1、第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、选择题（题型注释）1.（单选）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60，已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（ ）A. B. 1.5C. D. 22.如图所示是一种折射率的棱镜。现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小i60，求： （1）光在棱镜中传播的速率； （2）画出此束光线进入棱镜后又射出棱镜的光路图，要求写出简要的分析过程。3.（多选）一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，则下列说法正确的是:（ ）A当入射角大于450时会发生全反射B无论入射角多大，折射角都不
2、会超过450C入射角为450时，折射角为300D当入射角为arctan时，反射光线跟折射光线恰好垂直第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题（题型注释）4.直角玻璃三棱镜的截面如图所示，一条光线从AB面入射，ab为其折射光线，ab与AB面的夹角= 60已知这种玻璃的折射率n =，则：这条光线在AB面上的的入射角为 ；图中光线ab （填“能”或“不能”）从AC面折射出去5.如图所示，一个用透明材料制成的截面为直角三角形的三棱镜ABC现在有一束单色光从空气中以=45的入射角自直角边AB射入，折射时的偏转角为15，然后光线射到AC面而刚好发生了全反射，则这种透明材料的折射
3、率为_，全反射的临界角为_，角A=_.6.如图所示，用某种透光物制成的直角三棱镜ABC；在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在AB面的左侧透过棱镜观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像_，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4，使P3_，P4_.记下P3、P4的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4的位置作直线与AB面相交于D，量出该直线与AB面的夹角为45.则该透光物质的折射率n_，并在图中画出正确完整的光路图评卷人得分三、实验题（题型注释）评卷人得分四、计算题（题型注释）7.如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，画
4、出这束光进入棱镜后的光路图（要求必须有计算步骤）8.知光线自空气射入甲介质中，入射角为60，折射角为30；光线从乙介质射入空气，入射角为45，折射角为60，求：（1）甲、乙两种介质的折射率之比n甲n乙 ；（2）光在甲、乙两种介质中的光速之比v甲v乙9.如图所示，真空中有一个半径为R，折射率为n的透明玻璃球一束光沿与直径成045角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光线在玻璃球中的传播时间 10.如图所示，真空中有一个半径为R，折射率为n的透明玻璃球一束光沿与直径成045角的方向从P点射入玻璃球，并从Q点射出，求光线在玻璃球中的传播时间 11.一棱镜的截面为直角三角形ABC，A=30o，斜边
5、AB=a。棱镜材料的折射率为。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(如图所示)。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。12.如图所示，是一透明的圆柱体的横截面，半径R=2 cm，折射率n=。真空中一束光线沿平行于直径AB的方向从D点射人圆柱体，折射光线恰好通过B点。真空中光速c=30108 m/s，求： 光在圆柱体中的传播速度v0。 入射点D与AB间的距离d。13.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为半径R=12cm的四分之一圆弧，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
6、光射向圆心O，在AB分界面上的入射角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AM和AN两处产生亮斑的颜色；求两个亮斑间的距离14.图示为半径R=m的半球形介质截面，O为圆心，相互平行的单色光a和b从不同位置进入介质光线a在O点恰好发生全反射。光线b的入射角为=15入射点为M，出射点为N求：（光的速度c=3.0108m/s）介质的折射率。光线b从M传播到N的时间。（结果保留两位有效数字）15.有一顶角为直角的玻璃砖，放在空气中，一光束斜射入玻璃砖的一个侧面，如图所示，然后投射到它的另一个侧面若该玻璃砖全反射临界角为42，问：这束光线能否从另一侧面射出
7、？并说明理由若光线能从侧面射出，玻璃砖折射率应满足何条件？16.如图所示，直角三棱镜的折射率n，A30。一束与OB面成30角的光线射向OB面，从AB面上的C点射出。若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向。17.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知A60，C90，一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，ADa，棱镜的折射率为n，求：求此玻璃的临界角；光从棱镜第一次射入空气时的折射角；光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c)。18.一半径为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
8、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。19.如图所示，一个半径为R的透明圆柱体放置在水平面上，一束蓝光从A点沿水平方向射入圆柱体后经B点射出，最后射到水平面上的C点。已知OA，该圆柱体对蓝光的折射率为，则：它从圆柱面射出时的出射角为多大？若换用一束红光同样从A点射向该圆柱体，则它从圆柱体射出后在水平面上形成的光点在C点的哪侧？20.图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c.（1）为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条
