1、第 1 页 共 60 页 第 2 页 共 60 页1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 300，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】试题分析：在 E 点作出法线可知入射角为 60，折射角为 30，由，可得折射率为 ；故 A 正确；由光路的可逆性可知，在 BC 边上603sin3的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式 可知， ，故cvnn空 气
2、介 C 正确；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 错误；故选 AC。考点：光的折射；全反射【名师点睛】光的直线传播题目中常考的内容为折射定律；在解题时要特别注意光路图的重要性，要习惯于利用几何关系确定各角度。2下图是一个 1/4 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 EE1、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=5/3,若平行光束垂直入射并覆盖 OM,则光线（ ）A不能从圆孤 NF1射出 B只能从圆孤 NG1射出C能从圆孤 G1H1射出 D能从圆孤 H1
3、M 射出【答案】B【解析】试题分析：由临界角公式得到 35sinC设圆弧的半径为 R， ，则由题可知，当光线从 G 点入射到圆弧面 G1点时，35sinC恰好发生全反射当入射点在 G1的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出当入射点在 G1的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出所以光线只能从圆孤 NG1射出故选 B考点：光的折射；全反射【名师点睛】此题是对光的折射及全反射的考查；解题时要画出规范的光路图，要知道当光从介质射向界面时，要考虑光线在界面上是否发生全反射本题比较容易。3如图所示，有一束平行于等边三棱镜截图 ABC 的单色光从空气射向 E 点
4、，并偏折到 F 点，已知入射方向与边 AB 的夹角为 =30，E、F 分别为边 AB、BC 的中点，则下列说法正确的是第 3 页 共 60 页 第 4 页 共 60 页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，波长变短D光从空气进入棱镜，波速变小E从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行【答案】ACD【解析】试题分析：在 E 点作出法线可知入射角为 60，折射角为 30，由，可得折射率为30sin6；故 A 正确；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3全反射，B 错误；由公式 ，且 可知， ，C、D 正确；三棱镜两次折射使得光线ncvfn
5、空 气介 都向底边偏折，不会与入射到 E 点的光束平行，E 错误；故选 ACD。考点：光的折射定律、全反射。【名师点睛】由几何关系可知入射角和折射角，由折射定律可求得折射率；求出三棱镜的临界角可以判断 F 点能否发生全反射；由波速的变化可得出波长的变化；由折射现象可知光束能否平行。4半径为 R 的半圆柱形介质截面如图所示，O 为圆心，AB 为直径，Q 是半圆上的一点，QO 垂直于 AB。相互平行的同种单色光 a 和 b，从不同位置进入介质，光线 a 沿直线射向 O 点，在 O 点恰好发生全反射，光线 b 从 Q 点射向介质，入射角为 45，b光经介质折射后，与 a 的反射光 OO交于 P 点，
6、则 P 到 QO 的垂直距离为（ ）A B C D (31)2R3R(23)R32R【答案】A【解析】试题分析：光线 a 在 AB 面上发生全反射，根据 得， ，解得折射率1sinC452n根据折射定律知， ，解得 b 光在半圆柱面上的折射角 ，根据三角形452sin= 30知识，则 ，整理可以得到： ，故选项 A 正确。0ta3xR(31)2xR考点：光的折射定律【名师点睛】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。5如图所示，为某种透明介质的截面图，AOC 为等腰直 角三角形，BC 为以 O 为圆心半径 R = 12 cm 的四分之一圆
