高考物理復(fù)習(xí)：光的折射、全反射專題（解析版）

專題16光的折射、全反射專題

目錄

近年真題對比

考向一光的折射

考向二光的全反射問題

命題規(guī)律解密

名校模擬探源

易錯易混速記

U一_

真題考查解讀

【命題意圖】此專題以考查光的折射定律和全反射知識為主，注重對“應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力”

的考查，多以計算題的形式出現(xiàn)；當(dāng)考查光的干涉、衍射和電磁波問題，一般以選擇題形式出現(xiàn)。預(yù)測高

考將以新情境考查光的折射定律與全反射問題，同時兼顧光的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識點，將

這部分知識與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技聯(lián)系考查的可能性較大。

2.命題熱點：

【考查要點】主要考查光的折射定律和全反射規(guī)律的應(yīng)用問題；光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象的理解問題；

電磁波譜在實際中的應(yīng)用問題。

【課標(biāo)鏈接】（1）光的折射與全反射規(guī)律的應(yīng)用；（2）全反射的臨界角問題時及與實際應(yīng)用的聯(lián)系問題；

光的波動性問題。

2。23年真題展現(xiàn)

考向一光的折射

1.（2023江蘇卷）地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會發(fā)生

彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（）

雄峭

C/

夕地球表面

'，〃加〃）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃》

【答案】A

【解析】根據(jù)折射定律。上sin。上=A下sin6下

由于地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，則A下＞22上，則再逐漸減小，則從高到低f下逐

漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向。

故選A。

2,（2023全國甲卷）等腰三角形AaA為一棱鏡的橫截面，ab=ac；一平行于6c邊的細(xì)光束從劭

邊射入棱鏡，在歷邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方,

如圖所示。不考慮多次反射。下列說法正確的是（）

A.甲光的波長比乙光的長

B.甲光的頻率比乙光的高

C.在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大

D.該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率

E.在棱鏡內(nèi)如邊反射時的入射角，甲光比乙光的大

【答案】ACE

【解析】ABD.根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖如圖所示

由圖可知，乙光的折射角較小，根據(jù)折射定律可知乙光的折射率大，則乙光的頻率大，根據(jù)c

可知，乙光的波長短，A正確、BD錯誤；

C.根據(jù)丫=￡可知在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大，C正確；

n

E.根據(jù)幾何關(guān)系可知光在棱鏡內(nèi)be邊反射時的入射角，甲光比乙光的大，E正確。

故選ACE。

3.（2023浙江1月卷）如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖.一細(xì)黃光束從直角邊以

角度，入射，依次經(jīng)AC和兩次反射，從直角邊AC出射.出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)了a角，則a

A

出射光

入射&?少7

A.等于90。B.大于90。C.小于90。D.與棱鏡的折射率有關(guān)

【答案】A

【解析】在光路圖中標(biāo)出相關(guān)角度，如圖所示。

csin。

設(shè)光線在四邊的折射角為/，根據(jù)折射定律可得〃=—^。

sinp

設(shè)光線在況1邊的入射角為夕，光線在4。邊的入射角為「，折射角為i；由反射定律和幾何知識可知

分+0=45。，/+20+廠=90。，聯(lián)立解得r=￡

sinisini

根據(jù)折射定律可得=可得7=6。過。點做出射光的平行線，則該平行線與四的夾

sinrsinp

角為。，由幾何知識可知，入射光與出射光的夾角為90。。選項A正確。

4.（2023海南卷）用激光測玻璃磚折射率的實驗中，玻璃磚與屏戶平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一

定角度照射，此時在屏上的5處有激光點，移走玻璃磚，光點移到W處，回答下列問題：

（1）請畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖_________；

（2）已經(jīng)測出/夕=h,0A=12,SS=h,則折射率〃=（用h、k、人表示）；

（3）若改用寬更小的玻璃磚做實驗，則55間的距離會（填“變大”，“變小”或“不

變”）。

【解析】(1)[1]根據(jù)題意畫出光路圖如下圖所示

(2)設(shè)光線入射角為以折射角為。，則在C點根據(jù)折射定律有nsin0=sina

由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則SS=CB

根據(jù)幾何關(guān)系可知

聯(lián)立解得小一二

(3)[3]若改用寬助更小的玻璃磚做實驗，則畫出光路圖如下

5.(2023全國乙卷)如圖，一折射率為a的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形AA3C,AB=AC=l,

正邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于〃7方向經(jīng)邊上的〃點射入棱鏡，若這束光被歐邊

反射后恰好射向頂點A,求〃點到4點的距離。

A

光線垂直于無方向射入，根據(jù)幾何關(guān)系可知入射角為45°；由于棱鏡折射率為正，根據(jù)〃=理

sinr

+.1

有sinr=一

2

則折射角為30°；ZBMO=60°,因為28=45°，所以光在BC面的入射角為

夕=90。-（180。-60。-45。）=15°

根據(jù)反射定律可知ZMOA=2,=30°

根據(jù)幾何關(guān)系可知NR4O=30。，即AA么。為等腰三角形，則絲9=3

AO3

,華?BMMO

又因為ABOM與公。!。相似，故有——=——

ACAO

由題知A3=AC=/

聯(lián)立可得3M=34。=走/

33

所以〃到/點的距離為x=MA=/—=±二叵/

3

6o（2023山東卷）一種反射式光纖位移傳感器可以實現(xiàn)微小位移測量，其部分原理簡化如圖所示。

兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為4直徑均為2a,折射率為〃（“<0）。M、N下端橫截面

平齊且與被測物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測物體，經(jīng)被測物體表面鏡面反射

至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關(guān)。

（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為8,求。的正弦值；

（2）被測物體自上而下微小移動，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端

面到被測物體距離6的相應(yīng)范圍（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）。

d/2—Ai?d+2a2—/

【答案】（1）=⑵5K

【解析】（1）由題意可知當(dāng)光在兩側(cè)剛好發(fā)生全反射時從M下端面出射的光與豎直方向夾角最大，設(shè)

光在M下端與豎直方向的偏角為a,此時sinC=L=costz

n

可得sina=

sin。

又因n=-----

sin。

所以sin6="sine=一i

（2）根據(jù)題意要使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路圖如圖所示

則玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應(yīng)范圍應(yīng)該為bl<b<b2

d

2-

當(dāng)距離最近時有tan6=4

d+2a

當(dāng)距離最遠(yuǎn)時有tane=2

"4

J"一1

根據(jù)（1）可知tan8=￥L/

J2-"2

聯(lián)立可得^=?的￡^

2Vn-12\n-1

所以滿足條件的范圍為四」七日＜/,＜土且土d

2VH2-12Vn2-l

考向二光的全反射問題

7.（2023湖北卷）如圖所示，楔形玻璃的橫截面尸。。的頂角為30°,帆邊上的點光源S到頂點。的距

離為4垂直于命邊的光線可在。0邊的折射角為45°。不考慮多次反射，。。邊上有光射出部分的長度為

【答案】c

【解析】設(shè)光纖在OQ界面的入射角為a,折射角為尸，幾何關(guān)系可知1=30。，則有折射定律

尸皿=亞

sina

光纖射出OQ界面的臨界為發(fā)生全反射，光路圖如下，其中O5LCS

光線在A8兩點發(fā)生全反射，有全反射定律sinC=L=也

n2

即A8兩處全反射的臨界角為45。，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知AB=2AC=2CS=OS=d,C

正確。

8.（2023浙江6月卷）在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長度

為0.9m,水的折射率〃=￡,細(xì)燈帶到水面的距離/?=《Zm，則有光射出的水面形狀（用陰影表示）為（）

D.

13

【解析】燈帶發(fā)出的光從水面射出的時發(fā)生全反射臨界角的正弦值smC7二

3

則tanC——7=

V7

燈帶上的一個點發(fā)出的光的發(fā)生全反射的臨界角如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可得廠=/ztanC=x-^=m=0.3m

10V7

則一個點發(fā)出的光在水面上能看到的r=O.3m的圓，光射出的水面形狀邊緣為弧形，如圖所示

腰直角三角形發(fā)光體的內(nèi)切圓半徑廠滿足;片=；0+。+41a）r

，aa

解得r=2+0<1=二故中間無空缺。

故選C。

9.（2023湖南卷）一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號，設(shè)激光

光束與水面的夾角為。，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)。大于41。時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光

束，下列說法正確的是（）

岸上救援人員

水面

潛水愛好者

水的折射率為一^

A.

