2019人教版选择性必修第一册第四章光第1节光的折射基础训练（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册 第四章 光 第1节 光的折射 基础训练
一、多选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，将摆球从平衡位置拉开15°释放，在摆球经过平衡位置的同时开始计时
B．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，可以使用多用电表来测量电压
C．在“探究碰撞中的不变量”的实验时，斜槽末端的切线必须水平，目的是为了使两球碰撞时动能无损失
D．在“测定玻璃的折射率”实验中，为了减小实验误差，应该改变入射角的大小多次测量数据
2．在测定玻璃的折射率时，实验室提供的是梯形玻璃砖，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．某小组没有量角器和圆规，仍然可测出玻璃砖的折射率
B．光线从上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射
C．图甲法线画得与界面不垂直，测得的折射率比真实值偏小
D．图乙在放置玻璃砖时没有与和重合，测得的折射率比真实值偏大
3．下列说法正确的是 (　　)
A．医学上用的内窥镜用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理
B．利用双缝干涉实验装置，测出双缝到屏的距离L、n个亮条纹间的距离a及双缝之间的距离d，可算出入射光波长λ＝
C．光的偏振现象应用很广，比如电子表的液晶显示就用到了偏振现象
D．在同一种物质中，不同波长的光传播速度不同，波长越短，传播速度越慢
4．主光轴上一蜡烛，经凸透镜折射后在光屏上得到一个缩小的清晰的像，现把蜡烛移到距透镜远一些的位置上固定，为了重新在光屏上获得清晰的像，下述方法中可行的是　　
A．保持光屏位置不变，把透镜向光屏移动
B．保持光屏位置不变，把透镜向物体移动
C．保持透镜位置不变，把光屏向远离透镜方向移动
D．保持透镜位置不变，把光屏向靠近透镜方向移动
二、单选题
5．一束复色光由空气射到一块平行玻璃砖上，经两次折射后分成两束单色光a、b，已知a光在玻璃中的传播速度比b光大，则右图中哪个光路图是正确的（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，某同学设计了一种能看见室外全景的猫眼。猫眼是由球冠和圆柱体拼接在一起的复合形状。观察者能在室内猫眼的中点，恰能看到室外的全景。设墙壁的厚度为d，玻璃的折射率为，圆柱体的直径为，则（ ）
A．球冠的半径R=
B．球冠突出墙外的高
C．沿墙壁射向猫眼的极限光线，其入射角为
D．球冠的球心位置处在猫眼的内部
7．如图所示，一束光由空气射入某种介质的折射情况，入射光线、折射光线与法线的夹角分别为、，则（　　）
A．这束光在介质中的传播速度比空气中大
B．适当减小，就会发生全反射
C．介质的折射率为
D．介质的折射率为
8．如图所示，两束平行单色光a、b沿图示方向射入空气中的圆柱形玻璃砖，经两次折射后变成一束复色光射出，下列说法中正确的是（　　）
A．玻璃对a光的折射率比对b光的大
B．若同时增大入射角，b光将不能从圆形玻璃砖射出
C．在相同的情形下，a光更容易发生明显衍射现象
D．若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能
9．用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为，则（　　）
A．光盘材料的折射率
B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二
C．光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度
D．光束c的强度小于O点处折射光束的强度
10．如图为2019年4月10日21时公布的，人类首次成功捕获的星系中心的黑洞图像．我们无法用肉眼看到“真身”，因为黑洞的引力很大，强到连光都无法逃脱黑洞的强大引力作为种电磁波，光可以在真空和大气中以接近的速度前进，如果有一频率为的光射入眼中，结合下表分析，我们会感觉到的颜色是（ ）
光的颜色 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
真空中的波长 700～620 620～600 600～580 580～490 490～450 450～400
A．橙色 B．黄色光 C．绿色光 D．紫色光
11．如图所示，边长为L的等边三棱镜，面镀有反光膜（厚度不计），一单色光从面上的D点与面成角射入三棱镜，经镜面反射后，从边上的E点射出，已知B点到D点的距离，C点到E点的距离，光在真空中的传播速度为c，则（　　）
A．三棱镜的折射率为 B．该单色光从边射出时的折射角为
C．该单色光在三棱镜中的传播速度为 D．该单色光在三棱镜中的传播时间为
12．同学们在学习光学知识的过程中形成了如下一些认识：
①光年是一个非常大的时间单位；
②“坐井观天，所见甚小”隐含了光的直线传播原理；
③平静湖面上的“倒影”，说明平面镜成“与物等大正立的像”的规律不成立；
④透过窗玻璃看到窗外的树，看到的是树的虚像；
⑤色散的实质是光的折射对这些说法正误的判断，都正确的是（　　）
A．①②③④⑤，都正确 B．②④⑤正确，①③错误
C．①②④⑤正确，③错误 D．②③⑤正确，①④错误
13．一般认为激光器发出的是频率为的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δ (也称频率宽度)，其中 + Δ和-Δ分别记为“上限频率”和“下限频率”。如图所示，某红宝石激光器发出的激光（其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为a光和b光）由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成θ角。则下列说法正确的是（ ）
A．逐渐减小θ角，a光在液膜下表面先发生全反射
