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1、2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第十八章光学专题1 0 6光的折射第一部分知识点精讲一 光的折射 定 律 折 射 率1.折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。(2)表达式：*普(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。【特别提醒】无论折射现象还是反射现象，光路都是可逆的。2.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。(2)定义式:sin 0-sin 仇【特别提醒】对 于 公 式 =繇：(1)当光从真空(或空气)射入某种介质时，为应是指入射角；(2)当光由介质射入真空
2、(或空气)时，仇应是指折射角。(3)计算公式：=今 因 为。c,所以任何介质的折射率都大 于 1。(4)折射率的理解折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，v=*折射率与介质的蜜度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。二、光的色散1.光的色散现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。A普通玻璃棱镜 奖光线通过棱镜的光路2.成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小
3、，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。【特别提醒】同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。三.应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。第二部分最新高考题精选1.(2022高考湖北物理)如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d,A位置离水面的高 度 为 训 练 员 将 小 球
4、向 左 水 平 抛 出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为凡4已知水的折射率=,求：3(1)tan。的值：(2)B位置到水面的距离从(2022高考河北)如图，一个半径为R的玻璃球,。点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线A 8与球直径SC平行，8=30。光在真空中的传播速度为c。求:（i）玻璃的折射率；（ii）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。率为小的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC,ZA=90,ZB=30 一束平行光平行于8 c 边从A 8 边射
5、入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求 4 C 边 与 8 c 边上有光出射区域的长度的比值。第三部分最新模拟题精选1.（2022山东四县区质检）如图所示，一个折射率为我的扇形透明体，ZAGB=90,O C为其角平分线，一足够宽的平行紫光束平行于OC从OA面和。8面射入透明体，紫光在真空中波长为A，已知真空中光速为c,不考虑A B面反射光的影响，则下列判断正确的是（）-CA.在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1:3BB.在弧A 8上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1:2C.换成折射率大一些的扇形透明体，在弧A 8上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小D.将紫
6、光换成红光，在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小2.（2022山东临沂二模）一 种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常近的截面为半圆形的圆柱棱镜构成，两半圆柱棱镜可以绕圆心。点旋转。单色光。从左侧沿半径射向半圆柱棱镜的圆心O,若光线能从右侧射出，则 为“开”，否则为“关”，己知棱镜对a的折射率为1.5,光a与 半 圆 柱 棱 镜 的 直 径 夹 角 为45。下列说法正确的是（）单色光”在棱镜中的频率是在真空中的L5倍B.单色光a在棱镜中的波长是在真空中的1.5倍C.顺时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能D.逆时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能3.（2022山
