[讲义答案]第3讲几何光学-bf165ab07076_学而思高二全套_2020年寒假高二(1)_2020寒假目标985班高二物理直播班（课改）7讲章进完结_资料_讲义答案

答 案
B
解析
解：由题知单色光从空气射向该介质时，入射角
，折射角
，则该介质的折射率为
。 
故选：B。
第一讲知识引航
光纤，全称为光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。当光在玻璃纤维内传播时，如果从
玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，此时光在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播，这就是光导纤维传
播光的原理。光导纤维是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发
生全反射。 
 
在日常生活中，由于光在光导纤维中的传导损耗比电在电线中的传导损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
另外，利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃
纤维组成的软管，它有输送光线、传导图像的本领，又有柔软、灵活，可以任意弯曲等优点，可以通过食道插入胃
里。光导纤维把胃里的图像传出来，医生就可以窥见胃里的情形，然后根据情况进行诊断和治疗。 
 
模块1：光的折射
：光的折射
1
知识引航
引航
例题1
i = 45∘
r = 30∘
n =
 =
sinr
sini
 ≈
2
1.41
答 案
C
解析
解：一束光线由空气射向玻璃，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故C正确； 
故选：C。
答 案
解析
解：由反射定律可知，
和
中
为入射光，则
为法线，
为分界面，由折射定律可
知
为入射光线，
为反射光线，
为折射光线，由折射定律得
， 
再由
得，
。
答 案
B
解析
解：由题意知折射角
，所以入射角
，即
。再由几何关系
可以得到光线的偏向角为
，如图： 
 
故选B。
答 案
1  88%
1
1  69%
1
达标检测1
例题2
NN ′ L
 3
 3 1.7 × 10 m/s
8
L2
L3
L3
MM′
NN ′
L3
L2
L1
n =
 =
sin30∘
sin60∘
 3
n =
 v
c
v =
 =
n
c
 m/s ≈
 3
3 × 108
1.7 × 10 m/s
8
达标检测2
γ = 30∘
sini = n sinγ =
 
2
 3
i = 60∘
θ = 60∘
例题3
n = 1.33
解析
解：如图所示，设入射角
，折射角
。则 
，
。 
。 
答 案
A C D
解析
解：
，临界角为
。因光源发出的光经狭缝沿半径
方向射入玻璃的圆面，故不改变传播方向，射至圆心
时，若入射角小于临界角
时，有折射光线
和反射光线
同时存在；随着
的不断旋转，入射角不断增大，这时反射角和折射角都分
别增大，且反射光不断增强，而折射光不断减弱，当
时，折射光线完全消失，全部光线在
玻璃砖的圆心
处反射回来。B错误，ACD正确，故选ACD。
答 案
解析
当入射光
与
点处法线重合时，
有最大值，且最大值为。因玻璃的折射率
，即临界角
，所以当
在
点的入射角恰等于
时，刚好发生全反射，此时
最小
为
，且此时即为
刚好消失的位置，这时
与
的夹角为
。
模块2：全反射
：全反射
1  80%
1
1
θ
 1
θ
 2
sinθ
 =
1
 
 
d + h
2
2
d
sinθ
 =
2
 
 
d + H
2
2
d
n =
 =
sinθ
 2
sinθ
 1
 =
 
d + h
2
2
 
d + H
2
2
 ≈
 
15 + 11.25
2
2
 
15 + 20
2
2
1.33
例题4
n =
 2
C = arcsin
 =
n
1
arcsin
 =
 2
1
45∘
O
i
C
OA
OB
M
i
i = 45∘
O
例题5
π
 4
π
 2
π
AO
O
∠BOC
π
n =
 2
C =
 4
π
AO
O
 4
π
∠BOC
 4
π
OB
AO
OC
 ×
4
π
2 =
 2
π
达标检测3
答 案
C
解析
解：A、B、C、光纤通信利用了华裔科学家高锟博士提出的一个理论，光导纤维是一种非常细的特
制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射。最终实现传递信息的目的，故C正
确，AB错误； 
D、广泛应用的光导纤维的外套折射率要比内芯折射率要小，是一种非常细的特制玻璃丝，可处于
任意形状，故D错误。 
故选：C。
答 案
C
解析
解：设从液面上看液面被光源照亮的圆形区域的半径为。光线在圆形区域的边缘恰好发生全反
射，入射角等于临界角
。 
由
，得：
， 
根据几何关系可知：
。 
所以被光源照亮的圆形区域的直径为
。故ABD错误，C正确。 
故选：C。 
答 案
C
解析
解：如图所示，光线射到
或
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射出； 
点为
的重心，设
，则由几何关系得到
， 
解得光斑半径
，故选C。 
1  55%
1  70%
模块3：春季你会遇
：春季你会遇见
达标检测4
r
C
sinC =
 =
n
1
2
2
C = 45
∘
r = h
2h
例题6
A
B
O
△ABC
FC = x
 =
x + r
x
 3
2
x = 2r
答 案
应满足
。
解析
解：设光线在端面
上
点(如图)的入射角为，折射角为，由折射定律有 
①，
设该光线射向玻璃丝内壁
点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有
②，(式中，是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足
 ③)，由几何关系得 
④ ，由①②③④式得 
。 
 
答 案
需要的时间
。
解析
解：光在玻璃丝中传播速度的大小为
⑥，光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线
从端面
传播到其另一端面所需的时间最长，光程为 
⑦ ，由②③⑥⑦式得
。
答案
D
解析
解：光从真空进入透明板，折射角小于入射角，所以折射光线与界面的夹角大于
度，小于
度；又反射角与入射角相等，则反射光线与界面的夹角为
度，可知反射光线与折射光线之间的夹
角大于
度，小于
度。故D正确，A、B、C错误。 
故选：D。
1
2
模块4：随堂
：随堂测
1
例题7
sini ⩽
 
n −1
2
AB
C
i
γ
sini = n sinγ
D
α
α ⩾θ
θ
n sinθ = 1
α + γ = 90∘
sini ⩽
 
n −1
2
t
 =
max
 
c
Ln2
v =
 n
c
AB
L =
′
 =
sinC
L
nL
t
 =
max
 
c
Ln2
随堂
随堂测
随堂测1
50
90
50
100
140
答案
A
解析
解：光导纤维是利用光从光密介质射入光疏介质时发生全反射的现象来传递光信号的。 
故选：A。
答案
B
解析
解：当光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，所以A可能发生，B这种情况不可能
发生； 
当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，C是可能发生的； 
当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于临界角，会发生全反射，这种情况是可能发生的，
D可能发生。 
故选：B。
1  82%
1
随堂测2
随堂测3