B．b光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大
C．a光更容易发生明显的衍射现象
D．相同装置做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距较小
14．如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角a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．
15．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度相同
B．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大
C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小
D．若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光也一定能发生全反射
三、实验题
16．（1）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲同学在纸上画出的界面如图所示，其他操作都正确，则该同学测得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）在该实验中，正确插完第四枚针时，视野中的情景符合实际的是哪一个______。
A． B．
C． D．
17．(1)在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示．
①转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm．
②如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了白炽灯换成激光发射器以外，其他不必要的器材元件有________．
(2)在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜ABC，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．
正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图2甲、乙所示．在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图_______（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n=_________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）．
18．在“测定玻璃的折射率”的实验中：
(1)在白纸上放好平行玻璃砖，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。在插和时，用挡住、的像，用挡住及_________。
(2)某同学实验中作出光路图如图2所示，此玻璃的折射率计算式为____________（用图中的，表示）。
(3)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可以看到和的像，是否依然可以借助上述方法测出折射率？请说出理由_________。
(4)如图3所示，玻璃砖两个界面不平行，在一侧透过玻璃砖观察，可能看不到和的像，请分析原因________。
19．观察下列三幅图，在横线上完成相应内容。
（1）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，实验装置如图1所示。双缝到毛玻璃屏之间的距离为l，双缝间的距离为d，且满足。测得n条亮条纹中心之间的距离为a，则入射光波的波长为λ=____________。
（2）在“利用插针法测定玻璃折射率”的实验中，某同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，不慎误将玻璃砖向上平移至图中虚线位置（如图2所示），而其他操作均正确，则他测得的折射率将________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（3）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，实验装置如图3所示。用停表测出单摆偏角小于5°时完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为l，用螺旋测微器测得摆球的直径为d，则重力加速度的表达式为g＝________________。
四、解答题
20．某种透明介质的横截面为直角三角形，如图所示，直角边，，两束相同的平行光、从斜边、两点以入射角射入介质，恰好都从直角边点射出。、到点的距离都是，求：
（1）介质的折射率；
（2）的距离。
21．为测量水晶印章的折射率，某同学在水平桌面铺上一张白纸，然后将印章立放在白纸上，用红色激光笔从O点照射该印章的一个侧面，激光所在的竖直平面与印章的右侧面垂直，其正视图如图所示。已知该印章的水平截面是d=3cm的正方形，当光以θ=60°的入射角向右侧面照射时，印章右侧的白纸上出现了两个亮点M和N（M点位于N点的右方），测得两亮点间的距离s=2cm，不考虑光在印章表面的多次反射。
(i)作出光从O点入射至形成M、N两亮点的光路图；
(ii)求水晶印章对红色光的折射率n。
22．如图所示，两截面为半圆的相同玻璃柱体放置在水平桌面上，半圆的半径为d，O、为圆心，，一束光从P点沿射入，已知，玻璃柱相距，玻璃的折射率为，光在空气中的速度为C，求光束从P点沿射入左侧半圆玻璃柱体到从右侧半圆柱体射出一共用时多长？
23．有一截面为正方形的玻璃柱体，边长为d，其截面如图所示，在AB面上方有一点光源S，从S发出的光线SP以i=的入射角从AB面的中点射入，已知玻璃砖对该光的折射率n=，真空中的光速为c，求：
（i）该光进入玻璃砖中的折射角；
（ii）光从射入玻璃砖到第一次射出经过的时间。
