2023年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题13光、电磁波与相对论（含解析）

PAGE专题13光、电磁波与相对论第一局部名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查根本概念和根本规律。考纲要求〔1〕理解折射率的概念，掌握光的折射定律；掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算．〔2〕理解光的干预现象，掌握双缝干预中出现明暗条纹的条件；理解光的衍射现象，知道发生明显衍射的条件；知道光的偏振现象，了解偏振在日常生活中的应用〔3〕知道电磁波是横波；了解电磁波的产生、传播、发射和接收，熟记电磁波谱；了解狭义相对论的根本假设和几个重要结论．命题规律〔1〕分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图，可能出现计算题和作图题。〔2〕光的干预、衍射和偏振局部，以考查根本概念及对规律的简单理解为主，主要是以选择题和填空题为主〔3〕电磁波和相对论局部，以考查根本概念及对规律的简单理解为主，主要是以选择题为主第二局部知识背一背(1)折射现象①折射定律：．②在光的折射现象中，光路是可逆的． ③折射率：定义式：；计算公式：，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。④当光从真空(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．〔2〕全反射现象①条件：〔a〕光从光密介质射入光疏介质；〔b〕入射角大于或等于临界角。②现象：折射光完全消失，只剩下反射光．③临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，〔3〕光的色散①光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．②光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列．③光的色散现象说明：白光为复色光；同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢．〔4〕光的干预①定义：两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干预现象。②相干条件：只有相干光源发出的光叠加，才会发生干预现象．相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波。③双缝干预：由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干预的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干预中相邻亮条纹间距离为。④薄膜干预：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同．〔5〕光的衍射①定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．(2)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．③衍射图样：(a)单缝衍射:明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性。(b)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积。(c)圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑。〔6〕光的偏振①偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振．②自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．③偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．〔7〕电磁波的特性①电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播。②不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小，但在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。③电磁波的频率f、波长λ和波速v的关系：v＝λf.④电磁波是横波，具有波的特性，能产生干预、衍射等现象．〔8〕电磁波的发射与接收①电磁振荡(LC电路)的周期，频率.②发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的频率；振荡电路应采用开放电路。发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅．接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程．〔9〕狭义相对论①狭义相对论的根本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。②时间间隔的相对性.③长度的相对性④相对论的速度变换公式⑤相对论质量⑥质能方程E＝mc2第三局部技能+方法一、确定光线的方法①先确定光线在界面上的入射点，然后再找光线通过的另外一个点，通过两点确定光线。②根据折射定律计算折射角，确定折射光线．当光由光密介质射向光疏介质时，应注意是否发生全反射。二、解决光的折射问题的一般方法：①根据题意画出正确的光路图：准确、标准地画出光路图是解决几何光学问题的前提和关键。(2)②利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角：从光路图上找准入射角和折射角。③利用折射定律建立方程进行求解：应用数学知识求出它们的正弦值．必要时可利用光路可逆原理辅助解题。三、全反射现象的理解与应用①在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。②当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。③全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。④解答这一类问题要抓住折射定律和发生全反射的条件这个关键．在分析、研究光路时，常要假设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反射、折射或全反射的光路图，作出推断或求解。