光的反射和折射 标准答案.doc

光的反射和折射 标准答案一、单选题： 本大题共60小题， 从第1小题到第14小题每题3分 小计42分； 从第15小题到第60小题每题4分 小计184分； 共计226分。 1、标准答案：B 试题提示： 由题意可知，平面镜每秒转动60根据光的反射定律和几何关系可知，当反射光线转过60时平面镜转过30，用时0.5秒，所以AB上出现光点数应为6个2、标准答案：D 试题提示： 解决这个问题首先要弄清楚两个基本事实：一是当白光通过三棱镜折射后发生色散现象，色光的偏折角随频率的增大而增加二是对于一种金属来说，当某一频率的光照射到该金属表面能发生光电效应，若以频率更高的光照射到该金属表面上时，则一定能够发生光电效应若以频率较低的光照射到该金属表面上时，则不能确定是否能发生光电效应如图所示可以看出，ABc三束光的频率是依次增大的，由于b光照射到金属表面上能有光电子放出，则c光照射到这种金属表面上时一定能够产生光电效应；但对于a光照射到金属表面上时，由于不知道这金属的极限频率与a光频率的关系，所以不能判断出是否能产生光电效应掌握基本的实验事实是分析、判断本题的关键，在本题中白光的色散现象、产生光电效应的条件是分析问题的两个基本事实在此基础需要进行严密的逻辑推理，在本题中要特别注意的是：a光的频率可能会出现大于、等于或小于该金属极限频率的三种可能情况，切忌未加深入的思考，“想当然”地作出判断3、标准答案：D 试题提示： 如图2所示，作aCab面的法线，根据光的反射定律和几何关系可知：a=1=2，3=4=b，所以2a=b，D选项正确4、标准答案：D 试题提示： 如图2所示，过入射点作ac面的法线，由几何关系可知：入射角i=30，折射角r=60根据光路可逆原理，棱镜材料的折射率为在运用折射定律解题时，要注意确定界面和界面的法线，只有这样，才能准确找到入射角和折射角5、标准答案：B 试题提示： 涂有高反膜的玻璃类似于平面镜的作用，增大反射减小透射，所以室外的人看到的是室外物体的虚像6、标准答案：A 试题提示： 根据光的直线传播规律作出几何图形，确定任意时刻人头影的位置，应用运动学公式和几何知识推导出人头影的位移或速度随时间的变化关系即可判定设灯高SO=H，人高AO=h，如图所示，人以速度v经任意时间t到达A1位置处，由光的直线传播知人头A1的影子应在图示O处，由相似三角形的比例关系可得：其中SO=H，A1A1=AO=h ，OO为人头影在t时间内的位移，OA1=vt代入上式得解得：因为H、h、v是恒量，所以人头影子的位移OO跟时间t成正比，即人头影子做匀速运动从运动学角度判定物体做什么运动一般可先求出物体(或某点)的位移随时间的变化关系式，根据位移与时间是一个一次函数还是二次函数等即可判断物体做什么运动切勿凭感觉乱猜7、标准答案：C 试题提示： 发生双缝干涉的条件是两束光频率相同(相差、振动方向问题高中阶段不讨论)由于红光和绿光的频率不相同，故叠加后不能出现干涉条纹，但因红光和绿光都能发生明显的衍射现象，二者在屏上叠加，故仍有光亮此题考查了光的衍射和干涉，对光的干涉要牢牢的抓住：相干光源必须频率相等这一条件由于发光的特殊性，即使两个相同的光源甚至同一个光源的不同部位所发出的光的频率也不一定相同，只有采用特殊的方法从同一光源分离出两列频率相同的光波相叠加，才可能产生干涉现象8、标准答案：B 试题提示： 平行于主光轴的光经透镜所与主光轴的交点即为透镜的焦点，同一介质对不同频率的光的折射率不同，频率越大，折射率越大，其偏折程度也就大，焦距越小9、标准答案：D 试题提示： 根据平面镜成像规律画出光路图，如图所示，确定光斑位置依题意改变光源位置，重新画光路图，即可判断光斑大小变化当在B点的位置放一盆清水时，光线经过水的折射后再经平面镜成像，根据光的折射规律，像的位置将向下移动，因而使光斑变大10、标准答案：C 试题提示： 本题联系实际问题考查对光的折射现象的理解和应用它解决具体问题的能力 试题详解： 