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2009高考秘籍系列物理之几何光学
【2009高考考纲解读】从2009高考考纲来看，几何光学依然为高考命题的热点之一。通过历年高考试题的分析，可以发现光的反射和折射是高考考查的热点问题，高考中经常涉及到的知识点有反射、折射、全反射、临界角和色散的基本概念等。掌握光的反射定律、折射定律，掌握发生全反射现象的充要条件。熟悉平面镜、棱镜、平行玻璃砖等光学器件对光路的控制特征。了解光的色散现象。掌握画反射光路与折射光路的方法。
【解题方法归纳】就近几年的高考试题来看，平面镜问题和不同色光的折射率、全发射、光导纤维等问题时常成为热点问题，而且大多将光的本性和几何知识结合进行考查。主要以选择题和作图题的形式考查。
【专题聚焦】
1．光的直线传播
（1）在同一种均匀介质中，光是沿直线传播的，小孔成像、影的形成都是光直线传播的例证。如果介质分布不均匀，光在传播过程中就会发生弯折，海市蜃楼现象就是例证。
（2）光的传播过程也是能量传递的过程。
（3）光的传播速度
①光在真空中的传播速度为
②在其它介质中的速度，式中n为介质的折射率，n>1，故v（4）光年
光在真空中一年时间内传播的距离称之为1光年。注意光年是长度单位而不是时间单位。
光年=C·t= C=3.0×108m/s×365×24×3600s=9.46×1015m.
2.影的形成
点光源发出的光,照到不透明的物体上时,物体向光的表面被照亮,在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域,这就是物体的影.影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的。
(1)分类:本影与半影.
①本影:光源上所有发光点都照不到的区域.
对同一个物体,其本影区的大小,与光源发光面的大小和光源到物体的距离有关:光源到物体的距离一定时,光源发光面越大,则物体的本影越小;光源发光面越小,则物体的本影越大.光源发光面一定时,光源到物体的距离越小,则物体的本影区越大;光源到物体的距离越大,则物体的本影区越小.
②半影:光源上一部分发光点的能照到,而另一部分发光点照不到的区域成为半明半暗的半影.
本影与半影都是光的直线传播的结果.
(2)日食和月食的形成
日食:如图所示.
a.在月球的本影区①里,可看到日全食(完全看不到太阳);
b.在月球的半影区②里,可看到日偏食(只能看到一部分太阳);
c.在月球的半影区③里,可看到日环食(只能看到太阳的边缘部分).
月食:
a.当月球处于②③里时，看不到月食，这是由于仍有部分光射到整个月球，整个月亮仍然是亮的，只不过比它在影区外稍微暗一些；
b.当月球一部分处于①里时,可看到月偏食(只能看到一部分月亮);
c.当月球全部处于①里时,可看到月全食(完全看不到月亮).
由地理知识可知，月球不可能进入半影区3中，所以不可能出现月环食。
3．光的反射定律
(1)光传播到两种介质的交界面上时，改变原来的传播方向而又返回到原介质中传播的现象即为光的反射现象。
(2)光的反射定律
①反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内,反射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
②反射角等于入射角
（3）在反射现象中，光路是可逆的。在有些问题中利用光路可逆，巧妙地把物点看成像点，或者把像点看成物点，对解决有些问题有很大的帮助。
4.平面镜成像
(1)平面镜的光学特点:只改变光束的传播方向,不改变光束的性质.
①入射光束是平行光束,反射光束仍然是平行光束;
②入射光束是会聚光束,反射光束仍然是会聚光束;
③入射光束是发散光束,反射光束仍然是发散光束.
(2)平面镜成像特点:像在平面镜的后面是正立等大的虚像,物像关于镜面对称.
即:像与物方位关系:上下不颠倒,左右要交换.
（3）平面镜成像是反射定律运用的具体实例，漫反射现象也严格遵守光的发射定律。
5．光的折射
（1）光的折射：
光由一种介质射入另一种介质时，在界面上将发生光路改变的现象叫光的折射．折射不仅可以改变光路，还可以改变光束的性质．
（2）光的折射定律：
折射光线在入射光线和法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分居在法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数：．
在光的折射中光路是可逆的．
6.折射率
（1）光由真空射人某种介质发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率，即．
说明：折射率是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身决定，同时光的频率越高，折射率越大。而与入射角、折射角的大小无关．
（2）与光速的关系
介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比，即n=c/v
说明：①由n=c/v可知，任何介质的折射率都大于1.