24．用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为，A到过O点的法线的距离，M到玻璃砖的距离，到的距离为。
（ⅰ）求玻璃砖的折射率；
（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。
25．用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图如图所示，左侧ABOD为长方形，右侧DOF为以O为圆心的个圆形。光线从真空以入射角θ1＝60°射到棱镜AB面上，经折射后，光线到达BF面上的O点并恰好不从BF面射出。试求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小（光在真空中的传播速度为c＝3×108 m/s）。
26．如图所示，夜晚一艘渔船静止在湖面上渔船上的竖直桅杆上高出水面h1 = 6 m的A点有一指引灯。距离桅杆水平距离11 m远的水面上D点正下方深度h2 = 4 m的B点有一潜水员，潜水员以斜向上37°的方向恰能看到桅杆上的指引灯（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8），潜水员可视为质点。
（1）求湖水的折射率；
（2）潜水员竖直下潜的同时，桅杆上的指引灯沿桅杆上下运动，可使潜水员始终以斜向上37°的方向看到指引灯，求潜水员下潜到水面下6 m时，指引灯离水面的高度。
27．如图所示，截面为半圆形的透明物体放置在水平面上，O为圆心。有一细光束从水平面上的A点射向半圆形的C点，经折射后射到另一侧水平面上的B点。测得半圆形的半径R=10cm，AC=10cm，AO=BO=16cm，光在真空中的传播速度为。求：细光束从A点传播到B点所用时间t，并画出光路图。
28．如图所示，扇形为透明柱状介质的横截面，圆心角．一束平行于角平分线的单色光由射入介质，经折射的光线恰平行于．
（1）求介质的折射率．
（2）试分析折射光线中恰好射到点的光线能不能发生全反射．
29．如图所示，将半径为R的透明半球体放在水平桌面上方，O为球心，直径平行于桌面，轴线OO′垂直于水平桌面。位于O点正上方某一高度处有一点光源S，从S发出一束单色光射向半球体上的A点，该光线与SO′成60°角，且通过半球体后垂直射到桌面上的B点。已知O B，O O，光在真空中传播速度为c，不考虑半球体内光的反射，求：
（i）透明半球体对该单色光的折射率n；
（ii）该光从S发出到射到桌面B点经历的时间t。
30．一透明柱体的横截面如图所示，圆弧AED的半径为R、圆心为O，BD⊥AB，半径OE⊥AB。两细束平行的相同色光1、2与AB面成θ=37°角分别从F、O点斜射向AB面，光线1经AB面折射的光线恰好通过E点。已知光速为c，OF=R，OB=R，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：
(1)透明柱体对该色光的折射率n；
(2)光线2从射入柱体到第一次射出柱体的时间t。
31．如图所示，在平静的水面下处有一静止点光源，水对该光源发出的单色光的折射率为。请解答下列问题：
(1)试证明：在点光源正上方观察，看到点光源的视深为（在角很小时，近似认为：）；
(2)如果点光源从时刻开始，竖直向上做加速度为的匀加速运动，在水面上方可以看，到一圆形的透光面，求经时间后该圆形透光面的面积（光源未出水面）。
五、填空题
32．如图所示，有一截面为半圆的玻璃柱体水平放置，右侧有一竖直屏幕，半圆的半径为10cm。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心，已知玻璃对这两种色光的折射率分别为、，逐渐增大入射光与竖直方向的夹角θ，投射到屏幕上的折射光首先消失的是___________色光，此时入射角等于___________，屏幕上剩下的两个光斑之间的距离为___________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BD
【详解】
A．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，将摆球从平衡位置拉开5°释放，在摆球经过平衡位置的同时开始计时，选项A错误；
B．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，可以使用多用电表交流电压档来测量电压，选项B正确；
C．在“探究碰撞中的不变量”的实验时，斜槽末端的切线必须水平，目的是为了使两球碰撞后做平抛运动，选项C错误；
D．在“测定玻璃的折射率”实验中，为了减小实验误差，应多次实验，测出每一组实验的入射角和折射角，根据折射定律求出折射率，再求解多次所测的折射率的平均值，故D正确；
故选BD。
2．AC
【详解】
A．在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，画法线的垂线，用刻度尺测出入射角和折射角的对边和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，再根据折射定律求出折射率。故A正确；
B．由于上、下表面平行，光线从上表面入射后，再从下表面射出，入射角等于出射角且小于，所以不可能在下表面发生全反射，故B错误；
C．测得的入射角和折射角都偏大，而且增大相同的角度．
根据折射定律
运用特殊值法分析：假设若法线与界面垂直时，入射角为，折射角为，则折射率为
若法线与界面不垂直时，入射角与折射角都增大，则折射率为
可见，甲的测量值将偏小。故C正确；
D．出现如图乙所示的偏差时测量的入射角和折射角都增大，而且增大相同的角度。与图甲情况恰好相同，故测量值将偏小，故D错误。
故选AC。
3．ACD
【详解】
内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理，故A正确；n个亮条纹间的距离a，那么相邻亮条纹间距为△x=；因测出双缝到屏的距离L，根据干涉条纹间距公式△x＝λ，可算出入射光波长，故B错误； 电子表的液晶显示利用偏振现象，故C正确；由可知，波长越短，频率越高，则折射率越大，再根据v=c/n，所以传播速度越小，故D正确；故选ACD.
