答案：
C
2.太阳光的可见光部分照射到地面上,通过一定的装置可观察到太阳光谱.图甲是一简易装置,一加满清水的碗放在有阳光的地方,将平面镜M斜放入水中,调整其倾斜角度,使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射,最后由水面折射回空气射到室内白墙上即可观察到太阳光谱的七色光带.逐渐增大平面镜的倾斜角度,各色光将陆续消失,则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是（ ）
A.红光—紫光,红光 B.紫光—红光,红光
C.红光—紫光,紫光
D.紫光—红光,紫光
解析：
在同一介质中,频率越大的光折射率越大,可知题图中发生的色散现象如图乙所示.又因为临界角C＝arcsin
故可知最先消失的光为紫光.
乙
答案：
C
3.如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面平行,它们分别是玻璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到空气中.如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则（ ）
A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
错解：
B
剖析：
有的同学认为在界面Ⅱ上,光由光密介质进入光疏介质,只要入射角足够大,就可能发生全反射现象,这
是错误的.错误的原因在于孤立地讨论光
在界面Ⅱ上能否发生全反射现象,而没有认识到光是由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ的,到达界面Ⅱ时光的入射角等于光在界面Ⅰ的折射角,它的大小是受到折射定律限制的,因此在界面Ⅱ上的入射角总是小于临界角.
正解：
在界面Ⅰ上光由空气中进入玻璃砖,是由光疏介质进入光密介质,不管入射角多大,都不发生全反射现象,则选项C正确；在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气,是由光密介质进入光疏介质.但是,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ进入玻璃后再达到界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此入射角总是小于临界角,因此也不会发生全反射现象,故选项D也正确.
答案：
CD
4.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气中射向柱体的O点（半圆的圆心）,产生反射光束1和透射光束2.已知玻璃折射率为
入射角为45°（相应的折射角为24°）.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于圆面的轴线顺时针转动15°,如图中虚线所示,则（ ）
A.光束1转过15°
B.光束1转过30°
C.光束2转过的角度小于15°
D.光束2转过的角度大于15°
解析：
转动前,反射光线与入射光线的夹角为90°,折射光线与入射光线的夹角为201°；转动后,反射光线与入射光线的夹角为120°,根据折射定律
＝
得r＝30°.则折射光线与入射光线的夹角为210°.因此折射光转过9°＜15°.故选项B、C正确.
答案：
BC
5.一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率,下列光路图中可能正确的是（ ）
解析：
同一介质对频率越高的光的折射率越大,因此,该玻璃砖对b光的折射率更大,光
通过平行玻璃砖时,会发生光路侧移,但出射光线仍与入射光线平行,因此选项B正确
.
答案：
B
6.目前,一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功.如图甲所示,某空间站位于地平线上方,现准备用一束激光射向该空间站,则应将激光器（ ）
A.沿视线对着空间站瞄高一些
B.沿视线对着空间站瞄低一些
C.沿视线对准空间站直接瞄准
D.条件不足,无法判断
解析：
当武器瞄准空间站时,光线如图乙所示,即看见的空间站位置比实际位置略高,但武器发射出的激光经过大气层和大气层的边缘时也要发生折射,由光路可逆原理知激光器应对准看到的空间站的像瞄准.故选项C正确.
答案：
C
金典练习 光的直线传播 光的反射 光的折射 全反射
选择题部分共10小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.
1.