sin41°

B.水的折射率為1-------

sin49°

C.當(dāng)他以。=60。向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60。

D.當(dāng)他以。=60。向水面發(fā)射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60。

【答案】BC

【解析】AB.他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)。大于41°時，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說明。=41。

時激光恰好發(fā)生全反射，則sin(90。-41。)=!

n

則二A錯誤、B正確；

sin49°

CD.當(dāng)他以a=60°向水面發(fā)射激光時，入射角力=30°,則根據(jù)折射定律有nsini；=sin芯

折射角力大于30°,則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°,C正確、D錯誤。

故選BCo

近年真題對比

考向一光的折射

1.(2022?湖北?T14)如圖所示，水族館訓(xùn)練員在訓(xùn)練海豚時，將一發(fā)光小球高舉在水面上方的A位置，

2

海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距離為d,A位置離水面的高度為jd。訓(xùn)練員將小球向左水

平拋出，入水點在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為以小球在A位置發(fā)出的一束光線

經(jīng)水面折射后到達(dá)B位置，折射光線與水平方向的夾角也為瓦

4

已知水的折射率"=一，求：

3

(1)tan。的值；

(2)B位置到水面的距離也

A

【解析】

(1)由平拋運動的規(guī)律可知

d=vot

2—2

—d=—gt

32

tan^=—

%

解得

4

tan^=—

3

4

(2)因tan6=—可知。=53。，從八點射到水面的光線的入射角為a,折射角為90?！?=37。，貝I由折射

3

定律可知

sina

n二--------------

sin37°

解得

a=53。

由幾何關(guān)系可知

2

Htan37°+—Jtan53°-d

3

解得

考向二光的全反射問題

2.(2022?山東卷?T7)柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，OP右側(cè)是以。為圓心、半徑為R的！圓，左則

4

是直角梯形，AP長為R,AC與CO夾角45。，AC中點為瓦a、b兩種頻率的細(xì)激光束，垂直A3面入

射，器件介質(zhì)對。，6光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方向不變，入射點從A向8移動過程中，

能在面全反射后，從OM面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有。光B.僅有b光C.a、6光都可以D,a、6光都不可以

【答案】A

【解析】

當(dāng)兩種頻率的細(xì)激光束從A點垂直于面入射時，激光沿直線傳播到。點，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線

傳播出去。

C0M

保持光的入射方向不變，入射點從A向3移動過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向

面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點從A向2移動過程中，光線傳播到面的入射角逐漸增大。

C\oM

當(dāng)入射點為3點時，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知,光線傳播到尸河面的尸點，此時光線在面上的

入射角最大，設(shè)為由幾何關(guān)系得

a=L5°

根據(jù)全反射臨界角公式得

1V2

sinCa=—=1.42<2

na

1V2

sinQ=—=1.40>2

兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為

0<45。<6

故在入射光從A向B移動過程中，。光能在尸河面全反射后，從0M面射出；b光不能在PM面發(fā)生全反射，

故僅有。光。A正確，BCD錯誤。

3.(2022?浙江6月卷?T8)如圖所示，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實驗，在失重環(huán)境下，往大水

球中央注入空氣，形成了一個空氣泡，氣泡看起來很明亮，其主要原因是()

A.氣泡表面有折射沒有全反射

B.光射入氣泡衍射形成“亮斑”

C.氣泡表面有折射和全反射

D.光射入氣泡干涉形成“亮斑”

【答案】C

【解析】

當(dāng)光從水中射到空氣泡的界面處時，一部分光的入射角大于或等于臨界角，發(fā)生了全反射現(xiàn)象；還有一部

分光折射到內(nèi)壁然后再折射出去，所以水中的空氣泡看起來比較亮。

故選C。

4.(2022?廣東卷?T16(2))一個水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，液體上方是空氣，其截

面如圖所示。一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內(nèi)壁向上移動，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點。當(dāng)

光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束。已知光在空氣中的傳播速度

為c,求液體的折射率”和激光在液體中的傳播速度V。

【答案】6,與c

【解析】

當(dāng)入射角達(dá)到45。時，恰好到達(dá)臨界角C,根據(jù)