7、东泰安三模）一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜如图所示，两种颜色不同的可见光的细光束a、b,垂直于斜边从空气射向玻璃，则下列说法正确的是（）A.在玻璃棱镜中,光的传播速度比人光的大B.光和。光照射在同一金属板上发生光电效应时，。光的饱和电流大C.在相同条件下进行双缝干涉实验，。光的条纹间距比光大D.光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则光先发生全反射4.（2022山东济南5月模拟）如图所示为玻璃圆柱体 截面图，半径为R,玻璃的折射率6为 近。在截面内有两条间距为注R的平行光线，下面的光线过圆心。，经过玻璃圆柱体2后，两出射光线相交于图中P点。则圆心。到P点的距离为（）B.(
8、V2+1)/?A.m RC.屈 一 屈 R D.一 +演4 45.（2 0 2 2 山东滨州二模）如图所示，A C Q B 为圆柱型玻璃的横截面，AB为其直径。现有。、人两单色光组成的复合光沿E 4 方向射向玻璃，a、6 折射光线分别沿A C、4。方向，光从 A到 C的时间为以c，从 A到。的 时 间 为 然 后，圆柱型玻璃只保留A 3 右上部分，入射光线E A方向不变，照射到A B平面上，八b折射光线分别沿4C、A。方向（图中未画出），光从4到圆弧上C 的 时 间 为，从 A到圆弧上。的时间为口。下列说法正确的是（）B.6.（2 0 2 2 湖北十堰四模）“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹是一种
9、光学现象。当阳光照射到空中的雨点时，光线被折射及反射;在空中形成七彩光谱。太阳光射到小水珠发生色散形成彩虹的光路如图所示，小。为两种折射出的单色光。下列说法正确的是（）A.a 光的波长大于b 光的波长B.在水珠中，。光的传播速度小于光的传播速度C.用同一双缝干涉装置看到匕光的干涉条纹间距比a 光的宽D.若。光可使某金属发生光电效应，则 b 光也能使该金属发生光电效应7.（2 0 2 2 湖北武汉武昌区5月模拟）某透明均匀介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边B C 与半圆形的直径重合，/4 C B=3 0。，半圆形的半径为R,一束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心。，且 E、。两点距
10、离为凡 已知光线在E点的折射角为3 0。，真空中的光速为C,则（）B.该介质折射率为62 RC.光线在该透明均匀介质中运动的时间为一cD.光线在该透明均匀介质中运动的时间为回8.（2022北京海淀二模）如图所示的平面内，光束。经圆心。射入半圆形玻璃砖，进入玻璃砖后分成6、c两束单色光。下列说法正确的是（A.玻璃对光的折射率小于对。光的折射率B.在真空中6光的波长小于。光的波长C.在真空中。光的频率小于。光的频率D.在玻璃砖中光的传播速度大于c光的传播速度9.（2022 山东荷泽二模）如图所示为一个边长为。的实心透明正立方体，在正立方体中心。点放置一个红色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立
11、方体折射出来。己知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为=2（不考虑光线在正立方体内的反射，c为真空中的光速）。对该光现象的描述正确的是（）ADA.红色光从正立方体表面射出后光子能量减小B.有光线射出的区域占正立方体表面积的三1 2c.从立方体表面直接射出的光线在正立方体内经过的最长时间为2叵3 cD.若把红色点光源换成蓝色点光源，正立方体表面有光线射出的面积变小1 0 .（2 0 2 2 广东潮州二模）如图所示，半圆形玻璃砖放在水平地面上，玻璃砖最低点3与地面接触，平面AC水平。一束由红光和紫光两种单色光组成的复合光斜射到圆心。，方向与平面 AC成 6 =3 0。角，光线经玻璃砖折射后照射在
12、地面上留下两个亮点尸、Q,测得BP=R BQ=R。则玻璃砖对红光折射率为 o若不考虑光的反射，光在真3空中的传播速度为c,则 两 种 单 色 光 在 玻 璃 砖 中 传 播 的 时 间 差 为。1 1 .（2 0 2 2 南京金陵中学4月模拟）两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜A的左面入射，从 B的右面出射，则出射光线是（）1 2 .（2 0 2 2 辽宁沈阳二模）半径为R、长为L的半圆柱形玻璃砖置于水平桌面上，玻璃砖的上表面水平。为半圆形截面的圆心，一单色平行光束从半圆柱体的矩形上表面射入，该光束平行于半圆形截面并与上表面成4 5 ,如图所示。已知该玻璃