某台钟钟
面上没有数字,只有刻度线.图示是从平面镜里面看到的钟的像,则此时指针指的时刻是（ ）
A.1点20分 B.11点20分
C.10点40分D.10点20分
答案：
C
2.在没有月光的夜晚,一个池面较大的水池底部中央有一盏灯（可看做点光源）,小鱼在水中游动,小鸟在水面上飞翔.设水清澈且水面平静,则下列说法正确的是（ ）
A.小鸟向下方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是暗的,周围是亮的
B.小鱼向上方水面看去,看到水面中部有一个圆形区域是亮的,周围是暗的
C.小鱼向上方水面看去,可以看到灯的像,像的位置与鱼的位置无关
D.小鸟向下方水面看去,可以看到灯的像,像的位置与鸟的位置无关
解析：
小鸟、小鱼看到的都是灯的像,而不是圆形区域；小鱼看到的是反射成像,像与物以反射面为对称面,像的位置与小鱼的位置无关；小鸟看到的是折射成像,像的位置与小鸟的位置有关
答案：
C
3.一人从街上路灯的正下方经过,看到自己头部的影子刚好在自己脚下.如果此人以不变的速度朝前走,则他头部的影子相对于地的运动情况是（ ）
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.变加速直线运动D.无法确定
解析：
设灯高为H,人高为h,如图所示.人以速度v从O点经任意时间t到达位置A处,即OA＝vt.由光的直线传播知头影在图示B处,由几何知识得：
＝
＝
OB＝
·OA＝
vt
故头影的速度为：
v′＝
＝
v
因为H、h、v都是确定的,故v′亦是确定的.即头影的运动就是匀速直线运动.
答案：
A
4.一光线以30°的入射角从玻璃中射到玻璃与空气的界面上,它的反射光线与折射光线的夹角为90°,则这块玻璃的折射率为（ ）
A.0.866 B.1.732 C.1.414 D.1.500
解析：
作出反射和折射的光路图如图所示.θ1为玻璃中的入射角,θ1′为反射角,θ2为空气中的折射角.根据折射率的定义和光路可逆原理可求解.
由光的反射定律可得：
θ1′＝θ1＝30°
由几何知识得：
θ2＋θ1′＝180°－90°＝90°
则θ2＝90°－θ1′＝60°
光从AO入射后从OC折射出,根据光路可逆原理,如果光从CO入射一定从OA折射,这时空气中的入射角θ2,玻璃中的折射角为θ1,所以有：
n＝
＝
＝1.732.
答案：
B
5.为了连续改变反射光的方向,并多次重复这个过程,方法之一是旋转由许多反射镜面组成的多面体棱镜（简称镜鼓）.如图所示.当激光束以固定方向入射到镜鼓的一个反射面上时,由于反射镜绕垂直轴旋转,反射光就可在屏幕上扫出一条水平线.依此,每块反射镜都将轮流扫描一次.如果要求扫描的范围θ＝45°且每秒钟扫描48次,那么镜鼓的反射镜面数目和镜鼓旋转的转速分别为（ ）
A.8,360r/minB.16,180r/min
C.16,360r/minD.32,180r/min
解析：
每块反射镜转过的角度α＝
其镜面数目N＝
＝16,转速n＝
＝3r/s＝180r/min.
答案：
B
6.酷热的夏天,在平坦的柏油公路上,你会看到在一定距离之处的地面显得格外明亮,仿佛是一片水面,似乎还能看到远处车、人的倒影,但当你靠近“水面”时,它也随你的靠近而后退.对此现象,下列解释正确的是（ ）
A.同沙漠蜃景具有相同的原理,是由于光的全反射造成的
B.“水面”不存在,是由于人们酷热难耐而产生的幻觉
C.太阳辐射到公路上,使公路上空气温度升高,越靠近公路的空气密度越小,有些光线发生全反射
D.太阳辐射到公路上,使公路上空
气温度升高,越靠近公路的空气密度越大,有些光线发生全反射
解析：
越靠近
柏油路面空气温度越高,空
气密度越小,有些光线发生如图所示的全反射.
答案：
AC
7.如图甲所示,有两束细平行单色光a、b射向空气中上下表面平行的玻璃砖的上表面.已知玻璃砖足够大,不需考虑光到达玻璃砖侧面的折射和反射.若玻璃砖对单色光a的折射率小于对单色光b的折射率,则下列说法正确的是（ ）
A.在玻璃砖中,a光比b光的速度小
B.两光束在玻璃砖中仍然是平行的
C.从玻璃砖的下表面射出后,两光束之间的距离一定比入射前的要小
D.无论增大或减小两光束入射到玻璃砖上表面的入射角,两光束最终都能从玻璃砖的下表面射出
解析：
a、b两束光穿过玻璃的可能光路如图乙、丙所示,故选项D正确.