7、弧，AB 与水平屏幕 MN 垂直并接触于 A 点.由红光和紫光两 种单色光组成的复色光从 BC 面射向圆心 O，在 AB 界面上的入射角 i=45，结果在水平屏幕 MN 上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为.判断在屏幕 MN 上产生的两处亮斑分别是由什么色光组成的；求两个亮斑间的距离.第 5 页 共 60 页 第 6 页 共 60 页【答案】红色与紫色的混合色;20.5cm【解析】试题分析：设红光和紫光的临界角分别为 C1、C 2，231sinC，601同理 2245,CiC 1所以紫光在 AB 面发生全反射，而红光在 AB 面一部分折射，一部分反射，由几何关系可知，反射光线与
8、 AC 垂直，所以在 AM 处产生的亮斑 P1为红色，在 AN 处产生的亮斑 P2为红色与紫色的混合色.OM NABCiP1 P2r画出如图光路图，设折射角为 r，根据折射定律 ins求得 36sin由几何知识可得： 1taAPRr，解得 21cm由几何知识可得 2O为等腰直角三角形，解得 AP2=12cm所以 )(621Pcm20.5cm考点：光的折射定律；全反射.6如图所示，空气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横截面是圆心角为 90。半2径为 R 的扇形 NBC。该柱体厚度为 h，即 MN=DC=AB=h。一束刚好覆盖 ABNM 面的单色光，以与该面成 450角的方向照射到 ABNM 面上。
9、若只考虑首次入射到 ABCD 面上的光，则 ABCD 面上有光透出部分的面积为（ ） A B. C. D. 6Rh4Rh3Rh125Rh【答案】B【解析】试题分析：根据折射定律有： ，得 ，折射sinr=4502sinii .r=角 r=30，即光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为 30过 N 的光线垂直入射到BC 界面上点 D 射出，D 到 B 之间没有光线射出；越接近 A 的光线入射到 NB 界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大根据临界角公式： ，12sinC可得临界角 C=45，设 BC 界面上的临界点为 E，此光线在 NB 界面上点 F 入射，在三角形 NEB 中可求得 NE 与
10、水平方向的夹角为：180-（120+45）=15，所以 E到 B 之间没有光线射出由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为 90-（30+15）=45= ，所以有光透出的部分的弧长为 ，则 ABCD 面上有光透出部分44R的面积为 ，故 ACD 错误，B 正确。RhS=第 7 页 共 60 页 第 8 页 共 60 页考点：光的折射定律；全反射。7固定的半圆形玻璃砖的横截面如图O 点为圆心，OO为直径 MN 的垂线足够大的光屏 PQ 紧靠玻瑞砖右侧且垂直于 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 较小时，光屏 NQ 区域出现两个光斑。逐渐增大 角，当
11、= 时，光屏 NQ 区城 A 光的光斑消失，继续增大 角，当 = 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 BA 光在玻璃砖中传播速度比 B 光的大C 时，光屏上只有 1 个光斑 D 时，光屏上只有 1 个光斑2【答案】D【解析】试题分析：由题意可知当 = 时，A 光在 MN 发生全反射，当 = 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 可知，玻璃砖对1sinC=A 光的折射率比对 B 光的大，选项 A 错误；由 可知 A 光在玻璃砖中传播速度cv比 B 光的小，选项 B 错误； 时，此时 A 光已经发生全反射
12、，故在 NP 部分油一个光斑，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，选项 C 错误； 时，AB 两束光都发生全反射，故在光屏上只有 1 个光斑，2选项 D 正确。考点：光的折射定律；全反射。8折射率 的直角玻璃三棱镜截面如图所示，一束单色光从 AB 面入射，入射角为 i(图中未标出)，ab 为其折射光线，ab 与 AB 面的夹角 60.则Ai45，光在 AC 面上不发生全反射Bi45，光在 AC 面上发生全反射Ci30，光在 AC 面上不发生全反射Di30，光在 AC 面上发生全反射【答案】 B【解析】 本题考查光的折射问题，意在考查学生对光的折射的理