在思考这个问题时可以利用光路可逆的思想，设想从照相机镜头处有一点光源发光，能射出水面的只有向上射出的张角约为97的圆锥内，如图所示，从图中可看出，越靠近外侧射出水面后越接近水平根据光路可逆原理，水面外的所有光线进入水中，都变成从上方向下射入，而且越靠近水面处的射来的光线越在外侧，因此照出的像片，树梢都在中央而树干都向外呈放射状排列选项C正确11、标准答案：B 试题提示： 门外光线以不同的入射角从空气进入圆柱形玻璃，都将发生折射现象玻璃中的折射光线必须经过圆柱体底面中心方能由人眼看到依题意，当光线由所在门面的玻璃边缘入射，经折射后通过圆柱形底面中心时，这条入射光线与圆柱形玻璃轴线的夹角O最大，即为视场角，光路如图所示过玻璃边缘作与空气界面的法线，入射角为i，折射角为r由几何关系可知，根据，由式有：12、标准答案：D 试题提示： 解几何光学题，关键在作成像光路图物体恰好全部映入平面镜内，即物点射向平面镜边缘的入射光线经平面镜反射后射入眼中，根据平面镜成像规律作出如图所示光路图，利用几何关系即可求出物高据题意做出平面镜成像光路图如所示，C为观查点，AB为物，AB为像，由几何关系可得：，变换得所以像高cm由平面镜的成像规律可知物高AB=AB=18cm13、标准答案：C 试题提示： 光在传播过程中，传播速度光从空气进入玻璃中时，频率不变，波速减小，所以波长变短14、标准答案：A 试题提示： 白光的色散、干涉、衍射都可以产生彩色条纹，对于生活中出现的各种自然现象要清楚其产生的原理，雨后彩虹、天边的朝霞及阳光下五颜六色的水珠都是由于光的色散造成的15、标准答案：C 16、标准答案：C 17、标准答案：B 18、标准答案：A 19、标准答案：C 20、标准答案：C 21、标准答案：A 22、标准答案：D 23、标准答案：D 24、标准答案：C 25、标准答案：A 26、标准答案：D 27、标准答案：D 28、标准答案：A 29、标准答案：A 30、标准答案：A 31、标准答案：B 32、标准答案：A 33、标准答案：B 试题提示：人离开平面镜较远时，从人眼引出的指向平面镜边缘的射线间夹角较小，依光路可逆原理知景物范围相应小些：依平面镜成像规律知人像仍是全身像34、标准答案：B 35、标准答案：C 36、标准答案：A 37、标准答案：B 38、标准答案：C 39、标准答案：B 40、标准答案：A 41、标准答案：D 42、标准答案：A 43、标准答案：C 44、标准答案：A 45、标准答案：D 46、标准答案：B 47、标准答案：C 48、标准答案：C 试题提示：提示：思路一：找出眼在镜中的像E，过E和镜两端向x轴连线则两交点之间的范围即为可视范围思路二：找出x轴在镜中的像，过(3.0)点(眼的置)和镜的两端向x轴的像连线则两交点的范围49、标准答案：C 试题提示：提示：平面镜移动的水平速度v可分解为v1 和v2两个分速度其中只有垂直镜面的分速 v2对像有影响50、标准答案：D 试题提示：提示：用几何方法可以证明任意入射光线经两个相互垂直的平面镜反射后，反射光线 总与入射光线平行，所以转动此镜后，反射光线方向不变51、标准答案：B 试题提示：提示:52、标准答案：B 53、标准答案：C 54、标准答案：D 55、标准答案：C 56、标准答案：C 57、标准答案：C 58、标准答案：D 59、标准答案：C 60、标准答案：B 试题提示： 画出光路图进行分析即可二、填空题： 本大题共34小题， 第61小题为2分； 从第62小题到第68小题每题3分 小计21分； 从第69小题到第81小题每题4分 小计52分； 从第82小题到第89小题每题5分 小计40分； 从第90小题到第93小题每题6分 小计24分； 第94小题为7分； 共计146分。 