专题33变压器+电能输送-三年（2022-2024）高考物理真题分类汇编（全国通）含答案

专题33变压器+电能输送考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1变压器（5年5考）2024高考辽宁卷：变压器+气体等容变化2024年高考北京卷：理想变压器+正弦式交流电图像；2022高考天津卷：两理想变压器间接有电阻R，2023年高考北京卷：自制变压器2022年重庆高考：变压器降压对低压卤素灯供电。2022高考湖北物理：基于变压器原理的无线充电1.变压器是高考考查频率较高的知识，考查命题热点主要有：变压器与交变电流产生结合；变压器动态变化；变压器与交变电流描述的物理量结合等。2.电能输送是高考考查频率较高的知识，考查命题热点主要有：发电与电能输送结合；电能输送与用电结合；电能输送与电能损耗结合。考点2电能输送（5年3考）2024年高考湖南卷：风力发电输送；2023年6月高考浙江选考：我国1100kV特高压直流输电工程；2023年高考山东卷：某节能储能输电网络；2022年新高考福建卷：模拟远距离输电；考点01变压器1.（2024高考辽宁卷）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。（1）求变压器的输出功率P；（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有联立解得理想变压器的输出功率等于R的功率，即（2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有由知气体吸收的热量根据热力学第一定律气体的体积不变，所以W=0，容器是绝热容器，则即解得2．（2024年高考北京卷）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡．若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）A．原线圈两端电压的有效值为B．副线圈中电流的有效值为0.5AC．原、副线圈匝数之比为1∶4D．原线圈的输入功率为12W【参考答案】．B【考查知识点】理想变压器【名师解析】由题图知，原线圈电压最大值为，则有效值为，A错误；灯泡正常发光，由得，副线圈中电流有效值为，B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知，C错误：理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率，D错误．知识归纳理想变压器的制约关系：输出功率决定输入功率，输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流。3.（2022天津学业水平选择性考试）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（）A.R发热功率不变 B.电压表的示数不变C.电流表的示数变大 D.电流表的示数变小【参考答案】BC【命题意图】本题考查变压器、动态电路及其相关知识点。【名师解析】闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由可知电流表的示数变大，根据因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；根据理想变压器电压比等于匝数比可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确；根据理想变压器电流与匝数关系可得，由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。4．（2023年高考北京卷）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡．实际测得小灯泡两端电压为．下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（）A．仅增加原线圈匝数B．仅增加副线圈匝数C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D．将两个小灯泡并联起来接入副线圈【参考答案】B【名师解析】原线圈接的正弦交流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡．实际测得小灯泡两端电压为．下列措施有可能使小灯泡正常发光的是：仅增加副线圈匝数，仅减小原线圈匝数，ACD错误B正确。5．（2022年重庆高考）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（）A．卤素灯两端的电压有效值为B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3C．流过卤素灯的电流为D．卤素灯的电阻为【参考答案】B【名师解析】低压卤素灯铭牌所标数值为交流电压有效值，即卤素灯两端的电压有效值为12V，选项A错误；根据变压器变压公式，变压器原、副线圈的匝数比为n1׃n2=220׃12=55∶3，选项B正确；流过卤素灯的电流为I=P/U=25/6A=4.17A，选项C正确；由欧姆定律I=U/R可得卤素灯正常工作时的电阻为R=U/I=2.9Ω，选项D错误。6．（2022高考北京卷）某理想变压器的原线圈接在的正弦交流电源上，副线圈输出电压为，输出电流为。该变压器（）A．原、副线圈的匝数之比为100∶1B．输入电流为C．输入电流的最大值为D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100【参考答案】B【命题意图】此题考查理想变压器及其相关知识点。【名师解析】根据变压公式可知，原、副线圈的匝数之比为1∶100，选项A错误；根据变流公式，可知输入电流为30A，输入电流的最大值为30A，选项B正确C错误；根据变压器不改变交变电流频率可知原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，选项D错误。7.（2022高考河北）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（）

A.发电机输出的电压为B.发电机输出交变电流的频率为C.变压器原、副线圈的匝数比为D.发电机产生的瞬时电动势【参考答案】C【命题意图】本题考查正弦交流电及其相关知识点。【名师解析】发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为，选项B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为输出电压的有效值为，选项A错误；变压器原、副线圈的匝数比为，选项C正确；发电机产生的瞬时电动势为，选项D错误。8.（2022高考湖北物理）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（）

