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文档简介
光的折射、全反射专题
目录
近年真题对比
考向一光的折射
考向二光的全反射问题
命题规律解密
名校模拟探源
易错易混速记
真题考查解读
力----
【命题意图】此专题以考查光的折射定律和全反射知识为主,注重对“应用数学知识解决物理问题的能力”
的考查,多以计算题的形式出现;当考查光的干涉、衍射和电磁波问题,一般以选择题形式出现。预测高
考将以新情境考查光的折射定律与全反射问题,同时兼顾光的干涉、衍射、电磁波谱、电磁波等知识点,将
这部分知识与生产、生活、现代科技联系考查的可能性较大。
2.命题热点:
【考查要点】主要考查光的折射定律和全反射规律的应用问题;光的干涉、衍射、偏振现象的理解问题;
电磁波谱在实际中的应用问题。
【课标链接】(1)光的折射与全反射规律的应用;(2)全反射的临界角问题时及与实际应用的联系问题;
£3)光的波动性问题。
2。23年真题展现
考向一光的折射
1.(2023江苏卷)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生
弯曲。下列光路图中能描述该现象的是()
棚搬桢槌
A.B.
地球表面'地球表面
加
D.
【答案】A
【解析】根据折射定律Z?上sin6上=A下sin。下
由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则A下>A上,则,下逐渐减小,则从高到低,下逐
渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向。
故选A。
2,(2023全国甲卷)等腰三角形AaA为一棱镜的横截面,=ac;—平行于历边的细光束从ab边
射入棱镜,在6c边反射后从ac边射出,出射光分成了不同颜色的两束,甲光的出射点在乙光的下方,如
图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是()
A.甲光的波长比乙光的长
B.甲光的频率比乙光的高
C.在棱镜中的传播速度,甲光比乙光的大
D.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
E.在棱镜内如边反射时的入射角,甲光比乙光的大
【答案】ACE
【解析】ABD.根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示
由图可知,乙光的折射角较小,根据折射定律可知乙光的折射率大,则乙光的频率大,根据c二7才可
知,乙光的波长短,A正确、BD错误;
C.根据n=£可知在棱镜中的传播速度,甲光比乙光的大,C正确;
n
E.根据几何关系可知光在棱镜内A边反射时的入射角,甲光比乙光的大,E正确。
故选ACE»
3.(2023浙江1月卷)如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图.一细黄光束从直角边初以
角度。入射,依次经/C和5C两次反射,从直角边ZC出射.出射光线相对于入射光线偏转了a角,则a
()
A
A.等于90。B.大于90。C.小于90。D.与棱镜的折射率有关
【答案】A
【解析】在光路图中标出相关角度,如图所示。
°sin。
设光线在四边的折射角为",根据折射定律可得〃=—^。
smp
设光线在宽边的入射角为。,光线在4C边的入射角为,,折射角为i;由反射定律和几何知识可知
分+夕=45。,/3+2(p+r=90。,联立解得外=,
sinisini
根据折射定律可得——=丁==〃,可得,=0。过。点做出射光的平行线,则该平行线与血的夹
smrsinp
角为夕,由几何知识可知,入射光与出射光的夹角为90。。选项A正确。
4.(2023海南卷)用激光测玻璃砖折射率的实验中,玻璃砖与屏尸平行放置,从另一侧用激光笔以一
定角度照射,此时在屏上的S处有激光点,移走玻璃砖,光点移到员处,回答下列问题:
(1)请画出激光束经玻璃折射后完整的光路图________;
(2)已经测出AB=4,OA=4,Si$=则折射率〃二(用1]、2、A表示);
(3)若改用宽更小的玻璃砖做实验,则间的距离会(填“变大”,“变小”或“不
变”)。
【解析】(1)[1]根据题意画出光路图如下图所示
(2)设光线入射角为折射角为。,则在。点根据折射定律有z?sine=sina
由于射入玻璃砖的入射角是射出玻璃豉的折射角,则S&=CB
根据几何关系可知2上
联立解得
(3)[3]若改用宽劭更小的玻璃砖做实验,则画出光路图如下
可看出国房间的距离变小。
5.(2023全国乙卷)如图,一折射率为后的棱镜的横截面为等腰直角三角形A4BC,
AB=AC=l,宽边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于8C方向经46边上的〃点射入棱镜,
若这束光被宽边反射后恰好射向顶点A,求〃点到4点的距离。
A
【解析】由题意可知做出光路图如图所示
光线垂直于比1方向射入,根据几何关系可知入射角为45°;由于棱镜折射率为血,根据
有sinr=一
2
则折射角为30°;ZBMO=60°,因为NB=45°,所以光在BC面的入射角为
。=90°—(180°—60°—45°)=15°
根据反射定律可知NMQ4=2,=30°