61、 试题详解： 62、 试题详解： 4563、 试题详解： 64、 试题详解： 65、 试题详解： 66、 试题提示： 试题详解： 67、标准答案：0.6 68、 试题详解： 69、标准答案：3,BC 70、 试题详解： 2.5m/s71、 试题详解： 72、 试题详解： 2(或180-2)73、 试题详解： 1574、 试题详解： 75、 试题详解： 76、标准答案：DBCA 试题提示： 在圆孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到一个光亮的圆，缩小圆孔，亮圆也随之缩小；然后在屏上得到小灯泡的倒立的像，这种现象叫小孔成像，光仍然是沿直线传播；圆孔缩小到一定程度时，发生衍射现象，在屏上就得到一些明暗相间的圆环，圆孔进一步缩小直到闭合，光环数增多、面积扩大，光环亮度减弱直到完全黑暗只有在光的波长比障碍物小得多的情况下，光才可以看作是直进的，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还要小的时候，光的衍射现象就十分明显了随着物理条件的改变，所发生的物理现象也可发生相应的变化，故分析物理现象时，要注意从量变到质变的过程77、标准答案：红 78、标准答案：BC,60,AC,60 79、 试题详解： 80、 试题详解： 81、 试题详解： 2vsin，沿SS连线向S运动82、 试题详解： 83、 试题详解： 84、 试题详解： 1.73,85、 试题详解： 3.0;1.73;1.73m/S86、 试题详解： 在至之间87、 试题详解： 88、 试题详解： 89、 试题详解： 90、 试题详解： ,0.67,1.5091、 试题详解： 答：1.45或1.46的同样给3分，正确做出光路图的再给3分。92、 试题详解： 93、 试题详解： 约1.33,2.2594、标准答案：32.5 三、多选题： 本大题共21小题， 从第95小题到第100小题每题3分 小计18分； 从第101小题到第115小题每题4分 小计60分； 共计78分。 95、标准答案：BD 试题提示： 入射光线是靠近b端并从右方入射的，在bc面上就可能发生全反射；入射光线是靠近b端并从左方入射的，在bc面上就一定不会发生全反射，而相当于一个三棱镜96、标准答案：ABC 试题提示： 全反射棱镜对光路有两种控制作用：将光的传播方向改变90，或是改变180，而没有会聚光线的作用观察D选项发现光线需经过会聚才能出现这样的结果，所以D选项错误将全反射棱镜如图放置，可满足要求97、标准答案：BD 试题提示： 在真空中，任何频率的光波的传播速度是相同的，都为c，所以A选项错误不同频率的光波在同一介质中传播的速度是不同的，这是因为同一介质对不同频率的光的折射率不同，频率越大，折射率n越大，根据，所以频率越大，传播速度越小，B选项正确对，C选项错误因为，所以频率越大，临界角C就越小，D选项正确98、标准答案：BE 试题提示： 白光的色散、白光的干涉、白光的衍射都会形成彩色条纹在实验室规范的条件下，这些条纹各有各自的特点，在自然界，这些条纹就不太好区分我们应从形成的条件把它们区分开白光的色散要有一个透明体，且入射面与出射面不平行；衍射要有一个狭缝；干涉有双缝干涉、薄膜干涉，在自然界中经常能看到薄膜干涉，要找到一个薄膜，还要有光的反射对于一些常见的自然现象，我们应了解其产生的原因，只有做到学习与生活实践相结合才能做到活学活用99、标准答案：ABD 试题提示： 7世纪分别以牛顿和惠更斯为代表提出了光的微粒说和波动说，这两种学说分别把光当作宏观的粒子流和机械波动，它们是相互对立的，但是每一个学说都有一定的理论依据，微粒说能很好的解释光的直线传播、反射，但无法解释为什么在两种介质的分界面即有反射又有折射，波动说能解释光的反射、折射以及光的叠加现象，却无法解释光的直线传播现象了解物理学的发展简史能使我们清楚知识的来龙去脉，更全面系统的掌握所学知识，同时也有利于培养同学的科学精神100、标准答案：ABC 试题提示： 发生全反射现象的条件是：光从光密介质射向光疏介质，入射角大于等于临界角现光线从空气射向玻璃砖，玻璃对空气来说是光密介质，因此在AB界面上不可能发生全反射现象入射光进入玻璃砖后发生折射现象，偏折情况如图所示折射光线入射到BD的分界面上，这时的入射角可能大于临界角，则在BD的分界面上有可能发生全反射现象若折射光线OE在BD界面上发生全反射现象，反射光线EF入射到CD分界面上，入射角等于r，而r是小于临界角的这一点从入射到AB界面上入射光线及其折射光线OE的关系上可得以说明因为入射角i小于90，所以折射角r小于临界角C因此在CD界面上不可能发生全反射现象本题考查学生对发生全反射现象条件的掌握，以及发生全反射的条件的分析判断全反射现象发生的条件是光线由光密介质射入光疏介质且入射角大于临界角当入射角等于临界角时，折射角应等于90；当入射角小于临界角，不发生全反射现象，此时折射角小于90根据光路可逆原理，若光线从光疏介质射入光密介质，且入射角小于90，则此时的折射角也一定小于临界角，由此判断出该题中r小于临界角是本题的关键101、标准答案：CD 