13、解和应用由题图中几何关系可知折射角 r30，由折射定律 可得，i45.由全反射关系可知，临界角 ， ，由几何关系可得，光在 AC 面上入射角度为 60，因此光在AC 面上会发生全反射所以答案选 B.9如图所示，扇形 AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB60，一束平行于角平分线 OM 的单色光由 OA 射入介质，经 OA 折射的光线恰好平行于 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. ，不能发生全反射B. ，能发生全反射C. ，不能发生全反射D. ，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
14、知，介质的折射率 第 9 页 共 60 页 第 10 页 共 60 页 ；因为 ，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10 如图所示，有一半圆形玻璃砖，、两束不同频率的单色光从玻璃砖底边平行射入，a、b 为入射点（均在玻璃砖底边圆心 O 的左侧） ，两束光进入玻璃砖后一起射到 点， 垂直底边，下列说法正确的是（ ）OA从 点射出的一定是一束复色光OB若两束光为红光和蓝光，则从 a 点入射的是蓝光 C若增大两束光的入射角，则光将先发生全反射D若将光的入射点 a 左移一点，则两束平行光的出射光线也一定平行【答案】A【解析】试题分析：根据折射定律可以知道，两束光线射出时
15、的折射角是相同的，沿同一方向射出，所以是复色光，A 正确；两束光在空气中射入玻璃，空气中的入射角相同，玻璃中 a 的折射角大于 b 的折射角，有折射定律的 b 光线的折射率大于 a 光线的折射率，B 错误；若增大两束光的入射角，两束光线都不会发生全反射，C 错误；若将光的入射点 a 左移一点，两束光线不会交于一点，故射出时不平行，D 错误。考点：光的折射和全反射11如图所示，P 是一束含有两种单色光的光线,沿图示方向射向半圆形玻璃砖的圆心 O，折射后分成图中的 a、b 两束光线，则下列说法中正确的是（ ）A玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率Ba 光频率小于 b 光频率C在玻璃砖中传播
16、的时间 a 光比 b 光短D若让玻璃砖在纸面内绕 O 点逆时针转动，a 光先消失【答案】D【解析】试题分析：由图可知，a 光的折射率大于 b 光的折射率，A 错误；频率大的光折射率大，B 错误；由 n=c/v 知，a 光在玻璃中传播速度小于 b 光，a 光在玻璃砖中传播时间较长，C 错误；由 sinC=1/n,a 光的全反射临界角小于 b 光，旋转玻璃砖，a 光先消失，D 正确。考点：本题考查光的折射定律和全反射定律。12一束光穿过介质 1、2、3 时，光路如图所示，则( ) 1 2 3 45o 60o 30o A介质 2 的折射率最大B光线在介质 2 中的波长最长C光在介质 3 中的速度最大
17、D入射光线到达时介质 2 和介质 3 的界面时，一定也发生反射【答案】BD【解析】试题分析：由光线经过介质时的入射角和折射角之间的大小关系可知 ，312n故选项 A 错误；由 可知在介质 2 中传播的速度最大，故选项 C 错误；光在不同cvn介质内传播时的频率不变，根据 可知传播速度越大，波长越长，故选项 B 正vf确；光由介质 2 进入介质 3 时，由光疏介质进入光密介质，无论入射角多大都不会发生全反射，故选项 D 正确考点：折射定律；波速关系；光的全反射13一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏 P 上形成彩色光带。下列说法正确
18、的是( )A红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间长第 11 页 共 60 页 第 12 页 共 60 页B光带从左到右排列顺序为红紫C如果 a 逐渐减小时，则紫光最先消失D无论 a 多大，各色光都能从玻璃砖中射出【答案】C【解析】试题分析：七种单色光中，红光折射率最小，紫光折射率最大，光线从玻璃砖射向空气，入射角相同，折射角紫光最大，光路图如下，所以光带从左向右的排列顺序为紫红，选项 B 错。根据折射率 ，紫光折射率大，玻璃中传播速度最小，而七Cnv种单色光在玻璃砖中传播的路径等于半径，路程相同，紫光传播时间最长，选项 A 错。如果 逐渐减小，玻璃中的入射角逐渐增大，则空气中的折射角大于