,-1

sinC=—

n

可得液體的折射率

11

n==叵

sinCsin45°

由于

n=—

v

可知激光在液體中的傳播速度

cA/2

v=—=——c

n2

5.(2022?全國乙卷?T34(2))一細(xì)束單色光在三棱鏡ABC的側(cè)面AC上以大角度由。點入射(入射面

在棱鏡的橫截面內(nèi))，入射角為，，經(jīng)折射后射至AB邊的E點，如圖所示，逐漸減小工E點向3點移動,

當(dāng)sin,時，恰好沒有光線從邊射出棱鏡，且DE=ZM。求棱鏡的折射率。

【答案】L5

【解析】

因為當(dāng)sinz.=2時，恰好沒有光線從A2邊射出，可知光線在E點發(fā)生全反射，設(shè)臨界角為C,則

6

sinC=—

n

由幾何關(guān)系可知，光線在。點的折射角為

r=90°-2C

則

sinz

----二n

sinr

聯(lián)立可得

n=\.5

6.(2022年高考全國甲卷2022?全國甲卷?T34(2))如圖，邊長為a的正方形為一棱鏡的橫截面，

M為邊的中點。在截面所在平的，一光線自/點射入棱鏡，入射角為60。，經(jīng)折射后在8c邊的N點恰

好發(fā)生全反射，反射光線從邊的尸點射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及尸、C兩點之間的距離。

【解析】

光線在/點發(fā)生折射有

sin60°=nsind

由題知，光線經(jīng)折射后在BC邊的N點恰好發(fā)生全反射，則

."1

sinC=—

n

C=90°-0

聯(lián)立有

A6

tan0——

2

我

n二-------

2

根據(jù)幾何關(guān)系有

萬MBa

tan，=-----=-------

BN2BN

解得

NC=a—BN=a—\

V3

再由

八PC

tan0-----

NC

解得

追-1

PC=a

2

7.12022?河北?T16(2)】如圖，一個半徑為R的玻璃球，。點為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點光源S發(fā)出的一束

光在A點射出，出射光線AB與球直徑SC平行，9=30。。光在真空中的傳播速度為c。求：

(1)玻璃的折射率；

(2)從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點的最短時間。

【答案】(I)n=5,(2)r=

c

【解析】

(i)根據(jù)題意將光路圖補充完整，如下圖所示

/?1=9=30°,/2=60°

根據(jù)折射定律有

nsin/i=sin/2

解得

n=A/3

(ii)設(shè)全反射的臨界角為C,則

sinC=l=^

n3

光在玻璃球內(nèi)的傳播速度有

c

v=—

n

根據(jù)幾何關(guān)系可知當(dāng)0=45。時，即光路為圓的內(nèi)接正方形，從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到5點的時間

最短，則正方形的邊長

X=y[2R

則最短時間為

_4x_4而R

t==---------

VC

8.（2022?湖南卷?T16（2））如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于

屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度夕的控制（可視角度。定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面

內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質(zhì)的折射率九=2,屏障間隙L=0.8mm。發(fā)光像素單元緊

貼屏下，位于相鄰兩屏障的正中間.不考慮光的衍射。

（1）若把發(fā)光像素單元視為點光源，要求可視角度。控制為60。，求屏障的高度d；

（2）若屏障高度d=1.0mm,且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度尤最小為多少時，其可視

角度夕剛好被擴為180。（只要看到像素單元的任意一點，即視為能看到該像素單元）。

_防

_

L窺

T

_

_屏

【答案】(1)1.55mm；(2)0.35mm

【解析】

（1）發(fā)光像素單元射到屏障上的光被完全吸收，考慮射到屏障頂端的光射到透明介質(zhì)和空氣界面，折射后

從界面射向空氣，由題意可知。=60。，則

2

在介質(zhì)中的入射角為i，則

sinr

----二n

sinz

解得

..1

smi=—

4

由幾何關(guān)系

L

解得

d=V2.4mmx1.55mm

ion

（2）若視角度夕剛好被擴為180。，則比=90。，此時光線在界面發(fā)生全反射，此時光線在界面處的入射

2

角

解得

C=30°

此時發(fā)光像素單元發(fā)光點距離屏障的距離為

百

X[=dtanC=——mm

3

像素單元寬度x最小為

-0.8)mm?0.35mm

命題規(guī)律解密

從近幾年的高試看，這一專題高考將以新情境考查光的折射定律與全反射問題，同時兼顧光

的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識點，將這部分知識與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技聯(lián)系

