2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）17 A光的折射 基礎(chǔ)版含答案

2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）17A光的折射基礎(chǔ)版含答案光的折射知識點(diǎn)：光的折射一、折射定律1．光的反射(1)反射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會返回到第1種介質(zhì)的現(xiàn)象．(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；反射角等于入射角．2．光的折射(1)折射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會進(jìn)入第2種介質(zhì)的現(xiàn)象．(2)折射定律折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(式中n12是比例常數(shù))．(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．二、折射率1．定義光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，即n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).2．折射率與光速的關(guān)系某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v).3．理解由于c＞v，故任何介質(zhì)的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.技巧點(diǎn)撥一、折射定律1．光的折射(1)光的方向：光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向要發(fā)生變化．(2)光的傳播速度：由v＝eq\f(c,n)知，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播速度一定發(fā)生變化．注意：當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向不變，但這種情形也屬于折射，光的傳播速度仍要發(fā)生變化．(3)入射角與折射角的大小關(guān)系：當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角，當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角．2．折射定律的應(yīng)用解決光的折射問題的基本思路：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角．(3)利用折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)、折射率與光速的關(guān)系n＝eq\f(c,v)列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算．二、折射率1．對折射率的理解(1)折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，θ1為真空中的光線與法線的夾角，不一定為入射角；而θ2為介質(zhì)中的光線與法線的夾角，也不一定為折射角．(2)折射率n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)，與介質(zhì)的密度沒有必然聯(lián)系．2．折射率與光速的關(guān)系：n＝eq\f(c,v)(1)光在介質(zhì)中的傳播速度v跟介質(zhì)的折射率n有關(guān)，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.(2)某種介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的傳播速度越?。}精練1．（2021?浙江）用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時(shí)觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)O和兩出射點(diǎn)P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處，空氣中的四條細(xì)光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b間的夾角為90°，則（）A．光盤材料的折射率n＝2 B．光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度 D．光束c的強(qiáng)度小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度【分析】依題意畫出光路圖，由幾何關(guān)系求得在O點(diǎn)的入射角和折射角的值，由折射定律求得材料的折射率；由介質(zhì)中光速與真空中光速的關(guān)系式求得光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的倍數(shù)關(guān)系；由能量守恒定律分析各光速強(qiáng)度之間的關(guān)系，依據(jù)無能量損失時(shí)，入射光的強(qiáng)度等于反射光和折射光的強(qiáng)度之和進(jìn)行解析。【解答】解：AB、依題意的光路圖如右圖所示，由題意可知：∠OO′P＝120°，可得在O點(diǎn)處的折射角：γ＝30°，由題意可知：α+β＝90°，由反射定律得：α＝β，解得：α＝β＝45°，由折射定律得：n＝，光在光盤內(nèi)的速度：v＝光盤材料的折射率n＝，光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的，故AB錯(cuò)誤；C、由能量守恒定律可知：若忽略光在傳播過程的能量衰減，則光束a的強(qiáng)度應(yīng)等于光束b、c、d和e的強(qiáng)度之和，若考慮光在傳播過程的能量衰減，則光束a的強(qiáng)度應(yīng)大于光束b、c、d和e的強(qiáng)度之和，總之光束a的強(qiáng)度應(yīng)一定大于光束b、c和d的強(qiáng)度之和，故C錯(cuò)誤。D、在P點(diǎn)處光束OP為入射光束，而光束c和光束PQ分別為折射和反射光束，由能量守恒定律可知：在P點(diǎn)處光束OP的強(qiáng)度等于光束c和光束PQ的強(qiáng)度之和，因此無論是否考慮傳播過程能量衰減，光束c的強(qiáng)度一定小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】本題考查了幾何光學(xué)中折射定律的應(yīng)用，以及在光傳播過程中能量守恒的相關(guān)問題，較簡單屬基礎(chǔ)題目。