四、两束振动情况相同的光源产生的光相互叠加时：双缝干预中出现象、暗条纹是由屏上某点P到两缝的光程差来决定的，而条纹间距那么由双缝到屏的距离、双缝之间的距离和光的波长共同决定．明确双缝干预中条纹特点和分布情况、掌握出现明条纹和暗条纹的条件是解决这类问题的关键。①出现明条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于波长的整数倍或半波长的偶数倍，即〔(k＝0,1,2,3…)；当k＝0时，即PS1＝PS2，此时P点处的明条纹叫做中央亮条纹。②出现暗条纹的条件是屏上某点P到两个相干光源S1和S2的路程差等于半波长的奇数倍，即〔(k＝0,1,2,3…)；五、衍射与干预的比拟两种现象比拟工程单缝衍射双缝干预不同点条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度根本相等相同点干预、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干预、衍射都有明暗相间的条纹六、偏振光的产生方式①自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．②自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向适宜，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．特别提醒不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．七、偏振光的理论意义及应用①理论意义：光的干预和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．②应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．八、电磁波谱分析及电磁波的应用①波长不同的电磁波，表现出不同的特性．其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干预、衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强。②电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠，但它们产生的机理不同。九、狭义相对论的理解①惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，即对于一切物理现象的描述来说，所有的惯性系都是等效的。②光速的大小与选取的参考系无关，，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关。。③狭义相对论认为物体的质量m与物体的速度v有关，其关系式为⑤相对论质量【例1】〔9分〕如下图，一个足够大的水池盛满清水，水深h=4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l=5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直。〔i〕求水的折射率n；〔ii〕用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮局部的面积〔圆周率用π表示〕．【答案】〔ⅰ〕1.33；〔ⅱ〕那么有…………………〔2分〕圆形光斑的半径为…………………〔1分〕圆形光斑的面积为……………………〔1分〕联立可解得…………〔1分〕B水面B水面Ahl【思维提升】水下点光源是向四面八方照射，当从水中射向空气时，假设入射角大于或等于临界角，就会发生光的全反射．所以有区域的光不会射出．运用恰好发生全反射来确定光斑区域的大小，同时运用三角函数关系．【例2】中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在?玄真子。涛之灵?中写道：“雨色映日而为虹〞，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，那么两光A．在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行外表后，b光侧移量大C．分别照射同一光电管，假设b光能引起光电效应，a光一定也能D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光【答案】C【思维提升】光学局部可分为几何光学和物理光学，在选择题中考查时很少单独考查一个知识点，多是综合应用，解决这类问题除了把握好根本规律、公式、、等，还要注意几何光学和物理光学间的相互联系，如根据折射率判断频率，再由光子能量联系光电效应方程分析相关问题。【例3】【广东省广州市执信中学2022届高三上学期期中考试理综试题】如下图为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的M点入射，入射角i=60°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．OB段的长度l=6cm，真空中的光速c=3.0×108m/s．求：①透明材料的折射率n②光从M点传播到0点所用的时间t．【答案】①②【思维提升】此题是对光的折射定律以及全反射问题的考查；解题的关键是根据题意画出标准的光路图，然后在两介质的入射点找到入射界和折射角，并根据光的折射定律列出方程；注意全反射的条件：光从光密射向光疏；入射角不小于临界角.【例4】以下说法中正确的选项是__________〔填正确答案的标号，选对一个得3分，选对2个得4分，选对三个得6分，每选错一个扣3分，最低分为0分〕A、不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的B、水面上的油膜呈现彩色是光的干预现象C、在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D、声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率E、未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象【答案】ABE【思维提升】不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．水面上的油膜呈现彩色是光的干预现象．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．声波波长较长，容易发生衍射现象。【例5】如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。那么〔〕。〔填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对三个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分〕A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B．在真空中，a光的波长小于b光的波长