考查的可能性較大

名校模擬探源

1.（2023?江蘇南京二模）下列光現(xiàn)象中屬于衍射的是（）

A.水中的氣泡看起來特別明亮

B.白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶

C.在陽光照射下肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋

D.某彩色光照射圓盤后，在適當(dāng)?shù)奈恢?，影的中心出現(xiàn)一個亮斑

【答案】D

【解析】A.水中的氣泡看起來特別明亮，是因為光從水射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射

和折射的緣故，故A錯誤；B.太陽光通過玻璃三棱鏡后形成彩色光帶，是光的折射現(xiàn)象，故B錯誤；C.肥

皂泡在陽光照耀下呈現(xiàn)彩色條紋，太陽光肥皂泡經(jīng)過內(nèi)外膜的反射后疊加，從而出現(xiàn)彩色條紋，這是光的

干涉，故C錯誤；D.圓盤衍射出現(xiàn)泊松亮斑，故D正確。故選D。

2.（2023?江蘇南通三模）莊子與惠子游于濠梁之上。莊子曰：“倏魚出游從容，是魚之樂也。”人

在橋上觀魚（)

A.人能看到魚，魚不能看到人

B.人看到的魚是經(jīng)反射所成的像

C.魚看到的人的位置比人的實際位置低

D.人看到的魚的位置比魚的實際位置高

【答案】D

【解析】A.魚在水中，魚作為等效光源，是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，能夠發(fā)生全反射，因此，人可

能看不到魚，而人在空氣中，人作為等效光源，是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不能夠發(fā)生全反射，因此，

魚能看到人，因此魚能看到人，人不能看到魚，A錯誤；

B.人看到的魚是經(jīng)光的折射所成的像，B錯誤；

CD.人在空氣中，人作為等效光源，入射角大于折射角，魚沿折射光線的反向延長線看人，魚看到的

人的位置比人的實際位置高，C錯誤，D正確。

故選D。

3.（2023?重慶第七次聯(lián)考）（多選）如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖均來自物理課本，下列說法

乙丙丁

A.圖甲為雙縫干涉示意圖，若換成頻率更高的單色光照射雙縫，則實驗得到的條紋間距應(yīng)該更大

B.圖乙為光照到圓盤上得到的衍射圖樣

C.圖丙為劈尖干涉的示意圖，兩玻璃片間墊有一些紙片，若從兩玻璃片之間抽出部分紙片，則從上往

下看可以觀察到條紋間距變大

D.圖丁所示為相機拍攝車前擋玻璃的照片，右圖中能明顯減弱汽車玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉

原理

【答案】BC

AL

【解析】A.根據(jù)與=,若改用頻率較高的單色光照射，則波長變小，其他條件保持不變，則得

~d

到的干涉條紋間距將變小，故A錯誤;

B.圖乙為光照到圓盤上得到的衍射圖樣，也叫泊松亮斑，故B正確；

C.抽去紙片后空氣層的傾角變小，相當(dāng)于減小了d,故相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大，干

涉條紋間距變大，故C正確；

D.相機拍攝時減弱了玻璃表面的反射光，是在照相機鏡頭前增加偏振片過濾掉了反射的光，應(yīng)用了偏

振原理，故D錯誤；

故選BCo

4.（2023?廣東大灣區(qū)一模）（多選）美麗的彩虹是由于太陽光照射在眾多微小的“水球”而發(fā)生的

反射和折射現(xiàn)象。如圖所示是某一均勻介質(zhì)球的截面圖，AB,必是該介質(zhì)球的兩條直徑，俏60°,一

束激光以平行于應(yīng)?的方向從。點射入介質(zhì)球，經(jīng)過一次折射打到8點。設(shè)光在空氣中的傳播速度為c,則

（）

A.該介質(zhì)球的折射率為石

B.光在該球中的速度為丘

C.光線在8點離開介質(zhì)球的方向與直線46夾角為60°

D.光線經(jīng)介質(zhì)球反射和折射后，可能沿平行于4?的方向射出

【答案】ACD

【解析】A.由幾何關(guān)系可得，該介質(zhì)球的折射率為〃=吧姓=如故A正確；

sm30°

B.由"=9可得光在該球中的速度為走c，故B錯誤；

v3

C.由光路可逆得，光線在5點離開介質(zhì)球的方向與直線四夾角為60°,故C正確；

D.由光路可逆得，從8點平行于5方向入射，沿平行于電的方向射出，故D正確。

故選ACD。

5.（2023?廣東廣州天河一模）如圖所示，圓心為半徑為A的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光