19、入射角 而且 随入射角增大而增大，根据临界角 ，紫光临界角最小，入射角最小达到1arcsin紫光临界角最先发生全反射，最先消失选项 C 对 D 错。考点：光的折射全反射14a、b 为两束不同频率的单色光，以相同的人射角分别从 A、B 两点射人到玻璃砖，折射光线相交于 P 点，过 P 点作玻璃砖上表面的垂线交上表面于 N 点，如图所示，已知 NANB。则下列说法正确的是A真空中 a 光的传播速度小于 b 光的传播速度B真空中 a 光的频率小于 b 光的频率C在玻璃中，a 光的渡长小于 b 光的波长D 光从玻璃进人空气中，a 光全反射的临界角小于 b 光全反射的临界角【答案】B【解析】试题分析：从
20、空气进入玻璃，A、B 两束光的入射角相同，设入射角为 ，设 A、B 的折射角分别为 和 ，则 ， ，已知 NANB，所以 ，121tanANP2tanB12根据折射率 可知折射率 ，从空气进入玻璃时，全反射的临界角sinabn，可知 a 光全反射的临界角大于 b 光全反射的临界角，选项 D 错。真空1sinC中所以光传播速度相同都等于 ，ab 的传播速度相同，选项 A 错。根据折8310/ms射率越大，频率越高，可知 a 光的频率小于 b 光的频率，选项 B 对。频率越高波长越短，所以 a 光的波长大于 b 光的波长，选项 C 错。考点：光的折射全反射15如图所示，有一半圆形玻璃砖，、两束不同
21、频率的单色光从玻璃砖底边平行射入，a、b 为入射点（均在玻璃砖底边圆心 O 的左侧） ，两束光进入玻璃砖后一起射到 点， 垂直底边，下列说法正确的是（ ）OA从 点射出的一定是一束复色光OB若两束光为红光和蓝光，则从 a 点入射的是蓝光 C若增大两束光的入射角，则光将先发生全反射D若将光的入射点 a 左移一点，则两束平行光的出射光线也一定平行【答案】A【解析】试题分析：根据光的折射定律和几何关系知，两束光的出射光线分别于入射光线平行，所以两出射光线重合，为复色光，故 A 正确；频率越大的光，同一介质对它的折射率就越大，由图知，玻璃对 b 光的折射率较大，故 b 光的频率大，为蓝光，所以 B 错
22、误；由于光线从光梳进入光密，故不可能发生全反射，所以 C 错误；若将光的入射点 a左移一点，其出射点也向左移，出射光线与入射光线将不平行，所以 D 错误。考点：本题考查光的折射、全反射16一玻璃砖横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形(AC 边未画出)，AB 为直角边，ABC45；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( )第 13 页 共 60 页 第 14 页 共 60 页A从 BC 边折射出一束宽度与 BC 边长度相等的平行光B屏上有一亮区，其
23、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【答案】BD【解析】作光路图可知平行光从 AB 边射入后不发生折射，射到 BC 边上时，由临界角公式可得：sin C ，得 Carcsin 0.67，因此光线 ab 在 AB 面会发生全反射. 光线在 CD 面的入射角 r=r=30 则从光线 CD 面的出射光线与法线的夹角 i满足：sin i=nsinr=0.75 考点：光的折射定律及全反射。23频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后,其光路如图所示,下列说法正确的是 A.单色光
24、 1 的波长小于单色光 2 的波长 B.在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度 C.单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间 D.单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角 【答案】AD【解析】试题分析：由折射光路可知，单色光 1 的折射率大于单色光 2，则单色光 1 的频率大于单色光 2，单色光 1 的周期小于单色光 2，根据 ，所以单色光 1 的波长小于cT单色光 2 的波长 ，选项 A 正确；根据 在玻璃中单色光 1 的传播速度小于单色vn光 2 的传播速度，选项 B 错误；根据 ，所以单色光 1 从玻璃