A.接收线圈的输出电压约为8VB.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同【参考答案】AC【命题意图】本题考查变压器及其相关知识点。【解题思路】由于穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，可知穿过接收线圈的磁通量变化率约为发射线圈的80%，即=×80%，选项D错误；由U1=n1，U2=n2，=×80%，联立解得U2=8V，即接收线圈的输出电压为8V，A正确；根据变压器原副线圈中交变电流的频率相同，可知C正确；根据题述，忽略其他损耗，可得U1I1=U2I2，解得===,,选项B错误。10.（2022山东物理）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（）

A.n1为1100匝，为B.间线圈匝数为120匝，流过R的电流为C.若将R接在两端，R两端的电压为，频率为D.若将R接在两端，流过R的电流为，周期为【参考答案】D【命题意图】本题考查变压器、电功率及其相关知识点。【名师解析】变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为解得原线圈为2200匝，A错误；根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为，B错误；若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为，故交流电的频率为，C错误；若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为，交流电的周期为，D正确。考点02电能输送1..（2024年高考湖南卷）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（）A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P【答案】A【解析】如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为转子在磁场中转动时产生的电动势为当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确；升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误；若阻值增加一倍，输电线路上的电流消耗的功率故B错误；若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为消耗的功率故D错误。2．（2023年6月高考浙江选考科目）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（）A．送电端先升压再整流B．用户端先降压再变交流C．1100kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定【参考答案】A【名师解析】由于只有交流电才能通过变压器变压，所以送电端先升压在整流，用户端先变交流电在降压，A正确B错误；特高压输电1100kV是指直流电压，C错误；输电功率由用户端电压决定，D错误。3.（2023年高考山东高中学业水平等级考试）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4=50：1，输电线总电阻R=62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4=220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）A.发电机的输出电流为368A B.输电线上损失的功率为4.8kWC.输送给储能站的功率为408kW D.升压变压器的匝数比n1：n2=1：44【参考答案】C【名师解析】由题知，发电机的输出电压U1=250V，输出功率500kW，则有，A错误；由题知，用户端电压U4=220V，功率88kW，则有，P′=U4I4联立解得：I4=400A，I3=8A，U3=11000V则输电线上损失的功率为P损=I32R=4kW且U2=U3＋I3R=11500V再根据，解得，BD错误；根据理想变压器无功率损失有P=U2I3＋P储代入数据有P储=408kW，C正确。4.（2022年新高考福建卷）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为，定值电阻，小灯泡、的规格均为“”，理想变压器、原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（）A.与一样亮 B.比更亮C.上消耗的功率比的大 D.上消耗的功率比的小【参考答案】BC【命题意图】此题考查远距离电能输送、变压器、电功率及其相关知识点。【名师解析】若开关接cd端，则若电源电压为，理想变压器、的匝数比为用户电阻为，输电线电阻为，由变压器工作原理和欧姆定律。升压变压器次级电压降压变压器初级电压降压变压器次级电压可得输电功率为输电线上损耗的电功率为用户得到的电功率为若开关接ab端，则负载得到的功率输电线上损耗的电功率为将，，k=3带入可知可得即比更亮；上消耗的功率比的大。故选BC。5.（2023高考天津卷）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（）A.输出电压与输入电压相等B.输出功率大于输入功率C.若用户接入的用电器增多，则R功率降低D.若用户接入的用电器增多，则输出功率降低【参考答案】B【名师解析】由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率，故输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确；由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的等效电阻变小，则电流变大，根据可知R功率增大；故C错误；用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，即输出功率增大，故D错误。6．（2022高考北京卷）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（）A．B．为压力传感器C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高【参考答案】C【命题意图】此题考查传感器及其相关知识点。【名师解析】根据题述，水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小，可知＜，R1为压力传感器，选项AB错误；若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低，选项C正确D错误。专题34光的传播考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1光的折射定律（5年4考）2024年高考广东卷：红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质；2024年高考江苏卷：光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中；2024年高考甘肃卷：一束红光a从空气沿半径方向入射到半圆柱形均匀透明材料的圆心O；2024年高考全国理综甲卷：一束与AB边平行的光线从圆弧入射到横截面为四分之一圆玻璃柱。2023高考江苏学业水平选择性考试：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。1.