線從尸點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角。=60。時，光線從玻璃磚圓形表

面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c,則（）

B.OP之間的距離為Y2R

2

C.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為二上。

3

D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°

【答案】C

【解析】AB.作出兩種情況下的光路圖，如圖所示

IX

設(shè)"=在/處發(fā)生全反射故有sinC=—=—

nR

由于出射光平行可知，在5處射出，故“二°w

sinZOBP

由于sinZOBP=-.

G+R2

聯(lián)立可得“=VLx=-R，故AB錯誤；

3

C.由"=￡可得v="c，故C正確；

n3

D.由于sinC='=@所以臨界角不為30°,故D錯誤。

n3

故選C。

6.（2023?廣東湛江一模）（多選）夜晚高速公路路標(biāo)在燈光的照射下特別亮，主要是因為使用了由

大量均勻透明介質(zhì)球組成的反光材料.如圖所示，介質(zhì)球的球心位于。點，半徑為此平行于直徑的

單色光從空氣射入介質(zhì)球，其中一條光線沿CD射入球體，在球內(nèi)表面經(jīng)一次反射后，再次折射回空氣中時

出射光線恰好與C。平行.已知CD與A3間的距離為且R,光在真空中的傳播速度為c,則（）.

2

A.光線經(jīng)過一次折射一定射到6點B.光線經(jīng)過一次折射對應(yīng)的折射角為45。

C.該介質(zhì)球的折射率為D.光在該介質(zhì)球中的傳播速度為標(biāo)

【答案】AC

【解析】由題可知光路圖如圖所示，光線經(jīng)過一次折射一定射到8點，故A正確;

由幾何關(guān)系可得解得sini==B,解得i=60。，

R2

由幾何關(guān)系可知，=2R,解得廠=30°,故B錯誤；

由折射定律可知介質(zhì)球的折射率為〃=""=/”=百，故C正確；

sinrsin30°

光在該介質(zhì)球中的傳播速度為v=￡=走c,故D錯誤.

n3

7.（2023?福建寧德5月檢測）（多選）彩虹的形成可以簡化為如圖所示的模型。。點是空中球形雨

滴的球心，太陽光（復(fù)色光）從〃點射入，因光的折射率不同，從而形成彩虹，其中光束a和光束6是彩

虹最外側(cè)的兩束光。則（）

o.Q

b

A.光束a的折射率比光束b的折射率小

B.光束a為紫光，光束6為紅光

C.光束a的波長比光束6的波長長

D.經(jīng)過相同的單縫衍射裝置，光束6比光束a的衍射現(xiàn)象更明顯

【答案】BD

【解析】AB.由圖可知，光束a和光束b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b的折射率大，可知光束a是紫光，光束6是紅光，A錯誤，B正確；

C.在同一介質(zhì)中，波長越長的光折射率越小，因此光束a的波長比光束6的波長小，C錯誤；

D.由當(dāng)單縫的尺寸與光的波長相差不多，或比波長更小時會產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象可知，因光束6的波

長比光束a的波長長，因此可知經(jīng)過相同的單縫衍射裝置，光束6比光束a的衍射現(xiàn)象更明顯，D正確。

故選BDo

8.（2023?福建漳州三模）某種材料制成的透明磚的截面如圖所示，ABOC為直角三角形，ZC=60°，

OB=do一細(xì)束單色光線從灰7的中點尸垂直于8c面入射后，在"面恰好發(fā)生全反射。已知光在真空中

的速度大小為c,則（）

光從空氣射入透明胸頻率變小

光從空氣射入透明磚波長變長

透明磚對該光的折射率為2回

3

光線從2點射到％面用時為&

【答案】C

【解析】A.光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，頻率不變，故A錯誤；

cV

B.由y=—可得，光從空氣射入透明磚塊，波速v變小，由彳=工■可得波長變短，故B錯誤;

nJ

C.光線在透明磚中的光路圖如圖所示

OB

則臨界角為N1=60°其中sinN1=1

n

解得透明磚對該光的折射率〃=2叵故c正確;