13、砖的折射率为0,光在真空中传播速度为C,不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，下列说法正确的是（）砖中传播的时间 为 用从 0点正下方射出玻璃狼的光线在玻璃B.从。点正下方射出玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的时间为汉 逑Cr n TC.该光束射入玻璃砖后，有光线射出的圆柱面的面积为 12D.该光束射入玻璃砖后，有光线射出的圆柱面的面积 为 幽21 3.（2 0 2 2山西太原二模）如图为透明塑料制成的极薄半圆形塑料壳，半径为R、圆心为 0。在壳中注满某种透明液体，用 间 距 为 近 R的两平行红色激光束、从圆周上垂直直径浦 与。对称地照射到圆弧表面，岫上两亮斑的间距为（瓜-叵）R。（1）求该液体对红光的
14、折射率；（2）若让激光从右侧垂直必射入并不断改变两激光束间的距离，求圆弧面上有光直接射出的范围的长度。（2 0 2 2 河北石家庄三模）如图所示圆心为0、半径为R的半圆玻璃破竖直放置，直径4 B 与水平地面垂直并接触于A点，OC水平。一束激光从玻璃砖圆弧面8 C 射向圆心O,逐渐增大激光的入射角i,发现水平地面上的两个光斑逐渐靠近，当水平地面上刚好只有一个光斑时，光斑距4点的距离为0 R。（1）求玻璃砖的折射率（2）若该束激光以6 0 的入射角从A 8 右侧射向AB上的。点，已 知 间 的 距 离 为 且 R ,3不考虑激光在A C B弧面上的反射，求此时地面上两个光斑之间的距离X。（2 0
15、2 2 湖北武汉4月调研）如图所示，半圆形玻璃砖半径为R,直径A B 与荧光屏M N（足够大）平行且相距为2H.频率相同的两束平行光、b 均以5 3 角同时射入玻璃砖，。光从圆心。入射，恰好从半圆弧的三等分点。射出，b 光从半圆弧的中点C射出.不考虑光在半圆弧上的反射，si n 5 3 =0.8,求：（1）玻璃砖的折射率；M（2）荧光屏上两光点之间的距离。（结果可用根号表示）N1.（2 0 2 2 福建泉州名校模拟）1 4.如图所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，A 8 为四分之一圆弧。一细光束从圆弧A B 的中点E 点沿半径射入棱镜后，恰好在圆心。点发生全反射，反射光经C。面反射，再从圆弧的
16、尸点射出，已知O D=a,光在真空中的传播4速 度 为 求：（1）作出反射光和出射光的光路图；（2）出射光线与法线夹角的正弦值；（3）光在梭镜中传播的时间/广、1 4、（1 0 分X 2 0 2 2 湖北名校5月全真模拟）大部分高层建筑都会采用玻璃幕墙，玻璃幕墙美观大方，也提高了建筑内的/A 采光率，玻璃幕墙一般都是用中空玻璃，如图甲所示。某r B 一玻璃幕墙其剖面及尺寸示意图如图乙所示，双层中空玻DC璃由两层玻璃加密封框架，形成一个夹层空间，隔层充入干燥空气，每单层玻璃厚 度d=12m m,夹层宽度/=18mm,一光束沿与玻璃竖直面成i=53。角从墙外经双层中空玻璃射入室内（光束与玻璃剖面在
17、同一平面上），光线通过玻璃后入射光线与出射光线会有一个偏移量（两光线间的垂直距离），玻璃折射率n=,3光在空气中的速度近似为c=3.0 xl（）8m/s,sin53o=0.8,cos53o=0.6,求（结果两位有效数字）：（1）这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量加（2）这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间图甲（8 分）（2022江苏如皋市模拟）如图所示，折射率=啦的液面上有一光源S,发出一条光线，垂直射到水平放置于液体中且距液面高度h的平面镜M 的。点上.当平面镜绕垂直于纸面的轴。以角速度。逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P 点后立即消失，求：（1）0、
18、P 两点间的距离x；（2）光斑在尸点即将消失时的瞬时速度大小o.P 4C O、h 18.（2022广东湛江模拟）如图所示，深度为2m 的游泳池充满水，/“/，,_泳池底部A 点有一单色光源，A 点距游泳池壁的距离为1.5m,某人走向游泳池，距游泳池边缘8 点为2m时恰好看到光源，己知人的眼睛到地面的高度为1.5m,光在真空中传播速度为 3x108m/s,求：游泳池中水对该单色光的折射率；光从光源A发出到射入人的眼睛所用的时间（保留两位有效数字）。2m115m2 m（2）（1 0 分）（2 0 2 2 高考安徽宣城二模）如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸,玻璃缸深度为2 h,缸底面圆心处