102、标准答案：AD 103、标准答案：AC 104、标准答案：AB 105、标准答案：BC 106、标准答案：BD 107、标准答案：BD 108、标准答案：BD 109、标准答案：BCD 110、标准答案：BD 111、标准答案：BD 112、标准答案：ABD 113、标准答案：AC 114、标准答案：BCD 115、标准答案：ACD 四、作图题： 本大题共14小题， 第116小题为3分； 从第117小题到第120小题每题4分 小计16分； 从第121小题到第124小题每题5分 小计20分； 从第125小题到第128小题每题6分 小计24分； 第129小题为8分； 共计71分。 116、 试题详解： 117、 试题详解： 118、 试题详解： 119、 试题详解： 光线在AB和AC面上各全反射一次后从AB面上射出，图略120、 试题详解： 如图121、 试题详解： 122、 试题详解： 见图123、 试题详解： 124、 试题详解： 光路如图所示125、 试题详解： 如图2所示，根据和水的折射率大于1，所以可以确定，光线从空气射入水中，入射角一定大于折射角(ir)如图3所示，光线沿直线SA射入或从M点左侧射入水面偏折后进入潜水员的眼睛是不可能的由可知，在入射角不为0的情况下，折射角是不能等于0，所以光线不能沿SNA的路线传播又根据折射定律中：入射光线和折射光线位于法线两侧，所以入射光线入水面的交点不能在N点的右侧所以只有通过M、N两点之间范围内的光线才可能入射到潜水员的眼睛(不包括M、N两点)126、 试题提示： 试题详解： 127、 试题详解： 用两个平面镜或一个全反射棱镜，见图所示128、 试题详解： 光路如图所示129、 试题详解： 临界角：五、计算题： 本大题共63小题， 从第130小题到第131小题每题3分 小计6分； 从第132小题到第134小题每题5分 小计15分； 从第135小题到第145小题每题6分 小计66分； 从第146小题到第158小题每题8分 小计104分； 从第159小题到第160小题每题9分 小计18分； 从第161小题到第186小题每题10分 小计260分； 从第187小题到第189小题每题12分 小计36分； 第190小题为14分； 从第191小题到第192小题每题15分 小计30分； 共计549分。 130、标准答案：A 试题提示： 根据光的折射定律，光从水中进入中空三棱镜，入射角小于折射角，光线将向上方偏折由于水对波长大的光折射率大，所以红光比紫光偏折更强烈131、标准答案：D 试题提示： 当小球扔出后，作平抛运动如图2所示，经过一段时间后小球A运动到某一位置，它在屏上的影子应位于SA连线上的B点，设灯S到屏的距离为L，影子B下落的高度为H此时小球的水平位移X=v0t，竖直位移由几何关系可知，将两式代入式，整理得：，此式说明影子作匀速直线运动132、 试题提示： 推广平面镜成像的物像对称的特点，可以推广到物与像的运动关于平面镜对称的一般情况，读者在解决此类问题时应特别注意这一点回顾讨论光源在平面镜中所成的像的运动情况，是平面镜成像中比较常见的问题，对理解平面镜成像的特点及相对运动有很大的帮助作用特别提醒注意以下几点：对平面镜成像的特点深刻理解；仔细审题，弄清谁在“动”，如本题中若是平面镜水平向右匀速运动，则情况与原题不同，请同学们自己分析；弄清所求像点是相对于哪个物体的运动，本题中若求像相对于点光源的运动，则需利用速度的矢量合成进行计算，请同学们自行分析 试题详解： 