C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率

D．假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，那么折射光线a首先消失

E．分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距大于b光的干预条纹间距【答案】ABD【解析】A、C、光线a的偏折程度大，根据折射定律公式，θ是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式，知a光在玻璃中的传播速度小，故A正确，C错误；B、a光的折射率大，说明a光的频率高，根据，a光在真空中的波长较短，故B正确；D、假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，那么折射光线a的折射角先到达90°，故先发生全反射，折射光线先消失，故D正确；E、光线a在真空中的波长较短，根据双缝干预条纹间距公式，分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距小于b光的干预条纹间距，故E错误；故答案为ABD.【思维提升】此题综合考查了光的折射、全反射和干预，关键是记住几个公式：折射率定义公式、光速公式、双缝干预条纹间距公式.【例6】下面有关光的说法正确的选项是()A．雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是光的干预现象B．天空出现彩虹是白光的色散现象C．光是一种电磁波，能发生干预、衍射等现象，没有动量和能量D．在折射率越大的介质中，光的传播速度越快【答案】AB【思维提升】该题通过四个与波有关的现象，来说明波的几个性质，一是波具有干预的性质，是通过油膜的彩色条纹呈现的，二是光的色散现象，三是电磁波的动能与能量的问题，当然波是具有动量与能量的，那么电磁波也应该具有动量与能量，最后是光速的问题。【例7】(6分〕以下说法正确的选项是〔填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对三个得6分。每选错一个扣3分，最低得分为0分〕A、光导纤维传输信号是利用光的干预现象B、全息照相利用了激光相干性好的特性C、光的偏振现象说明光是横波D．X射线比无线电波更容易发生干预和衍射理象E、刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象【答案】BCE【解析】光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，选项A错误；全息照相利用了激光相干性好的特性，选项B正确；光的偏振现象说明光是横波，选项C正确；X射线比无线电波波长小，不容易发生干预和衍射现象，选项D错误；刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象，选项E正确；【例8】以下说法正确的选项是________〔填正确答案标号。选对一个得2分，选对两个得4分，选对三个得6分。选错一个扣3分，最低得分为0分〕A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干预形成的C．杨氏双缝干预实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干预条纹的相邻条纹间距比蓝光干预条纹的相邻条纹间距小D．光的偏振特征说明光是横波E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的【答案】BDE【例9】以下说法正确的选项是〔〕〔填正确答案标号。选对一个得2分，选对两个得4分，选对三个得6分。选错一个扣3分，最低得分为0分〕A．摆钟偏快时可缩短摆长进行校准B．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度D．地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些E．光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线，那么光在玻璃中传播速度一定小于在水中的传播速度【答案】BDE【解析】摆钟偏快是因为周期变小，根据单摆的周期公式，可知校准时需将周期增大，既要将摆长增大，故A错误；多普勒效应：当波源与观察者相对静止时观察者接收到的频率等于波源振动的频率，当波源与观察者相向运动〔相互靠近〕时观察者接收到的频率大于波源振动的频率，当波源与观察者背向运动〔相互远离〕时观察者接收到的频率小于波源振动的频率，故B正确；偏振片的作用是减弱反射光的强度，不能增加透射光的强度，故C错误；参考系不同那么观察到的运动不同，由于火箭中的人相对火箭静止，故观察到的是火箭的实际长度，火箭高速运行，根据长度的相对性，那么地面人的看到的长度比火箭的实际长度要短，而故D正确；光线偏向法线，说明折射角小于入射角，由相对折射率可知，光在介质中传播，光速，折射率越大光的传播速度越小，故E正确。【例10】以下说法正确的选项是________〔填正确答案标号。选对一个得2分，选对两个得4分，选对三个得6分。选错一个扣3分，最低得分为0分〕。A．绿光比红光更容易发生全反射B．电磁波可以与机械波类比，它们的传播都需要介质C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关D．变化的磁场一定会产生变化的电场E．在同一双缝干预装置中黄光的干预条纹间距比蓝光干预条纹间距宽【答案】ACE【解析】电磁波传播不需要介质，故B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场会产生恒定的电场，D错误。故ACE正确。【例11】以速度u高速远离地球的宇宙飞船发出频率为的单色光，真空中光速为c，那么A．该光相对飞船的速度等于B．该光相对飞船的速度等于cC．地球上接受到该光的频率大于D．地球上接受到该光的频率小于【答案】BD【解析】由光速不变原理可知，该光相对飞船的速度等于c，选项B正确，A错误；根据多普勒效应，因飞船远离地球，那么地球上接受到该光的频率小于，选项C错误，D正确.应选BD.