②由和，当光由真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．
③两种介质相比较，折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质．
（3）分析光的折射时，一般需作出光路图，以便应用折射规律及光路图中提供的几何关系来解答．
在实际应用中，常见方法是：①三角形边角关系法；②近似法，即利用小角度时，θ≈tanθ≈sinθ的近似关系求解．
7.全反射和临界角
（1）当光线从光密介质射到光疏介质的界面上时，若入射角大于临界角，则折射光线消失，只产生反射的现象叫全反射．
产生全反射的条件是：
①光从光密介质射向光疏介质；
⑵入射角大于或等于临界角．两条件必须同时存在，才发生全反射。
（2）临界角：折射角等于900时的入射角叫临界角．显然，临界角是一种特殊的入射角．当光线从某介质射入真空(或空气)时，其临界角的正弦值为．
注意：发生反射时，不一定发生折射，如：全反射时无折射；发生折射时，却一定存在反射。
8.棱镜、光的色散
（1）棱镜
①光线通过棱镜时，出射光将向底面偏折．通过棱镜可看到物体的虚像，像的位置向顶角偏移．
②横截面是等腰直角形的棱镜叫全反射棱镜，光垂直于任意一侧面射入，都会在其它侧面上发生全反射．
（2）光的色散：白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的光束，这种现象叫光的色散。由七色光组成的光带称光谱．
（3）色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或同一介质对不同色光的折射率不同．那么在同一介质中各色光的临界角C也不一样．在同一介质中，频率越高的光，其传播速度越小，波长越短，折射率越大．
（4）用折射定律分析光的色散现象
光的色散问题常与折射现象相关联，关键物理量是 n()。分析、计算时，要掌握好n的应用及有关数学知识，如三角函数(尤其是特殊角的函数)．
注意：着重理解两点：
其一，光的频率(颜色)由光源决定，与介质无关；光的传播速度由介质决定；光的波长由光源和介质共同确定。
其二，同一介质中，频率越大的光折射率越大．再应用等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射线与折射线偏折程度等问题．
【高考链接】
例1、从桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（ ）
A．r
B．1.5r
C．2r
D．2.5r
考点再现：本题考查了光的反射、全反射以及临界角的知识。
解析：如图所示,光线射到A或B时,入射角大于临界角,发生全反射,而后由几何关系得到第二次到达界面的时候垂直打出.O点为 ABC的重心,设EC=x,则由几何关系得到: .解得光斑半径x=2r
答案：C
点评：解答本题时，不能正确作出光路图导致很多考生出错。而要正确作出光路图，需要对光的全反射知识有深刻的理解，部分考生在此题中不能正确判断是否发生全反射而导致出错。
例 2、 如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为Ｌ，照明灯到池底的距离为Ｈ。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为Ｈ／２时，池底的光斑距离出液口Ｌ／４。
（１）试求当液面高为２Ｈ／３时，池底的光斑到出液口的距离x。
（２）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率v x 。
考点再现：本题主要考查折射定律运用以及几何光学作图能力。
解析：根据题意作出光路图如右所示
（1）解法一：由几何关系知
由折射定律
代入得
解得
解法二：由几何关系知
液面高度变化，折射角不变，由得
，
解得
（2）液面匀速下降，光斑也匀速向左运动。则有，整理得
点评：这是一道几何光学计算题，近几年高考中基本以选择题的形式出现，但是江苏高考却出现了计算题，本题虽然比较基础，但在解答过程中常有以下错误出现：第一就是解题不规范，缺少光路图或者用到的物理量没有交待清楚，让阅卷老师看不懂。第二利用数学知识解答出现运算错误。
例3、两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则（ ）
A．在真空中，a光的传播速度较大
B．在水中，a光的波长较小
C．在真空中，b光光子的能量较大
D．在水中，b光的折射率较小
考点再现：以光电效应为背景，判断两种光的频率关系，从而考查光的折射以及光的波动性、粒子性等知识。
解析：a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，说明。光在真空中的速度均为，选项A错误。在水中，，而，可知，选项B正确。折射率为，选项D正确。光子的能量，故，选项C错误。
答案：BD
点评：本题属于中档难度试题，但是考查的物理知识较多，部分考生不清楚光的频率与折射率、光子的能量以及波长的关系，导致出错。
【2009高考预测】
1.夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，以至发生全反射，人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．海面上，上层空气的折射率比下层空的折射率要小