解答方法一如图所示设点光源经t时间由S处运动到处，由平面镜成像特点可知，点光源在平面镜中所成的像由处运动到处，且，即：vt，所以点光源在平面镜中所成的像的速度大小等于v，方向与平面镜成角方法二如图所示，将点光源的速度分解成垂直于平面方向的速度，平行于平面镜的速度，利用平面镜成像特点作出点光源在平面镜中的像，平行于平面镜的速度为、垂直于平面镜的速度为，由平面几何知识可知，v，方向与平面镜成角补充当点光源S与平面镜的相对位置发生变化时，点光源在平面镜中所成的像与平面镜的相对位置亦发生变化求解光源的像的运动，即是求解像点相对于平面镜的位置关系如何变化思路一利用平面镜成像的对称性，可作出任意两时刻的光源的位置及像点的位置，求解出像点的位移随时间的变化规律即可求出像的运动情况思路二若将光源的速度分解成平行于镜面方向的速度和垂直于镜面方向的速度，容易知道像点平行于镜面方向的速度与相同，而垂直于镜面方向的速度与等值反向，再利用速度的合成即可求出像点的实际速度133、标准答案：15个 试题详解： 15个134、标准答案：在a区域内的红藻生长得最慢 试题详解： 由玻璃三棱镜对白光的色散情况可知，a区内为红光部分，而红藻对红光的吸收能力最弱，又没有其他光能照射到它，所以在a区内的红藻生长得最慢135、 试题提示： 求解几何光学类型题目，运用数学知识解题及进行证明，是常用的方法读者在进行相关计算时应充分利用题给条件，并与数学知识紧密结合，迅速把所求问题转化成三角形中的边角关系，是解决此类问题的关键本题是光的折射现象中的基本问题，解决本题不仅要求读者对入射角、反射角、折射角和折射率的概念清楚，而且还要根据题意正确找出各角度之间的关系，因此要求读者能对光的反射规律、折射规律灵活运用，对能力要求较高 试题详解： 方法一 如图所示，做出入射光线的反射光线及折射光线，并设反射角为、折射角为r、入射光线与界面间夹角为、折射光线与界面间的夹角为由平面几何知识可知：当反射光线与折射光线垂直时，联立、两式并代入n的值可以解得：iarctan此题得证方法二 在下图的直角三角形中表示tani，由三角形中的边角关系可知：sini因为i比较、两式可知，与互为余角，即反射光线与折射光线垂直入射光线与法线之间的夹角为入射角；反射光线与法线之间的夹角为反射角；折射光线与法线之间的夹角为折射角，通过审题首先应弄清楚本题所问的是哪两条光线互相垂直介质的折射率定义为：光从真空射向介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，这是解决本题的基础思路一 利用反证法及折射率的定义求解若能证明当反射光线与折射光线垂直时，入射角为iarctan即可思路二 利用三角函数及折射率的定义求解为证明反射光线与折射光线垂直，只需证明当入射角为iarctan时，反射光线与界面间的夹角、折射光线与界面间的夹角互余即可136、 试题详解： 地面接收站还能够收到信号，证明如下：在图中所示的光路中，由光的反射定律可知：由直角三角形知识可知：所以：ABCDCB，即：ABCD上式表明，地面接收站仍能接收到卫星传来的信号137、 试题详解： 如图所示，由光的反射定律可知：由三角形知识可知：OP2h tan i138、 试题详解： 140、标准答案：1.73 试题详解： 1.73141、 试题详解： 142、 试题详解： (1)；(2)图略143、 试题提示： 推广通过平面镜观察物体，即物体发出的光经平面镜反射后能射入人眼，这是人眼能看到物体的像的基本原理，在解题时应特别注意这一点回顾求解人眼能看到物体所成的像的范围，一般都有以上两种方法，解题的关键是弄清人眼能观察到像所描述的物理现象，在具体的作图过程中，应注意以下几点：准确说明作图的理论依据，语言要言简意赅；光路图中的光线要虚实分清，辅助线要画成虚线；最后要标明表示光的传播方向的箭头 试题详解： 解答方法一利用平面镜成像的对称性做出电线杆AB通过水面所成的像，分别做出眼睛与河岸两边缘的连线EP和EQ并延长，与电线杆的像交于、两点，根据对称性作出C、D，连接CP、DQ，画出表示光线传播方向的箭头，则人通过水面能看到电线杆的部分为CD，光路如图所示方法二根据平面镜成像的对称性作出人眼E的像，作出与河岸两边缘的连线并延长，与电线杆交于C、D，画出表示光的传播方向的箭头，则CD部分即是所求，光路如图所示 