根据几何关系可知NA4O=30。,即A3。为等腰三角形,则丝=也
AO3
又因为ASQW与AC/。相似,故有----=----
ACAO
由题知AB=AC=l
联立可得BM=—AC=—l
33
所以〃到力点的距离为》=龌4=/—3/=匕8/
3
6o(2023山东卷)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。
两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为4直径均为2a,折射率为〃(〃<a)。M、N下端横截面
平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射
至N下端面,N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为夕,求夕的正弦值;
(2)被测物体自上而下微小移动,使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃丝下端
面到被测物体距离6的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。
d12-n2d+2a/2—/
【答案】⑴sin0=y]n2-1;(2)2^<b
2n2-1i
【解析】(1)由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大,设
光在M下端与竖直方向的偏角为a,此时sinC=!=cosa
n
可得sin«=Jl-^7
Vn"
sin。
又因为〃=
sina
所以sin。=nsina=J"?—1
(2)根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,光路图如图所示
则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为4<b<&
d
当距离最近时有tand=1
h
d+2a
当距离最远时有tane=2
b]
J/_]
根据(1)可知tan£=”^
联立可得^+2a(2-^?
12V«2-122V«2-1
用“濡口攵行的我国为d12-〃2b-n2
所以湎足条件的泪围为一——<b<d--+--2-aJ——
2V«2-12V/?2-1
考向二光的全反射问题
7.(2023湖北卷)如图所示,楔形玻璃的横截面夕制的顶角为30。,利边上的点光源s到顶点。的距
离为4垂直于华边的光线SV在边的折射角为45。。不考虑多次反射,00边上有光射出部分的长度为
()
S
][2
A.-dB.—dC.dD.缶
22
【答案】c
【解析】设光纤在。Q界面的入射角为a,折射角为〃,几何关系可知a=30°,则有折射定律
〃=史吆=亚
sina
光纤射出OQ界面的临界为发生全反射,光路图如下,其中。9LCS
.△4p
光线在A8两点发生全反射,有全反射定律sinC=^=变
n2
即4B两处全反射的临界角为45。,AB之间有光线射出,由几何关系可知4B=24C=2CS=0S=d,C
正确。
8.(2023浙江6月卷)在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体,直角边的长度
4万
为0.9m,水的折射率〃=不,细灯带到水面的距离力=2m,则有光射出的水面形状(用阴影表示)为
【答案】C
13
【解析】灯带发出的光从水面射出的时发生全反射临界角的正弦值sinC=-=-
则tanC=1—
灯带上的一个点发出的光的发生全反射的临界角如图所示
\h\
根据几何关系可得r=/ztanC=—x4=m=0.3m
10V7
则一个点发出的光在水面上能看到的/"=0.3m的圆,光射出的水面形状边缘为弧形,如图所示
。=0.9
腰直角三角形发光体的内切圆半径/满足;/=;(a+a+国”
.aa
解得厂=2―/7<J=r,故中间无空缺。
故选Co
9.(2023湖南卷)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光
光束与水面的夹角为。,如图所示。他发现只有当。大于41。时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光
束,下列说法正确的是()
岸上救援人员
水面
潜水爱好者
A.水的折射率为一-----
sm41°
B.水的折射率为
sin49°
C.当他以a=60。向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D.当他以。=60。向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
【答案】BC
【解析】AB.他发现只有当。大于41。时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,则说明a=
41°时激光恰好发生全反射,贝!)sin(90。-41。)=!
n
则/=-1cA错误、B正确;
sin49°
CD.当他以。=60。向水面发射激光时,入射角人=30。,则根据折射定律有z?sinii=sin为
折射角力大于30°,则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°,C正确、D错误。
故选BC。
||近年真题对比.
