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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

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

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

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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