19、有一单色点光源S,缸中装有某种液体，深度为h,0 点为液面的圆心，OS垂直于水平面，用面积为兀h z 的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线zrirh2射出。若在上述黑纸片上，以 0为圆心剪出一个面积为3 的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，使所有出射光线都从缸口射出，则缸口的最小面积为多少？S2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第十八章光学专题1 0 6光的折射第一部分知识点精讲一 光的折射 定 律 折 射 率1.折射定律内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。(2)表达式
20、：*普(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。【特别提醒】无论折射现象还是反射现象，光路都是可逆的。2.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。(2)定义式：=sin仇。【特别提醒】对 于 公 式 =繇：(1)当光从真空(或空气)射入某种介质时，为应是指入射角；(2)当光由介质射入真空(或空气)时，仇应是指折射角。(3)计算公式：=今 因 为。c,所以任何介质的折射率都大 于 1。(4)折射率的理解折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关。折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，v=*折射率与介质的蜜度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。折射率
21、的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。二、光的色散1.光的色散现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。A2.成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。【特别提醒】同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。三.应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等
22、。(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。第二部分最新高考题精选1.(2022高考湖北物理)如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d,A位置离水面的高 度 为 训 练 员 将 小 球 向 左 水 平 抛 出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为凡4已知水的折射率=,求：3(1)tan。的值：(2)B位置到水面的距离从【命题意图】本题平抛运动规律、折射定律。【解题思路】(1)由平抛运动规律，小球入水前瞬间竖直方向速度Vy=
23、2g=2个 浮,1 d=；g/，d=vxt,联立解得：V x=;-V3 y13 gd,t an。=4/3 o八4t a n 8=八 c c(2)因 3可知6=53。，从八点射到水面 光线的入射 角 为 呢 折 射 角 为90 8=37;则由折射定律可知n=s i n as i n 3 7解得a =53 山几何关系可知2 4 4”t a n 3 7+4 t a n 53 =d 解得 H=3 2 72.(2 0 2 2高考河北)如图，一个半径为A的玻璃球，。点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线A 8与球直径S C平行，0=3 0%光在真空中的传播速度为c。求：(i)玻璃的
24、折射率；(i i)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。【命题意图】本题考查折射定律、全反射及其相关知识点。【名师解析】(i)根据题意将光路图补充完整，如下图所示根据几何关系可知/I =0 =3 0 ,i i =60 根据折射定律有7?s i n/i =s i n h解得 =(i i)设全反射的临界角为C，则si n C =-=光在玻璃球内的传播速度有n 3v =根据几何关系可知当9=4 5。时，即光路为圆的内接正方形，从 S发出的光线经多次n全反射回到s点的时间最短，则正方形的边长X=6R4 x 4指 Rt=由 4 户”解得最短时间为 v cAB C3o(2020全国卷III)如图，