考向一光的折射
1.(2022•湖北•T14)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,
2
海豚的眼睛在B位置,A位置和B位置的水平距离为d,八位置离水面的高度为I/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心小球在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仇
4
已知水的折射率九=一,求:
3
(1)tani?的值;
(2)B位置到水面的距离”。
【解析】
(1)由平抛运动的规律可知
d=vQt
21,
—dJ=-gt
32
tan”义
%
解得
4
tanO--
3
4
(2)因tanO=§可知夕=53。,从A点射到水面的光线的入射角为a,折射角为90°—9=37°,则由折射
定律可知
sina
n=-------
sin37°
解得
a=53°
由几何关系可知
Htan37°+—dtan530=d
3
解得
27
考向二光的全反射问题
2.(2022•山东卷・T7)柱状光学器件横截面如图所示,右侧是以。为圆心、半径为R的工圆,左则
4
是直角梯形,4P长为R,ZC与CO夹角45°,ZC中点为3。°、b两种频率的细激光束,垂直4B面入
射,器件介质对。,6光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变,入射点从/向8移动过程中,
能在面全反射后,从。攸面射出的光是(不考虑三次反射以后的光)()
A.仅有。光B.仅有6光C.0、6光都可以D.a、b光都不可以
【答案】A
【解析】
当两种频率的细激光束从/点垂直于AB面入射时,激光沿直线传播到。点,经第一次反射沿半径方向直
线传播出去。
保持光的入射方向不变,入射点从/向8移动过程中,如下图可知,激光沿直线传播到CO面经反射向尸河
面传播,根据图像可知,入射点从/向8移动过程中,光线传播到面的入射角逐渐增大。
当入射点为8点时,根据光的反射定律及几何关系可知,光线传播到面的尸点,此时光线在尸河面上
的入射角最大,设为&,由几何关系得
a=45°
根据全反射临界角公式得
1V2
sinQ=—-----<
1.42----2
1V2
------〉-----
1.402
两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为
。<45。<6
故在入射光从/向8移动过程中,。光能在面全反射后,从面射出;6光不能在PAf面发生全反射,
故仅有。光。A正确,BCD错误。
3.(2022•浙江6月卷・T8)如图所示,王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验,在失重环境下,往大水
球中央注入空气,形成了一个空气泡,气泡看起来很明亮,其主要原因是()
A.气泡表面有折射没有全反射
B.光射入气泡衍射形成“亮斑”
C.气泡表面有折射和全反射
D.光射入气泡干涉形成“亮斑”
【答案】C
【解析】
当光从水中射到空气泡的界面处时,一部分光的入射角大于或等于临界角,发生了全反射现象;还有一部
分光折射到内壁然后再折射出去,所以水中的空气泡看起来比较亮。
故选C。
4.(2022•广东卷•T16(2))一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截
面如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点。当
光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为
C,求液体的折射率"和激光在液体中的传播速度Vo
【答案】行,与c
【解析】
当入射角达到45。时,恰好到达临界角C,根据
.「1
smC=—
n
可得液体的折射率
n=—^—=---=V2
sinCsin45°
由于
c
n=—
v
可知激光在液体中的传播速度
c41
V=—=-C
n2
5.(2022•全国乙卷・T34(2))一细束单色光在三棱镜的侧面4C上以大角度由。点入射(入射面
在棱镜的横截面内),入射角为3经折射后射至48边的E点,如图所示,逐渐减小3E点向5点移动,
当sini=J时,恰好没有光线从48边射出棱镜,且DE=DA。求棱镜的折射率。
【答案】L5
【解析】
因为当sini=L时,恰好没有光线从边射出,可知光线在E点发生全反射,设临界角为C,则
6
,「1
smC=一
n
由几何关系可知,光线在。点的折射角为
r=90°-2C
则
sinz
----二n
sinr
联立可得
片1.5
6.(2022年高考全国甲卷2022•全国甲卷・T34(2))如图,边长为0的正方形/BCD为一棱镜的横截面,
“为边的中点。在截面所在平的,一光线自〃点射入棱镜,入射角为60。,经折射后在2c边的N点恰
好发生全反射,反射光线从CD边的P点射出棱镜,求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。
【解析】
光线在M点发生折射有
sin60°=nsinO
由题知,光线经折射后在8C边的N点恰好发生全反射,则
.「1
sinC=—
n
C=90°-0
联立有
根据几何关系有
八MBa
tanu--------
BN2BN
解得
NC—a—BN=a—二
V3
再由
PC
tan0------
NC
解得
PC="匚。
2
7.12022•河北•T16(2)】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AB与球直径SC平行,9=30。。光在真空中的传播速度为以求:
(1)玻璃的折射率;
(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
【答案】(1)〃=百;(2)/=
C
【解析】
(i)根据题意将光路图补充完整,如下图所示
/1=1?=30°,i2=60°
根据折射定律有
nsin/i=sin/2
解得
n=V3
(ii)设全反射的临界角为C,则
.厂\也
SHIC二一二——
n3
光在玻璃球内的传播速度有
c
v=—
n
根据几何关系可知当9=45。时,即光路为圆的内接正方形,从S发出的光线经多次全反射回到5点的时间
最短,则正方形的边长
X=y[2R
则最短时间为
_4x_4向?
