几何光学考查的五类热点问题

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1、几何光学考查的五类热点问题万洪禄儿何光学是高考的重点和热点，对儿何光学的考查，主要采用多知识点的综合命题形式。F面是近年高考儿何光学的综合问题。一、反射和折射综合问题例1.（03年江苏卷）如图1,一玻璃柱体的截面为半圆形，单色细光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心）,产生反射光束1和透射光束2,己知玻璃折射率为、代，入射如为45°（相应的折射角为24°）0现保持入射光不变，将半圆柱体绕通过O点垂直于图血的轴线顺时针转过15°,如图屮虚线所示，贝IJ（）o入射光2图1A.光束1转过15°B.光束1

2、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：原來入射光线的入射角是45°,当半関柱体顺时针转过15°,入射角变为60°,入射角增加了15°，则原来的反射光线要转过3（）。角，即光束1要转过3（）。角，选项B正确。根据折射定律知道，入射角与折射角不是正比关系，而是入射角正弦与折射用的正弦成正比，并且折射角的改变角度总小于入射处的改变和度。因本题入射如增加了15°角，折射角也要增加，但比入射角增加的角度要小，即光束2转过的角度小于15°。正确选项为BCo2.反射和全反

3、射综合题例2・（04年江苏卷）如图2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后,被分成两光束OA和OB,沿如图2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为复色光解析：黄光和紫光在玻璃和空气的分界而上都要发牛反射，反射时遵循反射定律，故OB光束是黄光和紫光的复色光；光由光密介质进入光疏介质吋，如果入射角大于或等于临界角,光就会发牛全反射。乂因为玻璃对黄光的折射率小于对紫光的折射率，从而知黄

4、光发牛全反射的临界角大于紫光的临界角，也就是说，同样的入射角，当紫光恰好发生全反射时，黄光还没有发生；当黄光恰好发生全反射时，紫光已经发生。本题就是黄光恰好发生全反射的情况，故光束OA是黄光。本题的正确选项为C。2.折射和全反射综合题例3・（05年全国I卷）图3为一直和棱镜的横截面，Zbac=90°,Zabc=60°。一平行细光束从O点沿垂直于be而的方向射入棱镜。己知棱镜材料的折射率71=72,若不考虑原入射光在be面上的反射光，则有光线（）。a图3A.从ab面射出B.从ac面射出C.从be面

5、射出，且与be面斜交D.从be面射岀，且与be面垂直解析：根据sinC=l/n=l/V2可知，棱镜的临界角C=45°。光线垂直BC边进入棱镜后，由几何知识和反射定律可知Zl=6（）°（图4）,Z2=30°,Z3=Z4=60°,Z5=90°。光线在ab面上的入射角60。大于临界角，要发牛全反射，故在ab面上没有光线射出。光线在ac面上的入射角30°小于临界角，不会发牛全反射，故在ac面上有光线射出。正确选项为B、Doa图42.光的色散例4・（05年广东卷）如图5所示，一束白光通过玻璃棱镜发生•色散

6、现象，下列说法正确的是（）图5A.红光的偏折最大，紫光的偏折最小B.红光的偏折最小，紫光的偏折最大C.玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大解析：口光通过棱镜的色散，偏折最厉害的是紫光，紫光的折射率最大，传播速度最小。正确选项为Bo3.光的折射和色散例5・（05年辽宁卷）-束复色光由空气射向一块平行玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b（图6）。已知a光解析：根据光的色散知道，同一种介质对不同频率的色光的折射率不同，口频率越大的色光的折射率越人，故本题玻璃砖对两种光的折射率关系是

7、©＜坷。因为两种光进入玻璃砖的入射角&i相同,根据〃=sin/sin和化＜nb,从而得出02n＞02h。还知道光通过平行玻矚砖后，光的传播方向少入射光相同。因此，本题正确的光路图应是B。例6・（05年全国II卷）设玻璃对3、b的折射率分别为n—•束复色光山空气射向玻璃，发牛•折射而分为a.b两束单色光，其传播方向如图7所示。“和叫，则（）B.A.%>nh解析：由图和〃=sinq/sin。？知，a光的折射率大，再根据n=c/v知，a光在玻璃中的传播速度小。正确选项为A、Do