补充水面可视为一平面镜，人通过水面观察电线杆，即是观察电线杆通过水面所成的像，因此本题属平面镜成像的作图问题思路一人能看到物体，是因为物体发出的光射入人的眼睛，因此本题是求解电线杆的哪些部分发出的光经平面镜反射后可射入人眼利用平面镜成像的对称性，作出电线杆AB的像，然后做出能射入人眼睛中的反射光线即可求解人通过水面看到的电线杆的部分思路二利用光路可逆性，AB发出的光经水面反射后能射入人眼，则若把人眼想像成一点光源，此问题可转化成求解人眼睛发出的光通过水面反射后能照亮电线杆的部分144、 试题详解： 5cm,200cm,R5cm145、 试题详解： l 146、 试题详解： 147、 试题详解： 148、 试题详解： 如图所示，做出小球在t时刻形成的影子的光路图小球在运动过程中做平抛运动，由其运动规律可知：hl由三角形知识可知：联立以上三式可得：式中，g、L均为常量，表明影的位移与运动的时间成正比，即影的运动为匀速运动149、 试题详解： 如图所示，设卫星所在处为P，作出A处的人能看到卫星的光路图，图中表示二小时内地球自转的角度由图中所示可知：为卫星离地面的最小距离由三角形关系可得：由圆周运动知识可知：POR6.38解以上关系式可得：6.38150、标准答案：(1)略;(2)1.79 试题详解： (1)略;(2)1.79151、 试题提示： 推广日食和月食都是光沿直线传播的实例，但月食的形成原因是由于太阳光被地球挡住，而月球本身不能发光，人不能看见太阳光经月球的反射光线，因此人便无法看到月球形成月食的光路图，请同学们自行分析，并试着说明在哪个区域可以看见月全食，在哪个区域可以看见月偏食回顾影的形成是光沿直线传播的结果，作出本影区和半影区的关键是找出边界的光线，解题时应特别引起注意能否看见日食的关键是人是否处于太阳的本影区或半影区，这一点同学们应有深刻的认识 试题详解： 解答如图所示，当月球运行到太阳与地球之间时，做出太阳发出的光被月球挡住的光路图处在月球的本影区a处的地球表面上的人看不见太阳的任何光线，因此处在这个区域的人可以看见日全食；处在月球半影区b处的地球表面上的人只能看见太阳上部或下部发出的光，因此处在这个区域的人可以看见日偏食；处在月球半影区c处的地球表面上的人能看到太阳的边缘发出的光，却无法看到太阳中心发出的光线，因此处在这个区域的人可以看见日环食补充 日食，即人在白天却看不见太阳的现象，与人在夜晚看不见太阳略有不同人在夜晚看不见太阳，是因为太阳发出的光被地球遮住，照射不到人眼所致；而“日食”却是太阳发出的光被地球以外的其他星体挡住，即被月球挡住，人无法看见太阳的现象光源发出的光被物体挡住后，在物体后面形成物体的影子，任何光线都照不到的地方被称为“本影区”，人眼处于“本影区”内将看不到光源的任何部分；光源发出的光，只有一部分光线可以照射得到而另一部分照射不到的区域被称为“半影区”，人眼如果处在“半影区”内，将只可以看到光源的一部分本题中，为说明日食的形成，只须找到太阳发出的光被月球挡住后，在地球上形成的本影区和半影区即可152、 试题详解： 沈括所描述的是光的直线传播的例子“若鸢飞空中，其影随鸢而移”所描述的是影的形成，其光路如图甲所示；“或中间为窗所束，则影与鸢相违，鸢东则影西，鸢西则影东又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂”所描述的是小孔成像的实例，其光路如图乙所示153、 试题详解： 154、 试题详解： ，图略；2155、 试题详解： (1)；(2)156、 试题详解： 图略;157、 试题详解： 光路如图所示由光的折射定律可知：解以上方程可得：n158、标准答案：鸟看到鱼离它的距离为6m;鱼看到鸟离它的距离为8m 试题详解：鸟看到鱼离它的距离为6m;鱼看到鸟离它的距离为8m159、 试题详解： 160、 试题详解： 光路见图在E点发生全反射，由折射定律由、式解得评分标准：本题9分式2分，式2分，、式各1分161、 试题详解： ，又根据题意，0=5.87107m，=5.11014HZ,光子的能量为E=h=6.6310345.11014=3.381023J162、 