25、一折射率为小的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC,NA=90。，NB=30。一束平行光平行于B C边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射，求 4 c 边与8 c 边上有光出射区域的长度的比值。【名师解析】如图(a)所示，设 从。点入射的光线经折射后恰好 射 向 C点，光在A8 边上的入射角为仇，折射角为，2,由折射定律有s i n a=s i n 仇!设 从。8 范围入射的光折射后在8 c边上的入射角为。，由几何关系有6=3 0 +仇由式并代入题给数据得员=3 0 n s i n 6 1 所以，从 D B范围入射的光折射后在BC边上发生全反射，反射光线垂直射到AC边,AC边上
26、全部有光射出。所示。由几何关系有0=9 0。一 优 由式和已知条件可知n s i n 6 1 即从AD 范围入射的光折射后在AC边上发生全反射，反射光线垂直射到5 c边上。设8 c 边上有光线射出的部分为C F,由几何关系得CF=AC sm 304 c 边 与 8 c 边有光出射区域的长度的比值*2第三部分最新模拟题精选1.（2022山东四县区质检）如图所示，一个折射率为0的扇形透明体，ZAOB=90,OC为其角平分线，一足够宽的平行紫光束平行于OC从OA面和OB面射入透明体，紫光在真空中波长为A，已知真空中光速为c,不考虑A B面反射光的影响，则下列判断正确的是（在弧AB上没有光线射出的弧长
27、与有光线射出的弧长之比为1:3B.在弧A8上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1:2C.换成折射率大一些的扇形透明体，在弧4 B上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小D.将紫光换成红光，在弧AB上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小【参考答案】BD【名师解析】由题意可得，光线的光路如下图所示60根据几何关系可知，光线以OA、OB射入的入射角为B2 =45。设其折射角为夕，有sin a“解得C=45。由几何关系可知，越是离A B两处越近的光线经折射后的入射角越大，当恰好发生全反射时，设其在弧A B上的法线与OA夹角为6,则有e =180。一 一。90=15 则弧 AD 的
28、长度为4。=一万/?根据对称性可知，弧 AB上有光线射出的弧长为工乃R,则弧AB上没有光线126射出的弧长与有光线射出的弧长之比为1:2,A 错误，B 正确；换成折射率大一些的扇形透明体，全发射的临界角和折射角都变小，角度6 变大，在弧A8上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比大，C 错误；将紫光换成红光，折射率变小，在弧A8上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小，D 正确。2.（2022山东临沂二模）一 种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常近的截面为半圆形的圆柱棱镜构成，两半圆柱棱镜可以绕圆心。点旋转。单色光从左侧沿半径射向半圆柱棱镜的圆心O,若光线能从右侧射出
29、，则为 开 ，否则为“关”，已知棱镜对”的折射率为1.5,光“与 半 圆 柱 棱 镜 的 直 径 夹 角 为 45。下列说法正确的是（）A.单色光。在棱镜中的频率是在真空中的1.5倍B.单色光。在棱镜中的波长是在真空中的1.5倍C.顺时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能D.逆时针旋转两半圆柱棱镜可实现“开”功能【参考答案】D【名师解析】频率由光源决定，不会改变频率，故 A 错误；根据=,v=Af,可知,单色光。在真空中的波长是在棱镜中的1.5倍，故 B 错误；此时入射角为45。，根据题意可lsinC =-=-%和sin C=!可知 光的临界角小于b光的临n界角，则“光和 光以相同的入射角由玻璃
30、射向空气，若逐渐增大入射角，则光先发生全反射，选项D 正确。4.（2022山东济南5 月模拟）如图所示为玻璃圆柱体 截面图，半径为R,玻璃的折射率为0。在截面内有两条间距为与R 的平行光线，下面的光线过圆心。，经过玻璃圆柱体后，两出射光线相交于图中P 点。则圆心。到 P 点的距离为（)(V2 +l)7?B.A/6-/2 5/6+y/2,从而折射角为 45。，根据几何关系可知a =30 在ANOP中,根据正弦定理sm（18。-=空?OPR解得O P =0R,故选A。5.（2 0 2 2 山东滨州二模）如图所示，A C D B 为圆柱型玻璃的横截面，AB为其直径。现有。、6 两单色光组成的复合光沿