3

D.光在透明磚中的速度大小為丫=￡

n

由幾何關(guān)系可得

2

光線從尸點射到刃面時間為f=￡2=亙故D錯誤。

v3c

故選Co

9.（2023?湖南衡陽二模）（多選）如圖所示，如切為半圓柱體玻璃的橫截面，切為直徑，一束由

藍(lán)光和黃光組成的復(fù)色光沿方向從真空射入玻璃，分兩束分別射到圓柱面的8、C兩點。只考慮第一次

射向圓弧的光線，下列說法正確的是（）

A.從反。兩點射出的光分別是黃光、藍(lán)光

B.光從。傳到6與光從。傳到C的時間相等

C.若從圓弧面只有一處光線射出，則一定是從8點射出

D.若僅將復(fù)色光的入射點從。平移到，的過程中，可能出現(xiàn)從圓弧射出的兩束光線平行

【答案】BD

【解析】A.同一介質(zhì)對不同頻率的光具有不同的折射率，折射率隨頻率的增大而增大，即玻璃對藍(lán)光

的折射率大。由于光束必的偏轉(zhuǎn)程度大于0C,可知光束如為藍(lán)光，光束勿為黃光。從6、。兩點射出的

光分別是藍(lán)光、黃光。A錯誤；

B.設(shè)勿長度為&折射角分別為%、%，連接物、CD,如下圖

sin0_sinO

解得Bc

以七

dsin0RdsinOr

光在玻璃中傳播時間為灰=-------tc=可解得灰=左故B正確;

vc

C.由sinC='又〃黃<〃藍(lán)，黃光的臨界角大于藍(lán)光的臨界角。又藍(lán)光與法線的夾角大于黃光

n

與法線的夾角，若從圓弧面只有一處光線射出，則一定是從C點射出。C錯誤；

D.設(shè)復(fù)色光的入射點從。平移到。的過程中，從圓弧射出的兩束光線入射角和折射角分別為：，；、心、

［、馬，如圖所示

由數(shù)學(xué)關(guān)系可知，存在從圓弧射出兩束光線平行且滿足〃藍(lán)=一^,〃黃=—正確。

sinrxsinr2

故選BDo

10.（2023?江蘇南京二模）如圖所示，某同學(xué)用“插針法”測量兩面平行玻璃磚的折射率，他先在

紙上緊貼玻璃磚畫出參考線的'仍'，釘上大頭針<、P2,然后繼續(xù)實驗。并畫出光路圖，則下列說法正確

B.打、鳥及鳥、&之間的距離取的小一些，可以減小誤差

C.若在釘大頭針鳥不小心使玻璃板平移到了虛線框位置，則最終測得的折射率偏大

D.若把沆/誤畫在了“'，其他操作均正確，則測得的折射率偏小

【答案】D

【解析】A.入射角如果盡量小一些小些，折射角也會小些，折射現(xiàn)象不明顯，角度的相對誤差會大些,

故A錯誤;

B.折射光線是通過隔著玻璃觀察成一條直線確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度誤差會較大,

故《、鳥及《、A之間的距離適當(dāng)大些，可以提高精確度，故B錯誤；

C.不小心把玻璃磚移平移到了虛線框位置，則入射角和折射角都不會改變，不會影響折射率的測量,

故C錯誤；

D.若把bb'誤畫在了cc',導(dǎo)致折射角變大，所以測得的折射率就會偏小，故D正確。

故選D。

11.（2023?湖南教學(xué)聯(lián)盟第一次聯(lián)考）光程是光學(xué)中的概念，定義為光在介質(zhì)中經(jīng)過的幾何路程與

該介質(zhì)折射率的乘積。當(dāng)兩束相干光的光程差為波長的整數(shù)倍時，在屏幕上出現(xiàn)亮條紋。瑞利干涉儀就是

利用這個原理測量氣體的折射率。如圖甲所示，兩束光的光程差為零時，屏幕上。點為零級干涉亮條紋。

將長度為/、裝有待測氣體的透明薄管放在5后面，如圖乙所示,零級亮條紋移至屏幕上的。點，。點為第

上級干涉亮條紋。已知空氣的折射率為/，所用光的波長為X,待測氣體的折射率為（）

甲乙

A.經(jīng)-旬kA（左+1）A