试题详解： 解：设入射角为，折射角为，根据折射定律知，三棱镜的折射率为n，由图可知，由以上可得：n当，时，n163、 试题详解： 根据光的反射定律大致画出光路图，可知：较小时，有可能发生两次以上反射；较大时，有可能只发生一次反射故角应在某一范围，应分别求出其最大、最小值先求角的最小临界值如图2，AO为入射光线，BC为第二次反射的反射光线，OP与BP为法线，BC平行于镜M，此时角为最小值经分析，有：i2=i1，22i2=180再由i1=90 得：1=1802再求角的最大临界值如图3，设光线经M一次反射后平行于N，有：2i2=180，2=2i=180所求角度为180?/FONT2180?/FONT本题中，确定发生一次反射与二次反射、二次反射与三次反射的临界状态是关键物理学中，经常要考虑临界条件，如物体反向运动、位移和距离的极大极小等，要用心分析、体会164、 试题提示： 如图，当光线在光纤内的入射角为临界角i0时，光线处于全反射的临界状态，从而有，整理有，所以当=90时，所以根据平行光导纤维的光速的水平分量为，所以，传播时间为式中c为光在真空中的传播速度165、 试题提示： 光束射到透明球的表面发生折射，遵循折射定律，在第二次到达球表面时发生全反射，遵循反射定律，第三次到达球表面时发生折射，射出球面，遵循折射定律，作出光路图后，即可分析计算(1)利用反射光线和入射光线的对称性作出球内的光路图如图2所示(2)光线在A点发生折射，遵守折射定律由得，所以由几何关系及对称性有，将代入得(3)由折射定律得可知，n越小，sinr越大，r越大，则越大所以红光最大，紫光最小166、 试题提示： 用对称法作S的像S，并作镜面经过时间t水平向右运动x的位移时S的像S”，如图所示根据平面镜成像规律，发光点S的像只能沿垂直于镜面的直线SOS向镜面移动167、 试题提示： 由已知临界角C=45，根据反射定律及几何知识，平面镜转过1=22.5时光线开始进入空气当平面镜转过67.5时，光线又发生全反射，不能进入空气，所以平面镜转过22.567.5间光线能进入空气平面镜转动的角速度 rad/s168、 试题提示： 假定AO、CO两条光线同在真空里，OB在另一种介质里，那么，如图2所示，介质的界面就应该是垂直于AOC的分角线PP的平面QQ于是根据折射定律，AO应该是入射线，OC应该是反射线，OB应该是折射线，所以由光的反射和折射定律以及几何关系，可求这种介质的折射率用相同的方法可求出另外两种情况(AO、BO和BO、CO在真空中)的介质折射率分别为、2.73 试题详解： 折射率分别为、2.73169、 试题详解： 如图2所示，为了使入射光线全部从另一端射出，从内圆边缘入射的临界光线，在玻璃棒外圆的入射角应大于临界角i0，根据折射定律所以，内圆半径应满足条件170、 试题提示： 当平行光束的临界光线AB，在内表面的入射角大于或等于临界角i0时，便不能折射入空心中，如图2所示设平行光束的临界半径为R，球的外半径为D，球的折射率为n根据折射定律，能进入球空心的平行光束的横截圆面积可以表示为(1)在BOC中，根据正弦定理和，有(2)所以，能进入空心的平行光束的横截圆面积为171、 试题详解： 如图所示，设入射角为i入射光与主轴的夹角为，折射角为r。在三角形PSO中，由三角形关系可知： 172、 试题详解： (1)光路图(2)计算173、 试题详解： 174、 试题详解： (2)光路如图所示由图可求得 光束在AD面的折射角 r =30 175、标准答案：(1)R/3;(2)d比上面结果小 试题详解： (1)R/3;(2)d比上面结果小176、 试题详解： (1)(2)177、 试题详解： 光路如图所示，各角度已标出;如果入射光是束白光，紫光的角最大，红光的角最小178、 试题提示： 