31、E 4 方向射向玻璃，a、b 折射光线分别沿A C、A。方向，光从 4 到 C的时间为以c,从 A到。的时间为以。然后，圆柱型玻璃只保留A B 右上部分，入射光线E A 方向不变，照射至U A B平面上，八b折射光线分别沿AC、4 力方向（图中未画出），光 从 A 到 圆 弧 上。的时间为，从 A 到 圆 弧 上。的时 间 为 好/。下列说法正确的是（）C,AC，一 AD口 心 儿【参考答案】C【名师解析】由 于 4。光 的 折 射角小于A C 光的折射角，光的折射率大于4 C 光，由 u=n可 知，A。光在玻璃中速度较小，A 8 为直径，则 有 A O 4 C,C MA.A B错误;由 选
32、项 A B 可 知，4 Q 光的折射率大于4 C 光，则圆柱型玻璃只保留A 8 右上部分后的光路图如图所示心 到 C 和 0 价艮据余弦定理有记 光 线 4C、A。的折射角分别 为 几，和 心，连接圆ACr2+户一户 ADr2 4-r2 r2cos(90 iAC.)=sin iAC，=-cos(90-z4D.)=sin iAD.=.整理ZAC I V有AC=2rsiniAC,A。=2rsin如，设 入 射 角 为 仇 则 光 从 A 到 圆 弧 上 C 的时间tA C和从Y XHA到 圆 弧 上。的 时 间 有，=一 二V C2 r sin 0sinJ=sin i,整理有，tAC,=tAD.=
33、-，C 正确，D 错误。c6.（2022湖北十堰四模）“不经历风南怎么见彩虹”，彩虹是一种光学现象。当阳光照射到空中的雨点时，光线被折射及反射，在空中形成七彩光谱。太阳光射到小水珠发生色散形成彩虹的光路如图所示，、b 为两种折射出的单色光。下列说法正确的是（）光的波长大于b 光的波长B.在水珠中，a 光的传播速度小于人光的传播速度C.用同一双缝干涉装置看到6 光的干涉条纹间距比a 光的宽D.若 a 光可使某金属发生光电效应，则光也能使该金属发生光电效应【参考答案】AD【名师解析】由图可知 光的偏折程度比b的偏折程度小，所以水珠对。光的折射率比对b 光的折射率小，。光的频率比6 光的频率小，a
34、光的波长比人光的波长长，故 A 正确；根据丫 =可知，在n水珠中，“光的传播速度大于b 光的传播速度，故 B 错误；根据Av=可知，用同一双缝a干涉装置看到b 光的干涉条纹间距比 光的窄，故C 错误;若a 光可使某金属发生光电效应，则。光的频率大于该金属的极限频率，所以人光的频率也一定大于该金属的极限频率，则光也能使该金属发生光电效应，故 D 正确。7.（2022湖北武汉武昌区5 月模拟）某透明均匀介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形的直径重合，NACB=30。，半圆形的半径为R,一束光线从E 点射入介质，其延长线过半圆形的圆心。，且 E、。两点距离为R,已知光线在E 点的折射
35、角为30。，真空中的光速为C,则（A.该介质折射率为J B.该介质折射率为GC.2 R光线在该透明均匀介质中运动的时间为下D.光线在该透明均匀介质中运动的时间 为 画【参考答案】B【名师解析】A B.由于O E =O C =R则A E O C 为等腰三角形，ZO E C也为30,所以入射角4 有4 =6 0。设折射角为 名,根据折射定律，有 瞿二 囱 A 错 误,B 正确；C D.根据几何关系，可知ZOD=30则折射光线E D平行于A B,可得E D=27?cos 30=乖,R光在介质中的传播速度为u=传播时间为tnE Dv联立得到/=竿，C、D错误；8.（2022北京海淀二模）如图所示的平面
36、内，光束。经圆心。射入半圆形玻璃成，进入玻璃砖后分成8、。两束单色光。下列说法正确的是（）B.玻璃对力光的折射率小于对C光的折射率在真空中力光的波长小于，光的波长C.在真空中b光的频率小于c光的频率D.在玻璃砖中b光的传播速度大于。光的传播速度【参考答案】B【名师解析】根 据 折 射 定 律 结 合 图 象 可 知 玻 璃对力光的折射率大于对C光的折射率，即sinr%则。光的频率大于C光的频率，根据c=/4,可知在真空中。光的波长小于C光的波长，根据丫 =可知在玻璃砖中。光的传播速度小于C光的传播速度，故B正确，ACDn错误。9.（2022 山东荷泽二模）如图所示为一个边长为 的实心透明正立方
37、体，在正立方体中心。点放置一个红色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立方体折射出来。已知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为=2（不考虑光线在正立方体内的反射，c为真空中的光速）。对该光现象的描述正确的是（）ADA.红色光从正立方体表面射出后光子能量减小B.有光线射出的区域占正立方体表面积的三12c.从立方体表面直接射出的光线在正立方体内经过的最长时间为2叵3cD.若把红色点光源换成蓝色点光源，正立方体表面有光线射出的面积变小【参考答案】BCD【名师解析】红色光从正立方体表面射出后，频率保持不变，根据光子能量公式=可知红色光从正立方体表面射出后光子能量不变，A错误；观察者从左向右观察，在