答案：
D
乙 丙
8.如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,一细束白光从Q点垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,打到光屏P上,得到由红到紫的彩色光带.已知QM＝
.如果保持入射光线和屏的位置不变,只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动,移动的距离小于
则（ ）
A.在半圆形玻璃砖向上移动的过程中,屏上红光最先消失
B.在半圆形玻璃砖向上移动的过程中
屏上紫光最先消失
C.在半圆形玻璃砖向下移动的过程中,屏上红光最先消失
D.在半圆形玻璃砖向下移动的过程中,屏上紫光最先消失
解析：
一细束白光从Q点以垂直于直径MN的方向射入半圆形玻璃砖,从玻璃砖的圆弧面射出后,打到光屏P上,得到由红到紫的彩色光带.当半圆形玻璃砖向上移动的过程中,入射角减小,不会发生全反射现象,所以屏上光线不会消失,故选项A、B错误；半圆形玻璃砖向下移动的过程中,入射角增大,最先消失的是临界角小的,即紫光,故选项D正确.
答案：
D
9.某液体的折射率为
距液面深h处有一个点光源,站在旁边的人看到液面被该光源照亮的圆形区域的直径为（ ）
A.2hB.
hC.2
hD.h
解析：
岸上的
人看到水面被照亮是因为光线从水中射出后进入了人的眼睛.光线在水面上发生了折射,如图所示.设光线OA在界面上恰好发生全反射,则sinC＝
可知C＝45°,由几何关系可知：
tanC＝
解得：
r＝htanC＝h
故其直径d＝2r＝2h.
答案：
A
10.地球与太阳之间的距离比地球的半径大得多,可认为射到地球的太阳光为平行光.假设地球表面没有大气层,那么,太阳照亮地球的范围比有大气层时太阳照亮地球的范围（不考虑地球大气层的变化）（ ）
A.大B.小
C.不变D.条件不足,无法确定
解析：
如图所示,假设地球周围没有大气层,则太阳光只能照亮图中双箭头直线所示的区域.当地球表面存在大气层时,由于空气的折射率大于1,且离地球表面越近,大气层越密,折射率越大,相当于太阳光从光疏介质进入光密介质,肯定要发生折射,作出其光路图如图中的单箭头折线所示.显而易见,地球表面没有大气层时,太阳光照亮地球的范围比有大气层时照亮地球的范围要小一些,故选项B正确.
答案：
B
非选择题部分共3小题,共40分.
11.（13分）图示为一测量微小位移的装置.光线从放在刻度尺后面的发光体P发出,垂直射向平面镜M上,再反射到刻度尺上,刻度尺距镜面的距离CO＝1m.当使平面镜绕O旋转一微小角度θ后,反射光线射到刻度尺的N处.已知CN＝2cm,求镜面上离点O为5cm的A点向上移动的距离AA′.
解析：
平面镜转过θ角时反射光线转过2θ角,即
∠CON＝2θ,CN＝CO·tan2θ
又2＝100·tan2θ
解得：
θ＝38′12″
AA′＝OA′·sinθ＝5×sin38′12″cm＝0.05cm.
答案：
0.05cm
12.（13分）如图甲所示,直角玻璃棱镜中∠A＝70°,入射光线垂直于AC面,求光线从棱镜第一次射入空气中的折射角,并作光路图.（已知玻璃的折射率为
）
解析：
作出光路图如图乙所示,光第一次射到AB面上时,入射角∠1＝70°,发生全反射；再射到BC面上时,入射角∠2＝50°,大于临界角,发生全反射；再射到AB面上时,入射角∠3＝30°,发生折射.根据
＝
可知折射角∠4＝45°.
答案：
第一次射入空气时的折射角为45° 光路图如图乙所示
13.（14分）如图甲所示,透明介质球的球心位于O点,半径为R,光线DC平行于直径AOB射到介质球的C点,DC与AB的距离H＝
R.若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时,从球内折射出的光线与入射光线平行,作出光路图,并算出介质球的折射率.
解析：
光路如图乙所示,光线经反射后到达介质与空气的界面时,入射角i′＝r,由折射定律可得折射角r′＝i,折射光线PQ与入射光线DC平行,则：
∠POA＝∠COA＝i
sini＝
＝
解得：
i＝60°
由图可知,折射角r＝
＝30°
所以sinr＝
折射率n＝
＝
.
答案：
如图乙所示
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