4．BD
【解析】
【详解】
A、B、由于成缩小的实像，故：物距，相距，根据光路的可逆性，物距与像距互换时也可以成像，故把蜡烛移到距透镜远一些的位置上固定，为了重新在光屏上获得清晰的像，可以保持光屏位置不变，把透镜向物体移动，时物距与相距互换；故A错误，B正确；
C、D、根据公式，物距增加，故像距减小，故可以保持透镜位置不变，把光屏向靠近透镜方向移动，故C错误，D正确；
故选BD．
【点睛】
本题关键是明确凸透镜成像时的物距与像距的关系公式，同时结合光路的可逆性分析．
5．B
【解析】
【详解】
AC．a光在玻璃中的传播速度较大，根据可知，a光的折射率较小，由可知，a光的折射角大于b光，故A、C错误；
BD．因为光线在上表面的折射角和下表面的入射角相等，则出射光线与入射光线平行，则两束出射光平行，故B正确，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
ACD．做沿沿墙壁射向猫眼的极限光线的光路图如图所示
法线沿半径方向，设法线与竖直方向的夹角为，则有
根据几何关系可计算出射光线与水平方向的夹角为，则
根据
可解得
则
根据几何知识可求得球冠的半径
圆心在猫眼的外部，所以ACD错误；
B．根据几何知识球冠突出墙外的高
所以B正确。
故选B。
7．D
【详解】
A．这束光在介质中的传播速度比空气中小，选项A错误；
B．光由空气射入某种介质不可能发生全反射，选项B错误；
CD．介质的折射率为
选项C错误，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
光路如图
A．由题意可知，a光在玻璃中入射角较大，所以折射率较小。A错误；
B．根据光路可逆，光线能进入玻璃也一定能射出玻璃。B错误；
C．b光的折射率较大，波长较短，在相同的情形下，b光更难发生明显衍射现象。C正确；
D．a光的折射率较小，频率较小，所以若b光能使某金属发生光电效应，则a光不一定能。D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．如图所示由几何关系可得入射角为
折射角为
根据折射定律有
所以A错误；
B．根据
所以B错误；
C．光束在b、c和d的强度之和小于光束a的强度，因为在Q处光还有反射光线，所以C错误；
D．光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折身光线OP的强度，所以D正确；
故选D。
10．C
【详解】
光的波长
查题表可得，是绿色光。
故选C。
11．A
【详解】
A．根据题意，由反射光线的对称性画出光路图如图所示．由几何关系可知，入射角，由B点到D点的距离、C点到E点的距离可知，三角形和三角形均为等边三角形，折射角，根据折射定律得
解得三棱镜的折射率
选项A正确；
B．由几何关系可知，光在边上射出时的入射角，根据折射定律得
解得
选项B错误；
C．光在棱镜中的传播速度大小
解得
选项C错误；
D．光在棱镜中的传播距离
则光在棱镜中的传播时间
选项D错误。
故选A。
12．B
【详解】
①光年是一个非常大的长度单位，①错误；
②“坐井观天，所见甚小”隐含了光的直线传播原理；②正确；
③平静湖面上的“倒影”，说明平面镜成“与物等大正立关于镜面对称的像”的规律依然成立；③错误；
④透过窗玻璃看到窗外的树，看到的是树通过玻璃所成的虚像；④正确；
⑤色散的实质是不同的色光折射率不同从而出现色散现象，⑤正确。
故正确的选B。
13．D
【解析】
A、因为平行液膜的上表面与下表面平行,光在上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路的可逆性得知,两种光都不可能在液膜下表面发生全反射.A错误.