38、ABBA面看到的亮斑形状为一个半径为R的圆，如图所示解得AS rr有光线射出的区域面积与正立方体表面积的比值为T=，B正确;6a2 12单色光在透明正立方体中的传播速度为v=二，从立方体表面直接射出光线中,n 2光线a从亮斑最外侧射出经过的时间最长，则有,2 c o s 3 0。2岛,C正确；I-maxrv 3c若把红色点光源换成蓝色点光源，可知折射率变大，根据全反射临界角公式s in C =L,可n知发生全反射的临界角变小，根据R u t a n C,可知亮斑 半径变小，即正立方体表面有2光线射出的面积变小，D正确；1 0.（2 02 2广东潮州二模）如图所示，半圆形玻璃砖放在水平地面上，玻
39、璃砖最低点5与地面接触，平面A C水平。一束由红光和紫光两种单色光组成的复合光斜射到圆心。，方向与平面A C成8 =30。角，光线经玻璃砖折射后照射在地面上留下两个亮点P、Q,测得BP=R，BQ=R。则玻璃砖对红光折射率为 o若不考虑光的反射，光在真3空中的传播速度为c,则 两 种 单 色 光 在 玻 璃 砖 中 传 播 的 时 间 差 为。【参考答案】如Q-6也R22 c【名师解析】1 紫光的折射率大，红光的折射率小，所以P是紫光，。是红光，=9 0。一。=6 0 t a n =0 解得，=45。R玻璃砖对红光折射率为=网 =逅 根据直角三角形得s in p 2BP 7t a n a =解得
40、Ra =30。为紫光的折射率为n紫=-=73两种单色光在玻璃砖中传播的时间差为 s in aAR R c ct=-根据折射定律 得 曝=一，%=曝 U红 几 紫 红(2-V2)V3/?解得=（2 02 2南 京 金 陵 中 学4月模拟）两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一 束 白光从棱镜A的左面入射，从B的右面出射，则出射B.白光带【名师解析】各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示最后出射光线是平行彩色带。各色光经多次折射，但由于两棱镜相邻两侧面1 2.（2 02 2辽宁沈阳二模）半 径 为R、长为/1的半圆柱形玻璃砖置于水平桌面上，玻璃砖的上表面水平。为半圆形截面的圆
41、心，一单色平行光束从半圆柱体的矩形上表面射入，该光束平行于半圆形截面并与上表面成45 ,如图所示。已 知 该 玻 璃 砖 的 折 射 率 为 夜，光在真空 中 传 播 速 度 为c,不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，下 列 说 法 正 确 的 是（）豉 中 传 播 的 时 间 为 亘从O点正下方射出玻璃砖的光线在玻璃B.从。点正下方射出玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的时间为2叵CC.该光束射入玻璃砖后，有光线射出的圆柱面的面积为文空12D.该光束射入玻璃砖后，有光线射出的圆柱面的面积为照2【参考答案】D【名师解析】画出横截面光路如图。sin(3-0.5 P=30 根据u=从。点正下方射出玻璃砖的光线
42、在玻璃砖中传播的时间为nR,cos 30 为 空 选 项AB错误；I=-=-V 3c根据sin。得nsinC=立 所 以 临界角2。=45因尸=3 0 ,所有折射光线与法线的夹角均为30。对于从AO间入射的光线，某折射光线刚好在。点发生全反射，则有NADO=C=45 所以ZAOD=180 60 C=750当NAOZX75。时，发生全反射不能从AD间玻璃下表面射出。对于从0 8间入射的光线，设折射光线刚好在C点发生全反射，此时N6OC=180 90。一r-C =90-30 45=15故能够从半圆柱球面匕出射的光束范围限制在圆弧0 c区域上，设其对应的圆心角为八则71（P=16 5-7 5 =90
43、 =5所以玻璃砖下表面有光线射出部分的面积71 15 =八一/?二 一九乙/?选项 错误，D正确。2 213.（2 0 2 2山西太原二模）如图为透明塑料制成的极薄半圆形塑料壳，半径为R、圆心为。在壳中注满某种透明液体，用间距为0 R的两平行红色激光束、从圆周上垂直直径必 与。对称地照射到圆弧表面，出?上两亮斑的间距为（遥-、历）R。（1）求该液体对红光的折射率；（2）若让激光从右侧垂直必射入并不断改变两激光束间的距离，求圆弧面上有光直接射出的范围的长度。【名师解析】（1）由题意得，光路图如图所示QQ2=O尸+PQ2 P Q =O P O Q=2立言 R O,e=(V 3-l)/?s i n