t——
VC
8.(2022•湖南卷•T16(2))如图,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于
屏幕平行排列,可实现对像素单元可视角度夕的控制(可视角度,定义为某像素单元发出的光在图示平面内
折射到空气后最大折射角的2倍)。透明介质的折射率〃=2,屏障间隙£=0.8mm。发光像素单元紧贴
屏下,位于相邻两屏障的正中间.不考虑光的衍射。
(1)若把发光像素单元视为点光源,要求可视角度。控制为60。,求屏障的高度小
(2)若屏障高度"=1.0mm,且发光像素单元的宽度不能忽略,求像素单元宽度x最小为多少时,其可视
角度夕刚好被扩为180。(只要看到像素单元的任意一点,即视为能看到该像素单元)。
_防
_
L窥
T
_
_屏
【答案】(1)1.55mm;(2)0.35mm
【解析】
(1)发光像素单元射到屏障上的光被完全吸收,考虑射到屏障顶端的光射到透明介质和空气界面,折射后
从界面射向空气,由题意可知6*=60。,则
r=-=30°
2
在介质中的入射角为3则
sinr
----------二n
sinz
解得
.1
smz=—
4
由几何关系
L
si.n.z=2=
解得
d=V2.4mm«1.55mm
1QA°
(2)若视角度。刚好被扩为180。,则比=90°,此时光线在界面发生全反射,此时光线在界面处的入射
2
角
1
sinC=-
n2
解得
C=30°
此时发光像素单元发光点距离屏障的距离为
x=dtanC=—mm
l13
像素单元宽度x最小为
X=x0.35mm
命题规律解密
从近几年的高试看,这一专题高考将以新情境考查光的折射定律与全反射问题,同时兼顾光
的干涉、衍射、电磁波谱、电磁波等知识点,将这部分知识与生产、生活、现代科技联系
考查的可能性较大
名校模拟探源
1.(2023•江苏南京二模)下列光现象中属于衍射的是()
A.水中的气泡看起来特别明亮
B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带
C.在阳光照射下肥皂泡上出现彩色条纹
D.某彩色光照射圆盘后,在适当的位置,影的中心出现一个亮斑
【答案】D
【解析】A.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射
和折射的缘故,故A错误B.太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带,是光的折射现象,故B错误C.肥
皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹,太阳光肥皂泡经过内外膜的反射后叠加,从而出现彩色条纹,这是光的
干涉,故C错误;D.圆盘衍射出现泊松亮斑,故D正确。故选D。
2.(2023•江苏南通三模)庄子与惠子游于濠梁之上。庄子曰:“脩鱼出游从容,是鱼之乐也。”人
在桥上观鱼()
A.人能看到鱼,鱼不能看到人
B.人看到的鱼是经反射所成的像
C.鱼看到的人的位置比人的实际位置低
D.人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高
【答案】D
【解析】A.鱼在水中,鱼作为等效光源,是从光密介质进入光疏介质,能够发生全反射,因此,人可
能看不到鱼,而人在空气中,人作为等效光源,是从光疏介质进入光密介质,不能够发生全反射,因此,
鱼能看到人,因此鱼能看到人,人不能看到鱼,A错误;
B.人看到的鱼是经光的折射所成的像,B错误;
CD.人在空气中,人作为等效光源,入射角大于折射角,鱼沿折射光线的反向延长线看人,鱼看到的
人的位置比人的实际位置高,C错误,D正确。
故选D。
3.(2023•重庆第七次联考)(多选)如图所示,甲、乙、丙、丁四幅图均来自物理课本,下列说法
正确的是()
1rB
乙丙丁
A.图甲为双缝干涉示意图,若换成频率更高的单色光照射双缝,则实验得到的条纹间距应该更大
B.图乙为光照到圆盘上得到的衍射图样
C.图丙为劈尖干涉的示意图,两玻璃片间垫有一些纸片,若从两玻璃片之间抽出部分纸片,则从上往
下看可以观察到条纹间距变大
D.图丁所示为相机拍摄车前挡玻璃的照片,右图中能明显减弱汽车玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉
原理
【答案】BC
A/.