光由光密介质射入光疏介质，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射现象由于同种介质对于不同波长的光的折射率不同，则由临界角的定义可以看出，折射率越大则临界角越小，即在入射角相同的情况下，折射率大的光更可能发生全反射现象而介质对于哪一种可见光的折射率更大一些，则可以通过三棱镜对光的色散作用进行分析、比较得出本题主要考查学生对全反射现象的应用，虽然近几年的高考要求对全反射现象中临界角的直接计算要求较低，但学生应能从光的一般的折射现象中探索更深层次的折射规律，这也是对学生学习能力的很好的训练方法另外，这几年高考命题中出现的要求学生根据熟悉的一般规律推导出特殊规律的题型应引起我们的重视，这种新题型更加注意对学生学习能力的考查如：(2000年全国春季高考)请根据光的折射规律回答以下各题：(1)用简明的语言表述临界角的定义；(2)玻璃和空气相接触，试画出入射角等于临界角时的光路图，并标明临界角；(3)当透明介质处在真空中时，根据临界角的定义导出透明介质的折射率与临界角的定义导出透明介质的折射率n与临界角的关系式 试题详解： 如图所示，做出光从玻璃射向空气时的光路图，并设发光面的两边缘分别为由图可以看出：若处发生全反射，则必不能从处射出因此，需在玻璃板上表面贴的纸片的最小直径为，由对称性可知：为最小半径由几何知识可知：式中C为光从玻璃射向空气的临界角由光的折射定律可知：n，式中i为光在空气中的折射角因为在处发生全反射，所以：i若使从玻璃上方看不到发光面，只需挡住能在玻璃板的上表面发生折射的光线即可注意到本题所述的发光物是一个“发光面”，则需从发光面两个边缘的“点光源”进行讨论光从玻璃射向空气时，由光的折射定律可知，折射角大于入射角因此当入射角等于某一个值C时，会使折射角等于，此时光恰好沿介面的表面射出，若再增大入射角，则将不会有折射光线射出，仅在介面处发生光的反射现象，这种现象被称为“全反射”现象，C被称为“临界角”本题只要能找到光从玻璃射向空气的临界角，则可求得所需纸片的最小面积179、 试题详解： 4.5cm180、 试题详解： 181、 试题详解： 解：当光源离木板高度接近于零时，水底影子半径最大，其极限值为7m182、 试题详解： 20426918183、 试题详解： 184、 试题详解： 略小于/15，图略185、 试题详解： 入射光穿过半圆柱透镜的光路如图所示，在C点的入射角为30，折射角在圆弧面上的全反射临界角A=arc sin(1/n)=45要使光在圆弧面上发生全反射，可使透镜下移，使得OCB=45则下移要使光在圆弧面上发生全反射，还可使透镜上移，使得OCB=45则上说明：正确求出折射率的得2分，求出临界角的再得1分正确求得两组解的各得2分186、 试题详解： 入射光线在AB界面上折射的折射角为30，能从DE面射出的入射光线在AF及BG面内，如图187、 试题详解： 188、 试题详解： 189、 试题详解： 作图如下由图可知，当S发出的偏向左的光束与竖直方向的夹角大于或等于时，则发生全反射，光线照不到杆上当S发出的偏向右的光束与竖直方向的夹角等于时，出射光线与杆平行也照不到杆上，即此时夹角不应大于或等于因此S发出的光束要照亮细杆，必须使光束与竖直方向的夹角满足：偏向左的光束小于45，偏向右的光束小于30190、 试题提示： 单色光线经平行玻璃砖折射后，出射光线仍与入射光线平行，但会发生一段侧移，这条规律对解决某些光的折射问题有时会带来很大的方便，读者应在学习过程中逐渐体会，灵活应用读者可继续分析：单色平行光束经平行玻璃砖折射后，光束的宽度是否发生了变化？本题考查光的折射定律、相关计算及作图方法的灵活应用，解题的关键是能够正确利用入射光束的两条边界光线找出两束光在出射时“不相交”的数学条件，这就要求读者首先能够作出较规范的折射光路图，这也是本题的难点所在值得指出的是：本题是典型的光的色散问题同种介质对不同波长(频率)的光的折射率不同，可以从白光通过玻璃三棱镜的色散现象推广到一般情况，这也是将不同频率的光“分开”的常用方法 试题详解： 方法一 如图所示，表示一条单色光线以入射角i入射到两面平行的玻璃砖的上表面，经上表面和下表面两次折射后的光路图并设玻璃砖对该单色光的折射率为n，玻璃砖的厚度为d由图可以看出，为出射光线与入射光线间的侧移量现求解如下：由平面几何知识可得：联立以上各式可得：上式表明，在入射角相同