44、N P Q Q =a=得OXQ 4s i n%=由折射定律2s i n L 二 得s i n i2=拒（2）若让激光从圆弧面上有光直接射出，设光射 圆弧面上恰好在。2发生全反射，如图所示得 C =45 则由儿何关系得，圆弧面上有光直接射出的范围的长度为JTO2O3=2 C R =-R 2.（2 0 2 2 河北石家庄三模）如图所示圆心为。、半径为R的半圆玻璃砖竖直放置，直径A B与水平地面垂直并接触于A点，O C水平。一束激光从玻璃砖圆弧面B C射向圆心O,逐渐增大激光的入射角i,发现水平地面上的两个光斑逐渐靠近，当水平地面上刚好只有一个光斑时，光斑距A点的距离为aR。（1）求玻璃砖的折射率，
45、?；向（2）若该束激光以6 0 的入射角从A B右侧射向A B上的。点，已知O D间 的 距 离 为R,3不考虑激光在A C B弧面上的反射，求此时地面上两个光斑之间的距离心【名师解析】（1）激光从玻璃砖的左侧弧面B C射向圆心O,当地面只有一个光斑时，说明激光在A B面发生了全反射，当以临界角C入射时，只有反射光线在水平地面形成光斑，光路如图，光斑距A点的距离为0R，则R.1 t a n C =j=s i n C =解得 n=-v/3 2R n（2）该束激光以6 0 的入射角从A 8右侧射向4 8卜.的。点，光路如图由折射定律得a =y =3 0。，/7=6 0 由几何关系得/=火+/?12
46、!13 0。=书 史7?，48面的反射光射至1F点,有几何关系XA F=（R+XOD）t a n 3 0 =R水平面上两个光斑之间的距离=加+-=（4+产卜14.（2 0 2 2湖北武汉4月调研）如图所示，半圆形玻璃砖半径为R,直径A3与荧光屏MN（足够大）平行且相距为2 H.频率相同的两束平行光。、b均以5 3。角同时射入玻璃砖，。光从圆心。入射，恰好从半圆弧的三等分点。射出，光从半圆弧的中点C射出.不考虑光在半圆弧上的反射，s i n 5 3 =0.8,求：（1）玻璃砖的折射率；M（2）荧光屏上两光点之间的距离。（结果可用根号表示）N【参考答案】（1）=1.6；（2）”2也R3【名师解析】
47、（I）根据题设条件作出光路图，如图所示,研究a光，入射角为4 =53。折射角为%=30根据折射定律可得a、b两束光打到萤光屏上的点4、鸟的距离为1=鸟=Rtan530-2Rtan30=土叵R 1.（2022福建泉州名校模拟）14.如图所示为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，AB为四分之一圆弧。一细光束从圆弧A 8的中点E点沿半径射入棱镜后，恰好在圆心。点发生全反射，反射光经C。面反射，再从圆弧的尸点射出，已知OA=a、OD=a,光在真空中的传播速度为C。求：4（1）作出反射光和出射光的光路图；（2）出射光线与法线夹角的正弦值；（3）光在梭镜中传播的时间【名师解析】【参考答案】（1）见解析；（2）叵
48、;（3）.（3/22c（1）由题意作出光路图如图所示C=4 5 由s i n C=解得n=行0G=C O D=1 a,s i n a =要=1由折射定律2 OF 2“二s i n B 得s i n asinj3 =（3）光在棱镜中的传播速度u =：=木光在棱镜中的传播距离x=a+-a+-a光在棱镜中的传播时间2 2t_x _ （3 五 +76）（2一 u 一 2c 1 4、（1 0分）（2 0 2 2湖 北 名 校5月全真模拟）大部分高层建筑都会 采 用 玻 璃 幕 墙，玻 璃 幕 墙 美 观 大 方，也 提 高 了 建 筑 内 的 采 光 率，玻璃幕墙一般都 是 用 中 空 玻 璃，如 图
49、甲 所 示。某 一 玻 璃 幕 墙 其 剖 面 及 尺 寸 示 意 图 如 图 乙 所 示，双 层 中 空 玻 璃 由 两 层 玻 璃 加 密 封 框 架，形 成 一 个 夹 层 空 间，隔 层 充 入 干 燥 空 气，每 单 层 玻 璃 厚 度d=1 2 m m,夹 层 宽 度/=1 8 m m,一 光 束 沿 与 玻 璃 竖 直 面 成=5 3。角 从 墙 外 经 双 层 中 空 玻 璃 射 入 室 内（光 束 与 玻 璃 剖 面 在 同 一 平 面 上），光线通过玻璃后入射光线与出射光线会有一个偏移量(两光线间的垂直距离)，玻璃折射率 光在空气中的速度近似为 c=3.0 x l 08m/
50、s,s i n 5 3=0.8,c o s 5 3=0.6,3求(结果两位有效数字)：(1)这束光通过中空玻璃从室外到室内的偏移量加(2)这束光通过中空玻璃从室外到室内的时间上【名师解析】：(1 )画 出 这 束 光 的 光 路 图 如 图 所 示，根 据 折 射 定 律n =迪匚s i n r.rAB=CD=.rCOST由几 何关 系可 知 光 束 进 入 第 一 层 玻 璃 的 偏 移 量h i =A B s i n (i -r).r这束光通过每层玻璃的偏移量相等，所以从室外到室内的偏移量h=h i+h2=2 h i 故由得h=(s i n i c o s r -c o s i s i n