【解析】A.根据X,若改用频率较高的单色光照射,则波长变小,其他条件保持不变,则得
到的干涉条纹间距将变小,故A错误;
B.图乙为光照到圆盘上得到的衍射图样,也叫泊松亮斑,故B正确;
C.抽去纸片后空气层的倾角变小,相当于减小了d,故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,干
涉条纹间距变大,故C正确;
D.相机拍摄时减弱了玻璃表面的反射光,是在照相机镜头前增加偏振片过滤掉了反射的光,应用了偏
振原理,故D错误;
故选BC。
4.(2023•广东大湾区一模)(多选)美丽的彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的
反射和折射现象。如图所示是某一均匀介质球的截面图,AB.5是该介质球的两条直径,4。信60°,一
束激光以平行于/斤的方向从。点射入介质球,经过一次折射打到6点。设光在空气中的传播速度为c,则
()
A.该介质球的折射率为行
B.光在该球中的速度为百c
C.光线在6点离开介质球的方向与直线夹角为60°
D.光线经介质球反射和折射后,可能沿平行于49的方向射出
【答案】ACD
【解析】A.由几何关系可得,该介质球的折射率为〃=些”=6故A正确;
sm30°
B.由〃=-可得光在该球中的速度为左c,故B错误;
v3
C.由光路可逆得,光线在6点离开介质球的方向与直线四夹角为60°,故C正确;
D.由光路可逆得,从夕点平行于切方向入射,沿平行于血的方向射出,故D正确。
故选ACDo
5.(2023•广东广州天河一模)如图所示,圆心为。、半径为7?的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光
线从户点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角。=60。时,光线从玻璃砖圆形表
面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则()
B.之间的距离为正尺
2
A
c.光在玻璃砖内的传播速度为Y2c
3
D.光从玻璃到空气的临界角为30°
【答案】C
【解析】AB.作出两种情况下的光路图,如图所示
1V
设。尸=》,在1处发生全反射故有sinC=—=—
nR
由于出射光平行可知,在8处射出,故“二
sinZOBP
由于sinZOBP=.
G+R2
联立可得〃=百,x=-R,故AB错误;
3
cC
C.由?=—可得y故C正确;
n3
D.由于sinC=^=且所以临界角不为30°,故D错误。
n3
故选C。
6.(2023•广东湛江一模)(多选)夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮,主要是因为使用了由
大量均匀透明介质球组成的反光材料.如图所示,介质球的球心位于。点,半径为此平行于直径498的
单色光从空气射入介质球,其中一条光线沿射入球体,在球内表面经一次反射后,再次折射回空气中时
,V3
出射光线恰好与C。平行.已知C。与,3间的距离为叶A,光在真空中的传播速度为C,则().
2
C
A.光线经过一次折射一定射到6点B.光线经过一次折射对应的折射角为45°
C.该介质球的折射率为百D.光在该介质球中的传播速度为
【答案】AC
【解析】由题可知光路图如图所示,光线经过一次折射一定射到5点,故A正确;
由几何关系可得解得sini=N—,解得z.=60。,
R2
由几何关系可知,=2R,解得「=30。,故B错误;
由折射定律可知介质球的折射率为^^=叫叱=百,故C正确;
smrsm30°
光在该介质球中的传播速度为v=E=立c,故D错误.