B、a光的频率大于b光的频率,液膜对a光的折射率大于对b光的折射率,则a光通过平行液膜后偏移的距离较大，B错误
C、由题知,a光的频率大于b光的频率,则b光的波长大于a光的波长,b光的波动性较强,更容易发生明显的衍射现象.C错误.
D、干涉条纹的间距与波长成正比.所以相同装置做双缝干涉实验,b光产生的干涉条纹间距较大，D正确；
故本题选D
点睛：频率越大,介质对这种色光的折射率越大,通过平行液膜后侧移越大;根据光路可逆性分析光线能否在液膜下表面发生全反射;波长越大,波动性越强,越容易发生衍射现象;干涉条纹的间距与波长成正比.
14．D
【详解】
根据几何关系得，光在ac面的入射角，折射角，由折射定律得，故D正确，ABC三项错误．
15．A
【详解】
A．在真空中a、b、c三色光的传播速度是相同的，A正确；
B．a、b、c三种色光中，a光的偏折程度最大，棱镜对a光的折射率最大，则a光的频率最大，a光的波长最小，则c光的波长最长，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则c光形成的干涉条纹的间距最大，B错误；
C．由图可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，由公式分析可知，a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越大，C错误；
D．c光的折射率最小，a光的折射率最大，由临界角公式分析可知，a光的临界角最小，c光的临界角最大，则若让a、b、c三色光以同一入射角，从介质中沿某方向射入空气，b光恰能发生全反射，则c光一定不能发生全反射，D错误。
故选A。
16．偏小 B
【详解】
（1）[1]画出光路图
由图可知，折射角增大，则由折射率变小；
（2）[2]眼睛在另一侧看大头针，第3枚大头针把第一枚、第二枚的大头针都挡住第4枚大头针把第一枚、第二枚、第三枚的大头针都挡住。
故选B。
17．1.610 滤光片和单缝 乙
【详解】
(1)[1][2]．第1亮条纹对应的螺旋测微器读数为0.1mm+0.01×4.5mm=0.045mm；第10亮条纹对应的螺旋测微器读数为14.5mm+0.01×3.5mm=14.535mm，故相邻亮条纹之间的距离为
由于激光是单色的相干光源，所以不需要单缝和滤光片．
(2)[3][4]．设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：对于甲图
对于乙图
可知仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率
.
【点睛】
知道双缝干涉实验的原理及操作步骤，以及掌握螺旋测微器的读数方法；几何光学的实验要理解实验原理，正确作出光路图，结合折射定律进行求解．
18．P1、P2的像 可以，理由见解析 在上发生全反射
【详解】
(1)[1]根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像；
(2)[2]玻璃的折射率计算式为；
(3)[3]玻璃砖的两个光学面不平行，只能造成出射光线与入射光线一定不平行，但仍可以测出折射角和入射角，根据计算折射率；
(4)[3]玻璃砖的两个光学面不平行，有可能光线在上发生全反射，即在一侧透过玻璃砖观察不到像。
19． 不变
【详解】
（1）[1]双缝干涉的条纹间距为
由题意有
则联立可得，入射光波的波长为
（2）[2]如下图所示，光线1表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，光线2是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有发生变化，则由折射定律可知，他测得的折射率将不变。
（3）[3]单摆的周期为
摆长为
根据单摆周期公式，有
联立可得，重力加速度为
20．（1）；（2）
【详解】
（1）作出光路图如图所示，由于，，所以三角形是等边三角形，则入射光在边的折射角。根据折射定律可得该介质的折射率为
（2）设光的折射光线在面的点发生全反射，由几何知识得四边形为平行四边形，则