9、件；（2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所用的最长时间。21.一棱镜的截面为直角三角形ABC，A=30o，斜边AB。棱镜材料的折射率为。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）。（13分）22.（2）（10分）如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于B点激光a以入射角i=30射向半圆玻璃 砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现）画出如图光路图23.如图是一个透明圆柱介质的横截面，B、C为圆上两点。一束单色光沿AB方向入射，从c点射出，已知ABOBOC = 1200 ，真空中
10、光速c = 3108m/s 。求： 光在介质中的折射率n 光在介质中传播速度v24.如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成一束频率为5.31014 Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角60.已知光在真空中的速度c3108 m/s，玻璃的折射率n1.5，求：(1)这束入射光线的入射角多大？(2)光在棱镜中的波长是多大？(3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角(结果可用三角函数表示)25.半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O,两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直光线的入射点A为圆柱面的顶
11、点,光线的入射点为B,AOB=60,已知该玻璃对红光的折射率n=求：(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；(2)若入射的是单色蓝光,则距离d比上面求得的结果是大是小?26.如图所示,直角三棱镜ABC的折射率为,棱镜的角B为300,今有一束平行于BC边从斜边D点入射的单色光，在BC上某点E发生全反射后,从AC边上F点射出.已知BC边的长度为2d,BD的长度为d,光在真空中的传播速度为C.要求:作出光在三棱镜中的光路图;求发生全反射的点E与B点的距离;求光在三棱镜中传播的时间.27.如图所示，等腰直角三角形ABC为一个三棱镜的截面，折射率为n（n1.5），直角边AB的长为a一束很
12、细的单色光从AB中点垂直入射，光在真空中的传播速度为c 在图上画出该光束在棱镜中的光路图； 求该单色光通过三棱镜的时间为多少？评卷人得分五、简答题（题型注释）评卷人得分六、作图题（题型注释）28.如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，画出这束光进入棱镜后的光路图（要求必须有计算步骤）评卷人得分七、辨析题（题型注释）评卷人得分八、估算题（题型注释）评卷人得分九、判断题（题型注释）评卷人得分十、证明题（题型注释）试卷答案1.C据题意，由于岀射光线和入射光线平行，则光线AB和光线BC关于法线B0对称，则法线与岀射光线和入射光线平行，所以ABO=30，则折射角
13、r=OAB=30，据折射定律有：n=sin60/sin30=，所以C选项正确。2.3.BCD4.45(2分) 不能5.6.让P2的像挡住(1分) 挡住P1、P2的像(1分) 挡住P3以及P1、P2的像(1分) (2分) 见解析图(2分) 7.8.9.设光线在玻璃球中的折射角为，由折射定律得sin0/sinn 解得：30由几何知识可知光线在玻璃球中路径的长度为 L2RcosR光在玻璃的速度为 vc/n/2 c光线在玻璃球中的传播时间 tL/vR /c.10.设光线在玻璃球中的折射角为，由折射定律得sin0/sinn 解得：30由几何知识可知光线在玻璃球中路径的长度为 L2RcosR光在玻璃的速度
14、为 vc/n/2 c光线在玻璃球中的传播时间 tL/vR /c.11.光路图如图所示（2分）设折射光线与AB的交点为D设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：（1分）解得 （1分）由几何关系可知，在D点的入射角 （1分）设全发射的临界角为，则 （1分）解得（1分）因此，光在D点全反射。设光线的出射点为E，由几何关系得： （1分） 解得： （1分）即出射点在BC边上离B点的位置。12.13.设红光和紫光的临界角分别为、，（1分）同理所以紫光在成发生全反射，而红光在面一部分折射，一部分反射，（1分）且由几何关系可知，反射光线与垂直，所以在处产生的亮斑为红色，在处产生的亮斑为红色与紫色的混合色 （2
15、分）画出如图光路图， （1分）设折射角为，两个光斑分别为、，根据折射定律求得 （2分）由几何知识可得：解得cm （1分）由几何知识可得为等腰直角三角形，解得=12cm所以cm（2分）14.15.16.解：设临界角为C，则，即 由折射定律，所以 1分，所以光在AO面上发生全反射。 1分光线在AB面折射， 1分 1分解得 1分光线在AB面折射，垂直射向AO面，再次反射，之后光在AB面再次折射，有 1分由对称性 1分综上所述：有两束光从AB面射出，分别为与AB面成30角向右，与AB面成30角斜向左上方，如图所示。17.解析： (1)设玻璃对空气的临界角为C，则sinC，C45.(2)如图所示，i16
16、0，因i145，发生全反射i2i13030C，由折射定律有：，所以r45.(3)棱镜中光速v，所求时间：t.18.19.下图是民国时期非常流行的一款国产欧式女鞋广告，据此分析，国产“欧式”女鞋流行的原因是： A西方文明的冲击 B辛亥革命后社会习俗的变化C民族工业的发展 D“抵制洋货、爱用国货”运动的推动20.（1）sini (2)Tmax=Ln2/c21.22.设折射角为r，根据折射定律解得 由几何知识得，OPQ为直角三角形，所以两个光斑PQ之间的距离解得 两个光斑求两个光斑之间的距离L23. m/s24.(1)设光在AD面的入射角、折射角分别为1、2，230根据n得sin1nsin21.5s
17、in300.75，1arcsin0.75.（2分）(2)根据n得v m/s2108 m/s，（1分）根据vf得 m3.77107 m. （1分）(3)光路如图所示，光线ab在AB面的入射角为45，设玻璃的临界角为C，则sinC0.67sin450.67，因此光线ab在AB面会发生全反射（2分） 光线在CD面的入射角2230 图（2分）根据n，光线在CD面的出射光线与法线的夹角11arcsin0.75. （2分）25.R/3 小26.(1)略 (2)BE= (3)27.）如图（2分）设单色光的临界角为C 则， 单色光射入三棱镜后，在AC界面上的入射角，故发生全反射反射角，光垂直于BC边射出，在三棱镜中的路径长度为a 单色光在三棱镜中的传播速度 （2分）则光通过三棱镜的时间 （2分）28.