n3
7.(2023•福建宁德5月检测)(多选)彩虹的形成可以简化为如图所示的模型。。点是空中球形雨
滴的球心,太阳光(复色光)从〃点射入,因光的折射率不同,从而形成彩虹,其中光束a和光束6是彩
虹最外侧的两束光。则()
o.Q
b
A.光束a的折射率比光束b的折射率小
B.光束a为紫光,光束6为红光
C.光束a的波长比光束6的波长长
D.经过相同的单缝衍射装置,光束6比光束a的衍射现象更明显
【答案】BD
【解析】AB.由图可知,光束a和光束6的入射角相同,a的折射角小,由折射定律可知,光束a的折
射率比光束6的折射率大,可知光束a是紫光,光束6是红光,A错误,B正确;
C.在同一介质中,波长越长的光折射率越小,因此光束a的波长比光束6的波长小,C错误;
D.由当单缝的尺寸与光的波长相差不多,或比波长更小时会产生明显的衍射现象可知,因光束6的波
长比光束a的波长长,因此可知经过相同的单缝衍射装置,光束6比光束a的衍射现象更明显,D正确。
故选BD。
8.(2023•福建漳州三模)某种材料制成的透明砖的截面如图所示,A50c为直角三角形,
ZC=60°,OB=d。一细束单色光线从比'的中点?垂直于a'面入射后,在勿面恰好发生全反射。己
知光在真空中的速度大小为c,则()
光从空气射入透明砖频率变小
光从空气射入透明病波长变长
透明砖对该光的折射率为2®
3
光线从尸点射到勿面用时为上
【答案】C
【解析】A.光从一种介质射入另一种介质,频率不变,故A错误;
cV
B.由v=一可得,光从空气射入透明砖块,波速v变小,由彳=二可得波长变短,故B错误;
〃J
C.光线在透明转中的光路图如图所示
oB
则临界角为Zl=60°其中sinZl=-
n
解得透明砖对该光的折射率〃=2叵故c正确;
3
D.光在透明砖中的速度大小为v=£
n
由几何关系可得pong]
光线从尸点射到宓面时间为/=£2=亘故D错误。
v3c
故选Co
9.(2023•湖南衡阳二模)(多选)如图所示,如切为半圆柱体玻璃的横截面,勿为直径,一束由蓝
光和黄光组成的复色光沿力。方向从真空射入玻璃,分两束分别射到圆柱面的反C两点。只考虑第一次射
A.从6、C两点射出的光分别是黄光、蓝光
B.光从。传到6与光从。传到C的时间相等
C.若从圆弧面只有一处光线射出,则一定是从夕点射出
D.若仅将复色光的入射点从。平移到〃的过程中,可能出现从圆弧射出的两束光线平行
【答案】BD
【解析】A.同一介质对不同频率的光具有不同的折射率,折射率随频率的增大而增大,即玻璃对蓝光
的折射率大。由于光束阳的偏转程度大于0G可知光束必为蓝光,光束必为黄光。从5、。两点射出的
光分别是蓝光、黄光。A错误;
B.设如长度为d,折射角分别为外、ec,连接做CD,如下图
sinzcsinic
根据%=殖=%=
sin0B_sinOc
解得
VBVC
dsin0RdsinOr
光在玻璃中传播时间为t=------tc=------可解得七故B正确;
BVB%
C.由sinC=L又〃黄<7脸,黄光的临界角大于蓝光的临界角。又蓝光05与法线的夹角大于黄光OC
n
与法线的夹角,若从圆弧面只有一处光线射出,则一定是从。点射出。C错误;
D.设复色光的入射点从0平移到〃的过程中,从圆弧射出的两束光线入射角和折射角分别为:,;、
,2、4、G,如图所示
,,Ollisinz2
由数学关系可知,存在从圆弧射出的两束光线平行且满足〃蓝=高D正确。
sin2
故选BD。
10.(2023•江苏南京二模)如图所示,某同学用“插针法”测量两面平行玻璃砖的折射率,他先在纸
上紧贴玻璃砖画出参考线钉上大头针耳、P2,然后继续实验。并画出光路图,则下列说法正确的
A.入射角i尽量小一些,可以减小误差
B.6、8及6、乙之间的距离取的小一些,可以减小误差
C.若在钉大头针月不小心使玻璃板平移到了虚线框位置,则最终测得的折射率偏大
D.若把误画在了cc',其他操作均正确,则测得的折射率偏小
【答案】D
【解析】A.入射角如果尽量小一些小些,折射角也会小些,折射现象不明显,角度的相对误差会大些,
故A错误;
B.折射光线是通过隔着玻璃观察成一条直线确定的,大头针间的距离太小,引起的角度误差会较大,
故耳、心及巴、々之间的距离适当大些,可以提高精确度,故B错误;
C.不小心把玻璃砖移平移到了虚线框位置,则入射角和折射角都不会改变,不会影响折射率的测量,
故C错误;
D.若把bb,误画在了cc',导致折射角变大,所以测得的折射率就会偏小,故D正确。
故选D。
11.(2023•湖南教学联盟第一次联考)光程是光学中的概念,定义为光在介质中经过的几何路程与该
介质折射率的乘积。当两束相干光的光程差为波长
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