联立以上三式得
21．(i)见解析； (ii)。
【详解】
(i)光路如图所示
(ii)设O1、O2分别为射入印章的光线在后表面的反射点及前表面的折射点，r为折射角，根据反射定律和折射定律可知，射向纸面两光线互相平行。O1、O2两点间的距离为
OO2=stanθ
OO2=2dtanr
解得:
，r = 30°
水晶印章对红色光的折射率n
解得:
22．
【详解】
根据折射率的定义式，有
，，
由几何知识可知
，
由正弦定理
， ，
又因为
从P点沿射入左侧半圆玻璃柱体到从右侧半圆柱体射出一共用时为
解得
23．（i）（ii）
【详解】
(1)由折射定律有代入数据解得
所以
(2)光从P点进入玻璃砖发生折射后，射到AD面上的M点发生全反射，最后从CD边的N点射出，光路图如图
由几何知识可得
光在玻璃砖中的传播速度为
在玻璃砖中传播时间为
24．（i） （ii）15°
【详解】
（i）从O点射入时，设入射角为α，折射角为β。根据题中所给数据可得：
再由折射定律可得玻璃砖的折射率：
（ii）当入射角为45°时，设折射角为γ，由折射定律：
可求得：
再设此玻璃砖上下表面的夹角为θ，光路图如下：
而此时出射光线恰好消失，则说明发生全反射，有：
解得：
由几何关系可知：
即玻璃砖上下表面的夹角：
25．，×108 m/s
【详解】
光路图如右图所示
设光线在AB面的折射角为θ2，折射光线与OD的夹角为C，则
由题意可知，光线在BF面恰好发生全反射有
由图可知
θ2＋C＝90°
联立以上各式解得n＝；
又由
可解得×108 m/s。
26．（1）；（2）4.875 m
【详解】
（1）设进入潜水员眼睛的光束从水面折射入水的C点到指引灯的水平距离为x1，从折射入水的C点到B点的水平距离为x2；光束在水上面与竖直方向的夹角为θ，由几何关系有
由折射定律有
解得
，
（2）潜水员下潜深度h2′=6m时，设进入潜水员眼睛的光束从发出点到射入水面的C点的水平距离为x1′，射入水面的C点与潜水员的水平距离为x2′，指引灯到水面的高度为h1′，则有
解得
27．，光路图见解析。
【详解】
光路图如图所示
由几何关系可得
解得
设折射率有n，在透明体中光的传播速度有v
细光束从A点传播到B点所用时间t
解得
28．（1）　（2）不能
【详解】
（1）在面上，根据几何知识，可知入射角，折射角．
根据折射定律可得折射率
（2）设临界角为，因为
所以临界角
在弧面上，入射角
，
因为入射角，所以折射光线中恰好射到点的光线不能发生全反射．
29．（i）；（ii）
【详解】
（i）光路图如图所示
单色光射向半球体上的A点，该光线与SO′成60°角，则入射角：θ＝60°
光由空气射向半球体，由折射定律，有
因
所以
∠COD＝60°
由几何关系可知
γ＝∠COD＝60°
光由半球体射向空气，由折射定律，有
n
联立可得
α＝β
由几何知识得
α+β＝60°
故
α＝β＝30°
则
n
（ii）光在半球体中传播的速度为
v
由几何关系
则光从S发出到射到桌面B点经历的时间t为
t
联立可得
t
30．(1)；(2)
【详解】
(1)光路图如图
根据折射定律
根据几何关系
解得
，
(2)该色光在柱体中发生全反射时的临界角为C，则
由于
光线2射到BD面时发生全反射根据几何关系
可见光线2射到BD面时发生全反射后恰好从E点射出柱体，有
根据对称性有
在柱体中的传播速度
传播时间
31．(1)见解析；(2)
【详解】
(1)如图所示的光路图，在点光源正上方观察时，、都比较小
由折射定律得
由几何关系得
又角很小时，近似认为
故
即
(2)如图所示
光在水面发生全反射有
时刻光源距水面的距离为
光斑的半径
光斑的面积
解得
32．紫 45°
【详解】
[1]作出光路图，如图所示
因紫光折射率较大，根据
可知紫光的全反射临界角较小，所以当增大入射角时，紫光先发生全反射，其折射光线先消失；
[2]设紫光的临界角为C2，根据
解得C2=45°
[3]根据几何关系，可知此时入射角i=C2=45°，对红光，根据折射定律有
解得
根据几何关系，可得红光两亮斑PQ的间距
答案第1页，共2页
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