1 光的反射和折射知识点题库

如图所示，ABC是一直角三角形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直BC射入，已知棱镜的折射率n= $\text{[math]}$ ，AB=8L，OB= $\text{[math]}$ L，∠CAB=15°，已知sin15°= $\text{[math]}$ ．

（1）求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向；
（2）求从O点入射到第一次输出，光线在棱镜中所用的时间．

下列关于光现象的说法中正确的是（）

A . 在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 B . 在光的双缝干涉实验中若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄 C . 光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D . 光的偏振现象说明光是一种纵波

（1）警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率。下列说法正确的是_______。

A . 车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高 B . 车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低 C . 警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低 D . 警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变
（2）如图，由透明介质构成的半球壳的内外表面半径分别为R和 $\text{[math]}$ 。一横截面半径为R的平行光束入射到半球壳内表面，入射方向与半球壳的对称轴平行，所有的入射光线都能从半球壳的外表面射出。已知透明介质的折射率为 $\text{[math]}$ 。求半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径。不考虑多次反射。

有一个直角三角形的玻璃棱镜ABC，截面如图。 $\text{[math]}$ ，D点是AC边的中点。一束红光从D点沿平行于AB方向射入棱镜，光线到达AB面上的E点发生全反射，并垂直BC边从F射出，则玻璃对红光的折射率为。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线到达AB面上时比E点更靠近。(填“A点”或“B点”)。

如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°．一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。

（1）求棱镜的折射率；
（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。

如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以相同的入射角射到平行玻璃砖的上表面（玻璃砖上下表面做够大、对a、b两种光的折射率均大于1.5），直线OOˊ与玻璃砖上表面垂直且与其交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃上表面折射后两束光相交于图中的P点，下列说法正确的是（）

A . a光光子的能量大于b光光子的能量 B . 若a光能使某种金属发生光电效应，则b光一定能使该金属发生光电效应 C . 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光小 D . 只要入射角相同，a光在玻璃砖中传播的时间始终小于b光在玻璃砖中传播的时间

同一单色光以不同的入射角射向介质a和介质b的界面，入射光、反射光和折射光的三种情形如图所示，则下列说法正确的是（）

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A . 光源处在介质a中 B . 光在介质b中的波长更长 C . 光在介质a中的能量更大 D . 光在介质b中的传播速度更小

如图所示为内径为R、外径为2R的空心玻璃圆柱体的截面图，一束单色光从圆柱体截面图的最高点A以 $\text{[math]}$ =60°的入射角射入，折射光线恰好与内圆相切，设光在真空中的传播速度为c。

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（1）求光线在玻璃圆柱体中的传播时间t（不考虑多次反射）；
（2）若入射角由 $\text{[math]}$ 减小到 $\text{[math]}$ ，使折射光在内圆表面恰好发生全反射，求 $\text{[math]}$ 的大小。

某透明体外形如图所示，它由折射率相同、半径不同的两个共轴球体组成，大球外表面镀了一层不透光物质，且大球的球心O′恰好在小球球面上，平行轴线的光束从半径为R的小球射入，会聚在轴线上的P点，光线的会聚角α=30°，真空中光速为c．求：（答案可以用三角函数表示）

①透明体的折射率；

②从两球体的交点处射入的光线，从进入透明体至到达P点的时间．

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一个用折射率为n=1.5的透明介质做成的四棱柱的横截面图如图所示，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上。求：

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（1）光线进入棱镜后，能否从BC面射出棱镜；
（2）分析说明光线能否从CD面射出；若能射出，折射角的正弦值为多少。

如图，截面为四分之一圆、半径为 $\text{[math]}$ 的玻璃砖 $\text{[math]}$ 静止于水平地面上，一束单色光垂直于 $\text{[math]}$ 、从 $\text{[math]}$ 点射入玻璃砖后，在地面上的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 点各得到一个亮点，且 $\text{[math]}$ 长为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 长为 $\text{[math]}$ 则玻璃砖对该光的折射率为（　　）

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

如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin 53°=0.8)。已知水的折射率为 $\text{[math]}$ 。

(ⅰ)求桅杆到P点的水平距离；

(ⅱ)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。

已知某红宝石激光器发出的激光由空气斜射到折射率n= $\text{[math]}$ 的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45°角，如图所示。真空中的光速c=3.0×10⁸ m/s。

（1）求从O点射入薄膜中的光的折射角及速率。
（2）一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)，如图，单色光照射到薄膜上表面a，一部分光从上表面反射回来(这部分光称为甲光)，其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄膜下表面b反射回来，再从上表面折射出去(这部分光称为乙光)，甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉，称为薄膜干涉，乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt。理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：Δt的最大值Δt_m与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δt_m·Δν≈1才会观察到明显稳定的干涉现象。若该激光频率ν=4.32×10¹⁴ Hz，它的频率宽度Δν=8.0×10⁹ Hz，试估算在如图所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度d_m。

关于光现象，下列说法正确的是（）

A . 图a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b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衍射现象 C . 图c中肥皂膜上出现彩色条纹是光的干射现象 D . 图d中佩戴特殊眼镜观看立体电影利用了光的偏振现象

用同一双缝干涉实验装置做甲、乙两种光的双缝干涉实验，获得的双缝干涉条纹分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（）

A . 甲光的波长比乙光的波长大 B . 甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度 C . 对同一种介质，甲光的折射率小于乙光的折射率 D . 从同种介质射向空气甲光发生全反射的临界角小于乙光 E . 遇到同一障碍物，乙光比甲光更容易发生明显的衍射现象

如图所示，某透镜的横截面为圆形， $\text{[math]}$ 为圆心， $\text{[math]}$ 为直径。相同的单色光甲、乙分别从A、P两点沿平行 $\text{[math]}$ 方向射入透镜，两单色光在透镜中传播的时间比为 $\text{[math]}$ 。单色光乙经透镜偏折后由 $\text{[math]}$ 点射出，测得P、Q两点到直径 $\text{[math]}$ 的距离比为 $\text{[math]}$ 。已知圆的半径为 $\text{[math]}$ ，光在空气中的传播速度为 $\text{[math]}$ ，求：

（ⅰ）该透镜的折射率n；

（ⅱ）单色光乙从 $\text{[math]}$ 点传播至与直径 $\text{[math]}$ 延长线的相交点所用时间。

如图所示，玻璃砖的截面是半径为R的四分之一圆，一光线从半径 $\text{[math]}$ 上到圆心O距离为 $\text{[math]}$ 的D点沿截面射入玻璃砖，入射光线与 $\text{[math]}$ 的夹角 $\text{[math]}$ ，折射光线射到 $\text{[math]}$ 弧上的E点，且光线在 $\text{[math]}$ 弧上的入射角 $\text{[math]}$ 。求玻璃砖对该光线的折射率n。

科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400~450纳米的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示，人们可用防临光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（）

A . 用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤 B . 把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤 C . 在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤 D . 用折射率较大的材料做镜片，利用光的全发射将蓝光过滤

民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（）

A . a光的折射率大于b光折射率 B . 在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度 C . 从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小 D . 让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大

如图所示，圆心为 $\text{[math]}$ 、半径为 $\text{[math]}$ 的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从 $\text{[math]}$ 点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角 $\text{[math]}$ 时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则（）

A . 玻璃砖的折射率为 $\text{[math]}$ B . 光从玻璃到空气的临界角为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之间的距离为 $\text{[math]}$ D . 光在玻璃砖内的传播速度为 $\text{[math]}$

1 光的反射和折射 知识点题库

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