不變。D項(xiàng)正確。（3）根據(jù)題意能畫出光路圖，正確使用物象比解決本題的關(guān)鍵。設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為R,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長為L，光路如圖:折射定律nsina=sin9°°幾何關(guān)系sina=R,物象比-=纟寸R2+h2r1取L=2.2m，解得h=2.1(m)（本題為估算題，在取運(yùn)動(dòng)員實(shí)際長度時(shí)可以有一個(gè)范圍，但要符合實(shí)際，故求得h值可以不同1.6?2.6m均可）L8.（09?海南物理?18.（1））如圖，一透明半圓柱體L折射率為n=2，半徑為R、長為L。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出。球該部分柱00=6Oo④面的面積So解析：半圓柱體的橫截面如圖所示，OO'為半徑。設(shè)從A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)處恰好滿足全反射條件，由折射定律有nsin0二1式中，0為全反射臨界角。由幾何關(guān)系得ZOO'B0②S二2RLO'OB③代入題所給條件得_兀S=RL④39.(09?寧夏?35.(2))一棱鏡的截面為直角三角形ABC,ZA=30。，斜邊AB=a。棱鏡材料的折射率為n二罷o在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45。的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡射出的點(diǎn)的位置(不考慮光線沿原來路返回的情況)。解析:設(shè)入射角為i,折射角為r由折射定律得sini=n①sinr由已知條件及①式得r=30o如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖1所示。設(shè)出射點(diǎn)為F,由幾何關(guān)系可得3AF=一a③83即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)a的位置。8如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖2所示。設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為Do由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角圖/設(shè)全發(fā)射的臨界角為0，則c圖/?1sm0=⑤cn由⑤和已知條件得0=45o⑥c因此，光在D點(diǎn)全反射。設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E,由幾何關(guān)系得ZDEB=9OoTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"BD=a—2AF⑦\(yùn)o"CurrentDocument"BE=BDsin3Oo⑧聯(lián)立③⑦⑧式得\o"CurrentDocument"BE=—a⑨81即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)§a的位置。810.（08?全國1?21）—束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角e射入，穿過玻璃磚自下表射出?已知該玻璃對紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過玻璃磚所用的時(shí)間分別為ti和t2，則在e從0°逐漸增大至9°°的過程中（B（B）t始終大于t12C.ti先大于后小于t2解析：設(shè)折射角為a，玻璃磚的厚度為h,t始終小于t12D.￡先小于后大于t2由折射定律n=S詈，且n=c，在玻璃磚hn4中的時(shí)間為t=vcoa，聯(lián)立解得t2*n2-sine，紅光頻率較小，e為零時(shí)，t]<t2,e為90°時(shí)，趨近漸近線，初步判定該函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，通過帶入e為其它特殊值，仍然有tVt,故B對。1211.（08?全國11?15）—束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線相對于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是紅光以30。的入射角入射紅光以45。的入射角入射

紫光以30。的入射角入射紫光以45。的入射角入射解析：因?yàn)橥N介質(zhì)對紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí)，紫光側(cè)移距離較大,A、B項(xiàng)錯(cuò)；設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離Ax二"smz（l-心衛(wèi),可見對于同一種色光，v'n2-sin2i入射角越大，側(cè)移距離越大,D項(xiàng)正確。12.（08?四川?21）如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為（C）A^.-'2A^.-'2B.1.5C.朽D.2解析：如圖，為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD行于入射光線，故Z解析：如圖，為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD行于入射光線，故ZAOD=ZCOD=60。，所以ZOAB=30。，玻璃的折射率sin60。療n二=丫3sin30。平A13.（08?重慶?19）如圖是一個(gè)1圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、4H將半徑OM分成5等份，虛線EE「FF.GG.HH平行于半徑0N,0N邊可吸

收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=5,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線A.不能從圓孤荷射出A.不能從圓孤荷射出B.只能從圓孤兄射出能從圓孤印^射出能從圓孤麗射出能從圓孤印^射出能從圓孤麗射出解析：本題考查光的折射有關(guān)的知識，本題為中等難度題目。由該棱鏡的折射率為513n=3可知其臨界角C滿足：sinC=n=5，可求出GG1右邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓弧NG1射出。14.（08?寧夏?32）一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為心3的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上,

折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示。已知入射光線與桌面的距離為j3r/2。求出射角。解析：設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC,OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角a為入射角。過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，ZCOB=a。又由△OBC知sina設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為0設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為0,由折射定律得sinasin0由①②式得0二30。由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角Y(見圖)為30°。由折射定律得sin丫1sino=<3因此sin9二+，解得9=60。本題考查幾何光學(xué)知識，通過畫光路圖，根據(jù)折射定律，由幾何關(guān)系列式求解。15.(08?山東?37)麥克斯韋在1865年發(fā)表的《電磁場的動(dòng)力學(xué)理論》一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。(1)一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場橫波圖象如圖1所示?求該光波的頻率。(2)圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上,a、b是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖.并標(biāo)出出射光線與界面法線夾角的度數(shù)。

圖1圖2答案見解析解析：(l)設(shè)光在介質(zhì)中的傳