25、到空气的全反Csi射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角，选项 D 正确；设光线由空气射向玻璃时的入射角是 折射角为 ，则 ，设玻璃的厚度为 d，则光线在玻sin璃中的路程为 ，穿过玻璃的时间为 ，联立以上各式可得：cosdxvxt，特殊的，当 =0 0时 ，n 越大则 t 越大，所以单色光 12inct cdt通过玻璃板所需的时间大于单色光 2 通过玻璃板所需的时间，选项 C 错误。考点：此题考查了光的折射定律、全反射现象及光在介质中的传播规律。 24 彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中 a
26、、b 为两束频率不同的单色光。对于这两束光，以下说法中正确的是 太阳光ba小水珠A单色光 a 比单色光 b 的频率高第 19 页 共 60 页 第 20 页 共 60 页B由水射向空气，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在水中 a 光的传播速度小于 b 光的传播速度D如果 b 光能使某金属发生光电效应，则 a 光也一定能使该金属发生光电效应【答案】B【解析】试题分析：由图可看出两种光从空气射入水珠时，入射角相同，而 b 光的折射角小于a 光，故 b 光的折射率大于 a 光，b 光的频率大于 a 光，选项 A 错误；根据则由水射向空气，a 光发生全反射的临界角大于 b 光发
27、生全反射的临界角，nC1si选项 B 正确；根据 ，在水中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度，选项 C 错误；vc由于 b 光的频率大于 a 光，所以如果 b 光能使某金属发生光电效应，则 a 光不一定能使该金属发生光电效应，选项 D 错误。考点：此题考查了光的折射定律、全反射及光电效应等知识。 25如图所示，折射率 n= 2的半圆形玻璃砖置于光屏 MN 的上方，其平面 AB 与 MN的距离 h=10cm。 一束单色光沿图示方向射向圆心 O，经玻璃砖后射到光屏上的 O点。现使玻璃砖绕圆心 O 点逆时针转动，下列关于光屏上光点的移动方向，距 O点的最远距离的说法，正确的是A向右移动，最远距
28、离 10cm B向左移动，最远距离 10cmC向右移动，最远距离 10 2cmD向左移动，最远距离 10 cm【答案】B【解析】试题分析：现使玻璃砖绕圆心 O 点逆时针转动,则在玻璃里面入射角逐渐增加，所以点向左移动，AC 排除。根据 可知，临界角为 45。说明此时正好转过1sinC45，所以最远的点在左侧与高 h 正好构成等腰直角三角形，所以最远距离 10cm，B对考点：几何光学点评：本题考查了几何光学光路的画法。通过全反射知识求出在 45时发生全反射，从而做出光路，求出最左边点的距离。26 如图所示，一束含有红光和蓝光的光线，由空气射入玻璃三棱 镜，折射后分成了 a、b 两束光，其中有一束
29、光在 AC 边界发生 了全反射，则下列说法中正确的是A. a 为红光，b 为蓝光，发生全反射的是 aB. a 为红光，b 为蓝光，发生全反射的是 bC. a 为蓝光，b 为红光，发生全反射的是 aD. a 为蓝光，b 为红光，发生全反射的是 b【答案】B【解析】试题分析：光折射时，频率越高，折射率越大，所以 a 应为红光，b 为蓝光，因此 CD排除。根据 可知，折射率越大，临界角越小，越容易发生全发射，所以发1sinC生全发射的应该为蓝光，B 正确考点：折射率、全发射点评：此类问题根据光的性质得出折射率与光频率的关系，通过全发射公式就可以分析出所要结论27如图所示，平面 MN 是透明介质和真空
30、的交界面，真空中的点 AB 与介质中的点C 在同一条直线上，且直线与平面交于 P 点已知 AB=BP=PC分别由 AB 点发出的ab 两种色光照到界面上的同一点 Q 点（图中未画出）后，进入介质中传播，都能够到达 C 点则下列叙述正确的是AQ 点与 P 点重合B逐渐增大入射角，a 光先发生全反射CQ 点在 P 点的右侧Da 光在真空中的波长大于 b 光在真空中的波长【答案】CD【解析】光由光疏介质进入光密介质入射角大于折射角，所以 Q 在 P 点的右侧，C 对；由于不知道两束光线的入射角大小，无法判断折射率大小，B 错28一个半径为 R 的玻璃半球，如图所示，平放在水平桌面上，已知玻璃的折射率为