光的折射定律和全反射是高考考查频率较高的知识，命题热点主要是：选择实际情景；单色光、复色光或平行光射入三棱镜、正长体，多面体、半圆柱，球体，空心球体或组合体，液体，综合考查光的折射定律、反射定律以及全反射。2.高考对光的折射定律和全反射的考查，难度中等，可能为选图题（选择光路图、光从液面射出面等），可能给出光路，判断其正确说法，也可能为计算题，综合考查相关知识点。考点2光的全反射（5年5考）2024年高考海南卷：某束光线垂直OP射入正三角形OPQ玻璃砖，，恰好在PQ界面发生全反射；2023年6月高考浙江选考科目：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；2022高考辽宁物理：在过球心O的平面内，用单色平行光照射内含气泡的水球。2022年高考广东物理：水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，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。考点01光的折射定律1.（2024年高考广东卷）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（）A.在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B.逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C.逐渐增大时，入射光可能MN面发生全反射D.逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大【参考答案】B【名师解析】由于红光的频率比绿光小，根据频率小折射率小，可知红光的折射率小于绿光。在MN面，入射光的入射角相同，根据折射定律，n=，可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知，绿光比红光更靠近P点，A错误；根据发生全反射的临界角公式sinC=1/n，可知红光发生全反射临界角较大。逐渐增大时，红光的全反射现象先消失，B正确；在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论入射角多大，在MN面，都不可能发生全反射，C错误；根据折射定律产生条件，n=，可知入射角逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增小，D错误。2.（2024年高考江苏卷）现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示（β1<β2），已知折射率随浓度增大而变大。则（）A.甲折射率大B.甲浓度小C.甲中光线的传播速度大D.甲临界角大【答案】A【解析】入射角相同，由于，根据折射定律可知，故甲浓度大；根据，可知光线在甲中的传播速度较小，由可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。故选A3.（2024年高考甘肃卷）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（）A.该材料对红光的折射率为 B.若，光线c消失C.若入射光a变为白光，光线b为白光 D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为故A正确；设临界角为C，得故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确；由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确；对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。故选ABC。4.（2024年高考全国理综甲卷）.一玻璃柱的折射率，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。【答案】【解析】如图，画出光路图可知设临界角为C，得，根据可得解得故可得故可知5.（2023高考江苏学业水平选择性考试）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（）A. B.C. D.【参考答案】A【名师解析】根据折射定律n上sinθ上=n下sinθ下由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则n下>n上，则θ下逐渐减小，画出光路图如下则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。能描述该现象的是图A。6.（2023高考全国甲卷）（5分）等腰直角三角形△abc为一棱镜的横截面，ab=ac。一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc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bc边反射时的入射角，甲光比乙光大【参考答案】ACE【命题意图】本题考查光的折射定律、光路图、光速与折射率关系、波长与频率关系及其相关知识点。【解题思路】根据折射定律，画出甲乙两光的光路图，可知相同入射角情况下，乙光的折射角r较小，由折射定律n=sini/sinr可知，乙光的折射率较大，D错误；由n=c/v可知，在棱镜中的传播速度，甲光比乙光大，C正确；根据光的频率越大，折射率越大可知，甲光的频率比乙光低，B错误；根据光的频率与波长成反比可知，甲光的波长比乙光的长，A正确；根据画出的光路图可知，在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光大，E正确。【方法总结】正确画出光路图是正确解题的关键。7.（2023高考湖南卷）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α，如图所示。他发现只有当α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（）A.水的折射率为B.水的折射率为C.当他以α=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α=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°【参考答案】BC【名师解析】根据题述，当α＞41°时，即从水面下的入射角小于49°时，光线才能射出水面，水面全反射临界角为C=49°，由sinC=1/n可得n=1/sin49°，B正确A错误；当他以α=60°向水面发射激光时，入射角i=30°，由折射定律n=sinr/sini可得射出水面的折射角正弦值sinr=1/2sin49°，折射角大于30°，岸上救援人员接收到激光束的方向与水面小于60°，C正确D错误。8.（2023高考湖北卷）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（）A. B. C. D.【参考答案】C【名师解析】设光纤在OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知，则有折射定律光纤射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中光线在AB两点发生全反射，有全反射定律即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，由几何关系可知，C正确。