1 光的反射和折射知识点题库

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 . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 1.5 D . 2

如图所示，一圆柱形桶的高为d、底面直径 $\text{[math]}$ ．当桶内无液体时，用一细束单色光从某点A沿桶口边缘恰好照射到桶底边缘上的某点B．当桶内液体的深度等于桶高的一半时，仍然从A点沿AB方向照射，恰好照射到桶底上的C点．C、B两点相距 $\text{[math]}$ ，光在真空中的速度c=3.0×10⁸m/s．求：

（i）液体的折射率n；

（ii）光在液体中传播的速度v．

[物理——选修3–4]

（1）
P、Q是一列沿x轴传播的简谐横波中的两质点，水平间距为 $\text{[math]}$ ＝40 cm，从某时刻开始计时，两质点的振动图象如图所示，则下列说法中正确的是_______。

A . P点的振动方程是 $\text{[math]}$ （m） B . 经过时间0.03 s，质点P运动到Q位置 C . 这列波遇到5 m的障碍物，也能发生很明显的衍射现象 D . 简谐横波的传播速度可能是 $\text{[math]}$ E . 简谐横波的传播速度可能是8 m/s
（2）
如图所示，扇形POQ为透明柱状介质的横截面，圆心角∠POQ=60°，半径为R，一条平行于角平分线ON的单色光由OP面射入介质，经OP面折射的光线都相交于M点，其中的折射光线恰好平行于OQ，光速度为c。求
①该介质对的折射率是多少？
②光从M点传到N所用的时间

如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是（）

A . 水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大 B . 在水中a光的临界角比b光的临界角大 C . 在水中a光的速度比b光的速度小 D . 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距

如图所示，实线为空气和水的分界面，一束红光从空气中的A点沿AO₁方向（O₁点在分界面上，图中O₁点和入射光线都未画出）射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为AB连线与分界面的交点。下列说法正确的是（）

A . O₁点在O点的右侧 B . 红光从空气射入水中时，速度变小 C . 若沿A O₁方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 D . 若红光在水中的B点沿BO方向射向界面，则红光在界面处有可能发生全反射

一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠C=30°，AB边长度为d．在此截面所在的平面内，一束单色光线从AB边中点O垂直AB边射入棱镜，已知棱镜对该单色光的折射率 $\text{[math]}$ ，光在真空中传播的速度为c，求：

①光线第一次从BC边射出时的方向与BC边的夹角 $\text{[math]}$ ；

②光线从AB边射入到第一次从BC边射出的过程中在棱镜中传播的时间t．

某三棱镜的横截面为一直角三角形，如图所示，∠A＝90°，∠B＝30°，∠C＝60°，棱镜材料的折射率为 n，底面 BC 涂黑，入射光沿平行与底面 BC 的方向射向 AB 面，经 AB 面和AC 面折射后出射。

①求出出射光线和入射光线延长线的夹角α；

②为使上述入射光线能从 AC 面出射，折射率 n 的最大值为多少？

如图所示，一个直角三棱镜放置在空气中，∠A=30°，一束含有a、b两种光的复色光垂直AB边射入三棱镜，a光恰好在AC边发生全反射，b光的折射角为60°，则a、b两种光在棱镜中传播速度之比为；用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样中，（选填“a”或“b”）光条纹间距较大。

如图所示，扇形透明介质AOB的半径为R，圆心角为45°，单色光沿平行OB方向从C点射介质，C点到OB的距离H= $\text{[math]}$ ，该介质的折射率n= $\text{[math]}$ 。光在AB面的入射角的正弦值为（）

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A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

关于光现象，下列说法正确的是（）

A . 图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象 B . 图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的折射现象 C . 图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象 D . 图丁中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象

超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 $\text{[math]}$ 。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离 $\text{[math]}$ ，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求 $\text{[math]}$ 的取值范围；
（2）若 $\text{[math]}$ ，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差 $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。