B．海面上，上层空气的折射率比下层空气的折射率要大
C．A是蜃景，B是景物
D．B是蜃景，A是景物
答案：AC
解析：海面上的的下层空气的温度比上层低，则下层空气的密度比上层要大，故下层空气的折射率比上层空气的折射率要大，选项B正确。由于人眼认为光线是沿直线传播的，故A是蜃景，B是景物，选项C正确。
2. 已知介质对单色光的临界角为θ，则（ ）
A.该介质对单色光的折射率为
B.此单色光在介质中的传播速度是真空中光速的sinθ倍
C.此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sinθ倍
D.此单色光在该介质中的频率是真空中频率的
答案：ABC
解析：据临界角公式可知该介质对单色光的折射率为n＝，选项A正确。而，据此可知选项B、C正确。而光传播时频率是不变的，选项D错误。
3．点光源S通过带有圆孔的挡板N，照射到屏M上，形成直径为d的亮圆．如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃砖，如图所示，这时点光源通过圆孔和玻璃，在屏上形成直径为D的亮圆．则直径D和d的大小关系为（ ）
A．d>D
B．d=D
C．dD．无法确定
答案：A
解析：由于光线经过玻璃砖后要发生侧移，上侧的光线要向下移，下侧的光线要上移，故后来的员的直径要减小，选项A正确。
4.如图所示，两束不同的单色光A和B，分别沿半径射入截面为半圆形的玻璃砖中后，都由圆心O沿OP方向射出,下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃中B光传播的速度较大
B. A光的光子能量较小
C. 若分别用这两种单色光做双缝干涉实验，且保持其他实验条件不变，则A光在屏上形成的明条纹宽度较小
D. 若用B光照射某金属板能产生光电效应，则用A光照射该金属板也一定能产生光交应
答案：B
解析：由光路图可知，光线B经过玻璃砖后的光线偏折厉害一些，故光线B的折射率大，频率大一些，选项D错误。由可知，在玻璃中A光传播的速度较大，选项A错误。由可知A光的光子能量较小，选项B正确。由可知，光线A的波长大一些，而条纹间距与波长成正比，故A光在屏上形成的明条纹宽度较大，选项C错误。
5．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a，b两束，则 （ ）
A．a、b两束光相比较，a光的波动性较强
B．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
C．在水中a光的速度比b光的速度小
D．若保持 入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失
答案：AD
解析：由折射定律可知光线b的折射率大一些，则光线b的频率大一些，在空气中的波长要短一些，而波长越长，波动性越明显，故选项A正确。条纹间距与波长成正比，故，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项B错误。由可知在水中a光的速度比b光的速度大，选项C错误。由可知光线b的临界角要小一些，故光线b先发生全反射，选项D正确。
6. 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的的原理，它虽然本身不能发光，但在夜间骑自行车时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯由透明介质做成，其外形如图所示，下面说法中正确的是（ ）
A.汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的的左表面发生全反射
B．汽车灯光应从左表面射过来，在尾灯的的右表面发生全反射
C．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的的右表面发生全反射
D．汽车灯光应从右表面射过来，在尾灯的的左表面发生全反射
答案：B
解析：全反射的条件是从光密介质进入光疏介质，
则发生全发射必然在尾灯的右表面，光从左表面射过来，选项B正确。
7.如图所示，是两个城市间的光缆中的一条光导纤维，光缆长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c，光由它的一端射入经全反射后从另一端射出（已知sinθ=n2/n1，其中θ为全反射的临界角）则为（ ）
A．n1> n2 B．n1< n2
C．光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于L/c
D．光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于n1L/ n2c
答案：A
解析：根据全反射的条件可知：玻璃芯的折射率n1要大于外层材料的折射率n2，选项A正确。
据题意有；
而；
在玻璃芯中传播时；
联立解得