第四局部根底练+测1、【2022•重庆市巴蜀中学高三上第三次月考】以下说法中正确的选项是__________〔填正确答案的标号，选对一个得3分，选对2个得4分，选对三个得6分，每选错一个扣3分，最低分为0分〕A、不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的B、水面上的油膜呈现彩色是光的干预现象C、在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D、声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率E、未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象【答案】ABE【解析】根据狭义相对论可得光速不变，A正确；水面上的油膜呈现彩色是光在油膜上下两个外表发生干预现象产生的，B正确；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C错误；根据多普勒效应可得声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率，D错误；未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象，E正确。【名师点睛】不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的．水面上的油膜呈现彩色是光的干预现象．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率大于声源的频率．声波波长较长，容易发生衍射现象。2、〔多项选择〕【北京市西城区2022—2022学年度第一学期期末试卷】关于电磁波，以下说法正确的选项是A．电磁波和机械波都可以在真空中传播B．电磁波和机械波都能产生多普勒效应C．电磁波中电场强度和磁感应强度随时间和空间做周期性的变化D．以下三种电磁波按频率由高到低排序为：无线电波、紫外线、射线【答案】BC3、【丰台区2022—2022学年度第一学期期末练习高三物理】光学现象在实际生活、生产中有许多应用。以下选项利用了“光的干预现象〞的是〔〕A．用光导纤维传输信号B．白光通过三棱镜变成七色光C．戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度【答案】D【解析】用光导纤维传输信号，是利用了全反射知识，选项A错误；白光通过三棱镜变成七色光，是光的折射，选项B错误；戴上特制眼镜在电影院看3D电影有立体感是利用了光的偏振知识，选项C错误；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干预，选项D正确。应选D.4、【丰台区2022—2022学年度第一学期期末练习高三物理】如下图，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一局部光被反射，一局部光进入液体中。当入射角是45°时，折射角为30°。以下说法正确的选项是〔〕A．反射光线与折射光线的夹角为120°B．该液体对红光的折射率为C．该液体对红光的全反射临界角为45° D．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°OMOMN空气液体红光╭╭╯╭45°30°【答案】C5、【北京市丰台区2022—2022学年度第一学期期末高三物理练习】a、b两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如下图。那么关于a、b两束光，以下说法正确的选项是〔〕空气介质空气介质abA．介质对a光的折射率大于介质对b光的折射率B．a光在介质中的速度大于b光在介质中的速度C．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长D．光从介质射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角【答案】A【解析】根据折射率的定义，知入射角相等，a光的折射角较小，那么a光的折射率较大，故A正确．由公式分析可知，a光在介质中的速度较小，故B错误．光的折射率越大，其频率越大，波长越短，那么a光在真空中的波长较短，故C错误．根据临界角公式分析知，a光的折射率大，临界角小，故D错误．应选A.6、〔多项选择〕【北京四中2022-2022学年度第二学期高二年级期末测验物理学科物理试卷】如图，a是一细束由两种不同频率的可见光组成的复色光，射向半圆玻璃砖的圆心O，折射后分为两束b、c，那么以下说法中正确的选项是()A．c光的偏转较b光大，因而玻璃对c光的折射率比玻璃对b光的折射率大B．c光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度大C．b光在真空中的波长比c光在真空中的波长小D．假设b、c两种单色光由玻璃射向空气时发生全反射，其临界角分别为θb、θc，那么有θb>θc【答案】AD【名师点晴】该题通过图示中的情景揭示了两束光的不同，从而在不同的角度上对该不同进行了分析，解题时需要我们抓住两束光的不同，得出其折射率的不同，然后再根据相应的公式得出二者在真空中的传播速度的不同，波长的不同及临界角的不同等。7、〔多项选择〕【北京四中2022-2022学年度第二学期高二年级期末测验物理学科物理试卷】下面有关光的说法正确的选项是()A．雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是光的干预现象B．天空出现彩虹是白光的色散现象C．光是一种电磁波，能发生干预、衍射等现象，没有动量和能量D．在折射率越大的介质中，光的传播速度越快【答案】AB【解析】雨后马路上的油渍呈现彩色条纹是由于油层的厚度不同而出现的光的干预现象，应选项A正确；天空出现彩虹是空气中的小水滴充当三棱镜，而对光发生的色散现象，选项B正确；光是一种电磁波，能发生干预、衍射等现象，它也是有动量和能量的，选项C错误；在折射率越大的介质中，根据公式v=c/n中，光的传播速度越慢，选项D错误。【名师点晴】该题通过四个与波有关的现象，来说明波的几个性质，一是波具有干预的性质，是通过油膜的彩色条纹呈现的，二是光的色散现象，三是电磁波的动能与能量的问题，当然波是具有动量与能量的，那么电磁波也应该具有动量与能量，最后是光速的问题。8、【北京市清华大学附属中学2022届高三4月综合能力测试〔四〕】如下图，MN是介质Ⅰ和介质Ⅱ的交界面，介质Ⅰ中的光源S发出的一束光照射在交界面的O点后分成两束光OA和OB，假设保持入射点O不动，将入射光SO顺时针旋转至S1O的位置，那么在旋转过程中以下说法正确的选项是A.光线OA逆时针旋转且逐渐减弱B.光线OB逆时针旋转且逐渐减弱C.光线OB逐渐减弱且可能消失D.介质Ⅰ可能是光疏介质【答案】C【名师点睛】解决此题的关键要掌握折射率与入射角的关系、光的能量与入射角的关系，同时要掌握全反射的条件，当入射角增大时，反射光增强，折射光线与入射光线同向旋转．