9．（2022新高考海南卷）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1׃3..。当细光束以30°的入射角射入球中。其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为A.B.1.5C.D.2【参考答案】B【名师解析】由图中几何关系可知，折射角的正弦值sinr=1/3，由折射定律可得该透明材料的折射率为n=sin30°/sinr=1.5，选项B正确。10.（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d。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θ。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θ。已知水的折射率，求:（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距离H。【参考答案】（1）；（2）【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==，，d=vxt，联立解得：vx=，tanθ==4/3。（2）因可知，从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为，则由折射定律可知解得由几何关系可知解得11.（2022·全国理综乙卷·34）（2）.一细束单色光在三棱镜的侧面上以大角度由D点入射（入射面在棱镜的横截面内），入射角为i，经折射后射至边的E点，如图所示，逐渐减小i，E点向B点移动，当时，恰好没有光线从边射出棱镜，且。求棱镜的折射率。【参考答案】1.5【名师解析】因为当时，恰好没有光线从AB边射出，可知光线在E点发生全反射，设临界角为C，则由几何关系可知，光线在D点的折射角为则联立可得n=1.512.（2022年1月浙江选考）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，b、c、d也会随之转动，则（）A.光束b顺时针旋转角度小于B.光束c逆时针旋转角度小于C.光束d顺时针旋转角度大于D.光速b、c之间的夹角减小了【参考答案】B【名师解析】设入射光线a的入射角为，则反射角为，光束c的折射角为，光束d的反射角也为，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度时，入射角变为。由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于，故A错误；由折射定律有，，可得，即光束c逆时针旋转角度小于，故B正确；光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于，故C错误；光束b顺时针旋转角度等于，光束c逆时针旋转角度小于，则光速b、c之间的夹角减小的角度小于，故D错误。考点02光的全反射1.（2024年高考海南卷）一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（）A. B. C. D.2【答案】C【解析】如图所示根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为根据全反射的临界条件可得解得故选C。2.．（2023年6月高考浙江选考科目）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，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（）A．B．C．D．【参考答案】D【名师解析】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则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根据几何关系可得则一个点发出的光在水面上能看到的的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，AB错误。在等腰直角三角形发光体中，斜边上的高为0.45m=0.64m，大于斜边上高的两个端点发出的光在上面上内看到的光面宽度2r=0.6m，所以光带射出水面的光面中间有无法射出光线的等腰三角形区域，所以则有光射出的水面形状为图D，C错误D正确。3.（2023高考福建卷）如图，一教师用侧面开孔透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（）A.减弱激光强度B.提升瓶内液面高度C.改用折射率更小液体D.增大激光器与小孔之间的水平距离【参考答案】B【名师解析】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角，可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光速更好的沿液流传播，故B正确；若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。4.（2023高考河北卷）制造某型芯片所使用的银灰色硅片覆上一层厚度均匀的无色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈现深紫色。关于此现象，下列说法正确的是（）A.上述现象与彩虹的形成原理相同 B.光在薄膜的下表面发生了全反射C.薄膜上下表面的反射光发生了干涉 D.薄膜厚度发生变化，硅片总呈现深紫色【参考答案】C【名师解析】．上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要为光的折射，上述现象与彩虹的形成原理不相同，故A错误；硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光发生干涉，振动加强，故B错误，C正确；根据光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生变化时，满足加强条件的波长也会发生改变，导致硅片呈现不同的颜色，故D错误。5.（2022高考辽宁物理）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（）A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大B.此单色光从空气进入水球，频率一定变小C.若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D.若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射【参考答案】C【命题意图】本题考查光的折射、全反射及其相关知识点.【名师解析】由于光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以此单色光从空气进入水球，频率不变，选项AB错误；由光路图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线