8.介质的折射率为n，它与真空的交界面是一个平面，介质中有一点A，真空中有一点B，A、B连线与界面的交点为P，如图所示，已知AP=BP。由A点发出的一束激光，射到界面上的Q点（图中未画出）后，进入真空传播，能够到达B点。关于Q点的位置下列叙述中正确的是（ ）
A. Q点在P点的左侧
B. Q点在P点的右侧
C. 如果透明介质的折射率n变大，更使由A点发出的一束激光仍能到达B点，则入射点Q一定靠近P点
D. 如果透明介质的折射率n变大，要使由A点发出的一束激光仍能到达B点，则入射点Q一定远离P点
答案：AD
解析：根据题意，由可知，在真空中的入射角要大于在介质中的折射角，作出光线入射的光路图可知Q点在P点的左侧，选项A正确。若折射率n增大，仍然从A点发出光线要到B点，则折射角应当减小，故入射点Q一定远离P点，选项D正确。
9.如图所示，一细光束中含有两种单色光（分别为红色和紫色），从空气斜射到透明的玻璃砖上，透过玻璃砖又射出到空气中，则（ ）
A．出射光线中①是紫色，②是红色
B．色光①在玻璃中的速度比色光②在玻璃中的速度慢
C．这两种色光进入玻璃砖内速度都减小，它们的光子能量也都减少
D．色光①在玻璃中的波长比色光②在玻璃中的波长大
答案：D
解析：经过平行玻璃砖后，光线①偏折角小，侧移的距离小，则光线①的折射率，即光线①的频率小，据此判断光线①为红光，光线②为紫光，选项A错误。由可知，色光①在玻璃中的速度比色光②在玻璃中的速度快，选项B错误。由于光线的频率不发生变化，选项C错误。由可知色光①在玻璃中的波长比色光②在玻璃中的波长大，选项D正确。
10.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＝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/min　　
B．16，180r/min
C．16，360r/min　
D．32，180r/min
答案：B
解析：反射光线转过45°，则平面镜即法线要转过22.50，故镜鼓的反射镜面数目为；由于16面镜子每秒扫描48次，则镜鼓旋转的转速为3r/s,即180r/min，选项B正确。
11.公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯，晚上在水面上观察不同颜色，彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（ ）
A．红灯看起来较浅，因为红光的波长较长，水对红光折射率也较大
B．红灯照亮的面积较小，因为水对红光全反射的临界角较小
C．红光灯看起来较深，因为红光波长较长，水对红光的折射率较小
D．红光灯照亮水面积较大，因为水对红光全反射的临界角较大
答案：CD
解析：由于红光的折射率小一些，据可知，红光等看起来要深一些，选项C正确。由于红光的折射率小，则水对红光的全反射的临界角要大一些，从水面上上看红光照射的面积要大一些，选项D正确。
12．为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示。由此可知（ ）
A．棱镜内a光的传播速度比b光的小
B．棱镜内a光的传播速度比b光的大
C．a光的频率比b光的高
D．a光的波长比b光的长
答案：BD
解析：由光路图可知光线a全反射的临界角要大一些，故光线a的折射率要小一些，由可知选项B、D正确。
【经典试题分析】
1. 水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为（ ）
A. B.
C. D.
答案：A
解析：如图所示：
由
知
在直角三角形中有：
直径D＝2h=2 h tan(arc sin)
2. 一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示，设玻璃对a、b的折射率分别为na、nb，a、b在玻璃中的传播速度分别为va、vb，则（ ）
A.na＞nb
B.na＜nb
C.va＞vb
D.va＜vb
答案：AD
解析：由图中可知，光从空气中射向玻璃时入射角相等，而折射角a的大于b的，由折射定律可知，a的折射率较大，na＞nb，再由n=c/v可知，va＜vb，因此AD选项正确。
3. 关于光的性质，下列说法正确的是（ ）
A.光在介质中的速度大于光在真空中的速度
B.双缝干涉说明光具有波动性
C.光在同种介质种沿直线传播
D.光的偏振现象说明光是纵波
答案：B
解析：真空中光速最大，选项A错误。干涉现象、衍射现象、偏振现象都是波的特有属性，选项B正确。光在透明的同种均匀介质中沿直线传播，选项C错误（没有透明的条件是不行的）。偏振现象说明光是横波，选项D错误。
4. 两束平行的单色光a、b射向长方形玻璃砖，光从上面入射，恰从下表重叠射出，如图5所示，比较两束单色光，则 ( )
A.玻璃对a光的折射率比对b光的大
B.在玻璃中，a光的传播速度比b光的小
C. b光光子的能量比a光光子的能量大
D. a、b光以相同的入射角从玻璃射向空气，若b光能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
答案：BC
解析:由图可知,b光的偏折程度大,由折射定律可知, b光的折射率大,即naνb, ,由E=hν得, b光的光子能量最大,C选项正确.由得, va>vb, 故B选项错误.由得, a光临界角最大,故D选项错误. 综上所述,本题正确答案为C.
