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考点1 光的折射和全反射1.(09全国卷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 )A24m B32m C40m D48m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.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。2.(09全国卷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 )聞創沟燴鐺險爱氇谴净。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,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。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。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。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。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,Rr。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 )彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。A. n可能为B. n可能为2C. t可能为D. t可能为解析: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C45,再根据n可知n;光在透明柱体中运动路程为L4r,运动时间为tL/V4nr/c,则t4r/c,CD均错。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。5.(09浙江18)如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点,并偏折到F点,已知入射方向与边的夹角为,、分别为边、的中点,则( AC )厦礴恳蹒骈時盡继價骚。A该棱镜的折射率为B光在点发生全反射C光从空气进入棱镜,波长变小D从点出射的光束与入射到点的光束平行解析:在E点作出法结线可知入射角为60o,折射角为30o,折射率为;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,可知C对;三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折,不会与入射到点的光束平行,故D错。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。6.(09山东37) (物理物理3-)(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,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,的值。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。图2解析: (2)当光线在水面发生全放射时有,当光线从左侧射入时,由折射定律有,联立这两式代入数据可得。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0.9(为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5,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)籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。(A)0.4c (B)0.5c (C)0.9c (D)1.0c預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。(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的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度,若已知水的折射率为,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深,(结果保留两位有效数字)渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。答案:(1)D;(3)设照片圆形区域的实际半径为,运动员的实际长为折射定律几何关系得取,解得(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,运动员的实际长为,光路如图:折射定律 几何关系 得取,解得(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值可以不同均可)8.(09海南物理18.(1)如图,一透明半圆柱体折射率为,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。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。解析:半圆柱体的横截面如图所示,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,由折射定律有式中,为全反射临界角。由几何关系得代入题所给条件得9.(09宁夏35.(2)一棱镜的截面为直角三角形ABC,A=30o,斜边ABa。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)。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。解析:设入射角为i,折射角为r,由折射定律得 由已知条件及式得 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,由几何关系可得即出射点在AB边上离A点的位置。 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点的入射角设全发射的临界角为,则由和已知条件得因此,光在D点全反射。 设此光线的出射点为E,由几何关系得DEB=联立式得即出射点在BC边上离B点的位置。10.(08全国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t1和t2,则在从0逐渐增大至90的过程中 ( B )贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。A.t1始终大于t2 B.t1始终小于t2C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2解析:设折射角为,玻璃砖的厚度为h,由折射定律n= ,且n= ,在玻璃砖中的时间为t= ,联立解得t2,红光频率较小,为零时,t1t2,为90时,趋近渐近线,初步判定该函数为单调函数,通过带入为其它特殊值,仍然有t1t2,故B对。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。11.(08全国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 )蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。A.红光以30的入射角入射B.红光以45的入射角入射C.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,可见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D项正确。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。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 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。( C )A. B.1.5 C. D.2O60ABCD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,所以,玻璃的折射率 .13.(08重庆19)如图是一个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、FF1、 GG1、HH1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=,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线 ( B )驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。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 可知其临界角C满足:,可求出GG1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NG1射出。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。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。求出射角。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。解析:设入射光线与1/4球体的交点为C,连接OC,OC即为入射点的法线。因此,图中的角为入射角。过C点作球体水平表面的垂线,垂足为B。依题意,COB=。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。又由OBC知sin=设光线在C点的折射角为,由折射定律得由式得由几何关系知,光线在球体的竖直表面上的入射角(见图)为30。由折射定律得因此,解得.本题考查几何光学知识,通过画光路图,根据折射定律,由几何关系列式求解。15.(08山东37)麦克斯韦在1865年发表的电磁场的动力学理论一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率。(2)图2表示两面平行玻璃砖的截面图,一束平行于CD边的单色光入射到AC界面上,a、b是其中的两条平行光线。光线a在玻璃砖中的光路已给出。画出光线b从玻璃砖中首次出射的光路图.并标出出射光线与界面法线夹角的度数。答案 见解析解析:(l)设光在介质中的传播速度为v,波长为.频率为f,则f=v=联立式得f从波形图上读出波长=410-7m,代人数据解得f =51014Hz (2)光路如图所示16.(08 广东物理14)(1)大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向和尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的。(2)光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的现象,要发生这种现象,必须满足的条件是:光从光密介质射向,且入射角等于或大于。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。答案 (1)速度 频率 (2)全反射
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