一束由红、蓝两单色光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖表面的A处，AB是半圆的直径；进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t₁和t₂ ，则（　　）

A . AC是红光，t₁小于t₂ B . AC是蓝光，t₁等于t₂ C . 在玻璃中单色光AC的传播速度大于单色光AD的传播速度 D . 若保持入射光束不变，把半圆形玻璃砖稍向左移，则两束光可能同时到达半圆面

一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束蓝光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路)。如果将一细束绿光仍从P点沿平行底面AB方向射入三棱镜，则从BC面射出的光线（）

A . 仍从Q点射出，出射光线平行于AB B . 仍从Q点射出，出射光线不平行于AB C . 可能从Q'点射出，出射光线平行于AB D . 可能从Q″点射出，出射光线平行于AB

如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃砖的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分成OB、OC两束光，则 ( )

A . 光束OB是红光 B . 紫光在真空中的波长比红光在真空中的波长小 C . 紫光在玻璃中的频率比红光在玻璃中的频率小 D . 两束光分别在OB、OC段传播时所用的时间相等

如图所示，半圆柱体的玻璃砖截面的半径 $\text{[math]}$ ，直径 $\text{[math]}$ 与光屏 $\text{[math]}$ 垂直并接触于A点。一束激光 $\text{[math]}$ 从圆弧侧面射向玻璃砖的圆心 $\text{[math]}$ ，当入射光线与竖直直径 $\text{[math]}$ 之间的夹角为 $\text{[math]}$ 时，在光屏 $\text{[math]}$ 上出现两个光斑，且A点左侧光斑与A点之间的距离为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）求玻璃砖的折射率 $\text{[math]}$ ；
（2）若改变激光 $\text{[math]}$ 的入射方向，使激光经过 $\text{[math]}$ 点后在光屏 $\text{[math]}$ 上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离。

如图，单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3×10⁸m/s，求：

（1）该单色光在玻璃板内传播的速度；
（2）对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围。（不考虑反射）。

如图所示，一块玻璃砖的横截面为三角形ABC与半圆AOCP的组合体，三角形的斜边AC正好是半圆的直径，O点为圆心，半圆的半径为R， $\text{[math]}$ 。一束单色光从P点射向圆心O，∠POA=67°。已知玻璃砖的折射率 $\text{[math]}$ ， sin48.6°=0.75，sin37°=0.6，求：

（1）如果光束射到AB面上，分析能否发生全反射；
（2）光从玻璃砖射出时与入射光PO间的夹角。

超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示．在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 $\text{[math]}$ ．一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽．已知相邻两棱镜斜面间的距离 $\text{[math]}$ ，脉冲激光中包含不同频率的光1和光2，它们在棱镜中的折射率分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ．取 $\text{[math]}$ ．则下列说法正确的是（）

A . 上方光线为光1 B . 光1和光2通过相同的干涉装置后，光2对应的干涉条纹间距更大 C . 为使光1和光2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，则 $\text{[math]}$ D . 若 $\text{[math]}$ ，则光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差约为 $\text{[math]}$

一种“光开关”的核心区如图所示，其中A、B是两个完全相同的、截面为等腰直角三角形的棱镜，直角边与矩形虚线框平行，两斜面平行，拉开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质，以实现开关功能。单色光从A的左侧垂直于棱镜表面射入，若能通过B，则为“开”，否则为“关”。若棱镜对单色光的折射率 $\text{[math]}$ ，不充入介质，通过计算判断这种“光开关”能否实现“关”功能。

某透明材料制成的一棱镜的截面图如图所示，一细光束从距OB高度为 $\text{[math]}$ 的E点沿半径射入棱镜后，在圆心0点恰好发生全反射，经CD面反射，再从圆弧上的F点射出。已知OA=a， $\text{[math]}$ 。求：

（1） F点的出射光线与法线的夹角；
（2）光在棱镜中传播的时间（光在空中传播速度为c）。

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