5．一束光由真空射到平面玻璃上，当其折射角为30°时，反射光恰好产生完全偏振，因此，可以推断出玻璃的折射率为（　　）
A.　 B.　　　
C.　　　D.
答案：B　
解析：自然光射到两种介质分界面上，如果光入射的方向合适，使反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光都是偏振光。所以得，入射角为60°，由折射定律n＝
【实弹演练】
1、大气中有一种叫“蒙气差”的光现象,以下关于这种光现象的说法中正确的是( )
A.夜晚我们看到南半天星星的位置,要比它实际的位置高一些
B.夜晚我们看到南半天星星的位置,要比它实际的位置低一些
C.这种光现象中的“蒙气差”效应,越是接近地平线就越明显
D.这种光现象中的“蒙气差”效应,越是接近中天就越明显
2.已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的,则( )
A.这束光在水中传播时的波长为真空中的
B.这束光在水中传播时的频率为真空中的
C.对于这束光,水的折射率为
D.从水中射向水面的光线,一定可以进入空气中
3、如图所示,MN是暗室墙上的一把直尺,一束宽度为a的平行白光垂直射向MN.现将一横截面是直角三角形(顶角A为30°)的玻璃三棱镜放在图中虚线位置,且使其截面的直角边AB与MN平行,则放上三棱镜后,射到直尺上的光将( )
A.被照亮部分下移
B.被照亮部分的宽度不变
C.上边缘呈紫色,下边缘呈红色
D.上边缘呈红色,下边缘呈紫色
4.如图所示,空气中一块圆截异型玻璃砖,折射率为,现有一细光束,垂直射到AO面上,经玻璃砖反射、折射后,经OB面平行返回,角AOB为135°,圆半径为r.则入射点P距圆心O的距离为( )
A.rsin15° B.rsin7.5°
C.r D.r
5在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾灯”.其实它不是灯,它是用一种透明的塑料制成的,其截面如图所示.夜间,从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时,“尾灯”就变得十分明亮,以便引起汽车司机的注意.从原理上讲,它的功能是利用了( )
A.光的折射
B.光的全反射
C.光的干涉
D.光的衍射
6.一束光线从空气射向折射率n=的某种玻璃表面,如图所示,i代表入射角,则( )
A.当i>45°时会发生全反射现象
B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°
C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射
D.当入射角i=arctan时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直
7.如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形,顶角α为30°.一束光线垂直于ab面射入棱镜,又从ac面射出.出射光线与入射光线之间的夹角为30°,则此棱镜材料的折射率是( )
A. B.
C. D.
8.发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图所示.现考虑线光源ab发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则（ ）
A.l1＜l2＜l0
B.l1＞l2＞l0
C.l2＞l1＞l0
D.l2＜l1＜l0
9、为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体线轴与门面垂直.从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称作视场角.已知该玻璃的折射率为n,圆柱长为l,底面半径为r,则视场角是( )
A.arcsin B.arcsin
C.arcsin D.arcsin
10、如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱体后，被分成两束光OA和OB沿如图所示方向射出.则( )
A.OA为黄光，OB为紫光
B.OA为紫光，OB为黄光
C.OA为黄光，OB为复色光
D.OA为紫光，OB为复色光
11、玻璃对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,紫光在玻璃中的传播距离为L,则在同一段时间内,红光在玻璃中传播的距离为___________.
12、一束光线从空气射到折射率是的玻璃球上,入射角是60°,射入球体的光线经过一次反射后再经过一次折射从球体射出,光线的出射线和入射线间的夹角为_____________.