根据入射角与折射角的大小，分析折射率的大小，判断能否发生全反射9、〔多项选择〕【巴中市普通高中2022届高三“零诊〞考试理科综合】如下图，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光()A.红光在玻璃中传播速度比蓝光大B.从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光C.从a、b两点射出的单色光不平行D.分别用a、b光在同一个双缝干预实验室装置上做实验，a光的干预条纹间距小于b光的干预条纹间距E.从a、b两点射出的单色光平行，且平行于BC【答案】ABE【解析】由玻璃对蓝光的折射率较大，可知A正确．由偏折程度，可知B正确．对于C，我们应首先明白，除了题设给出的两个三棱镜外，二者之间又形成一个物理模型——平行玻璃砖(不改变光的方向，只使光线发生侧移)．中间平行局部只是使光发生了侧移．略去侧移因素，整体来看，仍是一块平行玻璃板，AB∥BA.所以出射光线仍平行，C错误；干预条纹间距，且所以，，D错误；作出光路图如下图，可知光线Pc在P点的折射角与光线ea在a点的入射角相等，据光路可逆，那么过a点的出射光线与过P点的入射光线平行．由此，E正确，应选ABE。10、【湖北省龙泉中学、宜昌一中2022届高三10月联考物理试题】〔10分〕如下图，在MN的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率n＝eq\r(3)，玻璃介质的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长l＝40cm，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕平行，一束激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．〔i〕求两个光斑之间的距离x；〔ii〕假设任意两束相同的激光同时垂直于AB边向上射入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离L．【答案】(i)如下图；(ii)80cm(ii)作出入射点在A、B两点的光线的光路图，如下图，由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离L＝PQ＝2l＝80cm⑤〔2分〕【名师点睛】〔1〕激光a垂直于AB边射向AC边的中点O时，由于光的反射和折射，在屏幕MN上出现两个光斑，由折射定律和折射定律作出光路图．〔2〕由几何知识求出a光的入射角，由折射定律求出折射角，根据反射定律求出反射角．由几何知识求解两个光斑之间的距离L。此题是几何光学问题，是折射定律、反射定律与几何知识的综合应用．要充分运用几何知识，求解两个光斑之间的距离．11、【贵州省遵义市航天高级中学2022届高三上学期第三次模拟考试理科综合试题】如下图为一等边三角形的某种透明介质ABC，边长为L，折射率为，底部中点O处有一点光源，试问能够从AB边射出光线的长度是多少？【答案】L【解析】光路图如下图根据全反射定律可得，解得C=37℃根据几何知识可得OE=EF=OEtanC=L故x=BE+EF=L【名师点睛】在分析光的折射问题时掌握光的折射率与临界角的关系，理解几何关系的应用，注意正确画出光路图是解题的关键12、【广西省柳州铁路第一中学2022届高三上学期10月月考理综试题】半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体，过其轴线OO’的截面如下图。位于截面所在平面内的一细束光线，以角i0由O点入射，折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。【答案】【名师点睛】解决此题的关键要作出光路图，运用几何知识和折射定律结合解答，由折射定律求出光线在左侧面上的折射角，可几何关系求出A、D间的距离．由求出全反射临界角C，再由几何知识求解B、D间的距离，即可得到AB间的距离13、【云南省玉溪市第一中学2022届高三上学期期中考试理科综合试题】如下图为一透明玻璃半球，在其下面有一平行半球上外表水平放置的光屏。两束关于中心轴OO＇对称的激光束从半球上外表垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出。当光屏距半球上外表h1=40cm时，从球面折射出的两束光线会聚于光屏与OO＇轴的交点，当光屏距上外表h2=70cm时，在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。【答案】【名师点睛】在研究光的折射问题时，首先需要根据题中信息画出光的传播路径，然后结合几何知识，光学规律解题，光的折射问题更依靠于数学手段，激光束从半球上外表垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出，在球面上恰好发生全反射，作出光路图．根据几何知识求出临界角的正弦，即可求得折射率14、【西藏日喀那么地区第一高级中学2022届高三10月月考理科综合物理试题】如图甲所示，在平静的水面下深d处有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，其半径为R，周边为环状区域，其宽度为，且为a光的颜色〔见乙图〕，那么：两种色光的折射率和分别是多少？【答案】【名师点睛】在解决光学问题你时，一般都是先画出光路图，然后结合几何知识分析解题，解决此题的关键从临界角入手，掌握全反射定律公式．通过照亮的圆形区域，作出光路图，由几何知识得到两束光的临界角正弦值，由全反射定律得到折射率，15、【湖南师范大学附属中学2022届高三月考〔三〕物理试题】〔9分〕如下图，直角三棱镜的折射率∠A＝30°，一束与OB面成300角的光射向OB面，从AB面上的C点射出．假设不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向．【答案】有两束光从AB面射出，分别为与AB面成30°向右，与AB面成30°斜向左上．【名师点睛】此题考查光的折射定律及全反射问题；解题的关键是画出标准的光路图，知道光的折射定律以及全反射的条件和临界角的公式；此题对数学几何能力的要求较高，平时需加强训练；此题意在考查学生利用数学知识解决物理问题的能力.16、【广东省广州市执信中学2022届高三上学期期中考试理综试题】如下图为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的M点入射，入射角i=60°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．OB段的长度l=6cm，真空中的光速c=3.0×108m/s．求：①透明材料的折射率n②光从M点传播到0点所用的时间t．【答案】①②【名师点睛】此题是对光的折射定律以及全反射问题的考