13、半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O.一束单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直,AO为与底面垂直的半径,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）光线经柱面折射后与底面的交点到O点的距离d;
（2）若入射的是单色蓝光，则距离d将比上面求得的结果大还是小.
14、如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率为的透明液体,容器底部正中央O点处有一点光源S,平面镜MN与底面成45°角放置.若容器高为2 dm,底边半径为(1+) dm,OM=1 dm,在容器中央正上方1 dm处水平放置一足够长的刻度尺.求光源S发出的光线经平面镜反射后,照射到刻度尺上的长度.(不考虑容器侧壁和液面的反射)
答案：
1. 答案：AC
解析：越接近地面的大气,其密度越大,光学折射率亦大,光线在夜晚从南半天射向地球时,会向地面折射,故观察者看到的星星将比其实际位置高.越接近地面,大气折射率越大,“蒙气差”效应越明显，故A、C正确.
2.答案：A
解析：n===,λ水=λ0.
3. 答案：AD
解析：对AC面,入射角都是30°,折射后折射角都大于30°,被照亮部分下移;玻璃对红光的折射率较小,对紫光的折射率较大,故上边缘呈红色,下边缘呈紫色,故选A、D.
4.答案：B
解析：根据光的折射定律和几何知识,很容易求出光线在圆面处的角为15°,显然入射点P距圆心O的距离为rsin7.5°.所以B选项正确.
5. 答案：B
解析：全反射可以让反射光的强度更大一些,故选项B是正确的.
6. 答案：BCD
解析：由发生全反射的条件知A错.由折射定律可知B、C、D对.
7. 答案：D
解析：光线在ac界面上发生折射,入射角为30°,折射角为60°,n==.
8.答案：D
解析：由于蓝光折射率大于红光,作光路图可知D正确.
9. 答案：B
解析：如图所示.
sini=nsinr=n
i=arcsin.
10. 答案：C
解析：在同一种介质中,对紫光的折射率大于对黄光的折射率，故在黄光能够发生全反射时，两种光都能够发生全反射，所以正确的情况是黄光的入射角恰好等于临界角,而紫光的入射角已经大于临界角，即选项C是正确的.
11.答案：L
解析：对红光v1==,对紫光v2==得红光在玻璃中传播的距离为L′=L.
12.答案：180°
解析：如图由折射定律和反射定律,利用几何知识可得出射线和入射线间的夹角为180°.
13.答案：(1) (2)小
解析：(1)光路如图所示,由图可知i=60°
由n=,得r=30°
由几何关系知△OBC为等腰三角形,故d===.
(2)因n蓝>n红,光线偏折更厉害,所以d蓝14.答案：(1+) dm
解析：作图找出发光点S在平面镜中的像点S′,连接S′M,延长交直尺于H点,MH沿竖直方向.连接S′P,在Rt△PRS′中,PR=3 dm,∠r=30°.
由折射定律可得：=n
解得：sini=/2,∠i=45°
刻度尺上被照亮的范围
QH=1 dm+dm=(1+) dm.
说明：由题意画图是这类题的关键.
【高考备考】由几何光学的光的反射和折射与物理光学的光的波动性和微粒性四个部分组成，其中光的反射、折射和光电效应要求属Ⅱ级要求（即：对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用）。从试题以选择题的形式为主，复习过程中，必须注意强化基础知识记忆理解、加强高考热点的针对训练。几何光学的试题相对于力、电学来说还是比较容易的。但每年考生在这部分试题中的得分率并不高，这是值得注意的。主要是考生对应用几何方法处理问题还不够熟练，总复习中应着重加强训练。从近年高考试题看出较难的光学题主要分布在全反射结合在作图的题型出现，占分比重也较大，解答这类题的关键还是在于弄清光学基本概念。
统观近年高考，可以看出命题范围是遵循《考试大纲》的，因此不必在“超范围”方面分散精力。但值得注意的是这两年试题中以“折射”为主角，这并不是《考试大纲》的规定，因此，2009年还是有可能出现“光的反射”的问题。
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桌面
α
α
光束
①
②
玻璃砖
a
b
空气
玻璃
图5
b
a
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b
c
M
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