需理解在無能量損失的情況下，入射光的強(qiáng)度等于反射光和折射光的強(qiáng)度之和。2．（2021春?海淀區(qū)校級月考）一束復(fù)色光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時(shí)分成a、b、c三束光，如圖所示，則下面說法中不正確的是（）A．在玻璃中a光速度最大 B．c光的光子頻率最大 C．在真空中b光速度最大 D．若逐漸增大入射角i，c光將首先消失【分析】由圖看出三束光的入射角i相同，a光的折射角最小，c光的折射角最大，根據(jù)折射定律分析折射率大小關(guān)系，再根據(jù)v＝分析速度關(guān)系，根據(jù)折射定律明確增大入射角時(shí)哪一束光先消失?！窘獯稹拷猓篈C、由圖看出三束光的入射角i相同，a光的折射角最小，c光的折射角最大，根據(jù)折射定律n＝得知，a光的折射率最小，由v＝分析得知，在玻璃中a光的速度最大，c光的速度最小，故A正確，C錯(cuò)誤；B、a光的折射率最小，c光的折射率最大，則a光的頻率最小，c光的頻率最大，故B正確；C、c光的折射率最大，所以若逐漸增大入射角i，c光的折射角最先達(dá)到90°，故c光最先消失，故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選：C?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵考查折射定律以及光的頻率、波長、波速等與折射率的關(guān)系，要注意在求介質(zhì)的折射率時(shí)，是由空氣中的角的正弦值與介質(zhì)中角的正弦值的比值。隨堂練習(xí)1．（2021春?相城區(qū)校級月考）一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì)，若反向光線與折射光線垂直，已知真空中的光速為c，則下列說法正確的是（）A．光的入射角為30° B．介質(zhì)中的光速為c C．光的入射角為60° D．光的入射角為45°【分析】根據(jù)反射光線與折射光線垂直可知反射角和折射角之和為90°，根據(jù)折射定律求解入射角；由v＝求解光在介質(zhì)中的傳播速度。【解答】解：設(shè)入射角為i，折射角為r，則反射角為i，根據(jù)題意，由幾何關(guān)系可得，i+r＝90°，由折射定律有n＝＝，聯(lián)立解得i＝60°，所以光在介質(zhì)中的傳播速度為v＝＝＝，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】解決該題需要正確利用題意中反射角和折射角之和為90°，熟記折射定律的表達(dá)式以及光在介質(zhì)中的傳播速度求解公式。2．（2021?丹東一模）一束由A、B兩種單色光組成的復(fù)色光，在真空中以一定的角度從三棱鏡的一側(cè)射入，從另一側(cè)射出，光路如圖所示。下列說法正確的是（）A．在同種介質(zhì)中，B光的波長比A光的波長短 B．A、B兩種光在該棱鏡中的傳播速度一樣大 C．若B光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，A光的條紋間距比B光的窄【分析】由兩束光的偏折程度大小判斷兩光的折射率大小，則可知兩光的頻率大小，可知在同種介質(zhì)中波長長短關(guān)系；根據(jù)v＝可知兩種光在該棱鏡中的傳播速度不一樣大；根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件可判斷A光是否能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)；根據(jù)△x＝可比較用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)條紋間距的大小?！窘獯稹拷猓篈、由光路圖可知，兩束光以相同的角度入射，B光的偏折程度大，所以B光的折射率比A光的折射率大，則B光的頻率比A光的頻率大，可知在同種介質(zhì)中，B光的波長比A光的波長短，故A正確；B、根據(jù)v＝可知，AB兩種光在該棱鏡中的傳播速度不一樣大，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)榘l(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因?yàn)锽光的頻率比A光的頻率大，則B光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)△x＝可知用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，A光的條紋間距比B光的寬，故D錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評】本題考查了光的折射、干涉及光電效應(yīng)等問題，考查知識點(diǎn)全面，重點(diǎn)突出，充分考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。3．（2021?江蘇模擬）玻璃中有一個(gè)球形氣泡。一束平行光射入氣泡，下列光路圖中正確的是（）A． B． C． D．【分析】光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角，由此可求解?！窘獯稹拷猓汗鈴牟ＡнM(jìn)入空氣，即由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角小于折射角，后來又從玻璃進(jìn)入空氣，則入射角大于折射角，其光路圖如圖所示，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】本題考查了光的折射，關(guān)鍵是作出光路圖輔助分析，本題難度較小，考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。4．（2021春?六合區(qū)校級月考）如圖所示，折射率為的三棱鏡，橫截面為直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°，D為AB邊上一點(diǎn)，且xBD＝2xDA。一束平行光平行于BC從AB邊射入三棱鏡，光在真空中傳播的速度為c。下列說法正確的是（）A．光在AB邊的折射角為45° B．光在三棱鏡中的傳播速度為c C．光從BD之間入射，能從BC邊射出 D．光從AD之間入射，不能從AC邊射出【分析】從圖中得到AB邊入射的入射角，根據(jù)折射定律，可以計(jì)算折射角，畫出折射光線，根據(jù)折射定律可以計(jì)算發(fā)生全反射的臨界角，可判斷是否有光線射出?！窘獯稹拷猓篈、折射率，由圖得，入射角為i＝60°，故折射角為r＝30°，故A錯(cuò)誤；B、光在三棱鏡中的傳播速度，故B錯(cuò)誤；C、光從BD之間入射，折射角為r＝30°。也就是在射入BC邊界時(shí)，入射角為60°，又因?yàn)椋l(fā)生了全反射，光不能從BC邊射出，故C錯(cuò)誤；D、光從AD之間入射，折射角為r＝30°，也就是在射入AC邊界時(shí)，入射角也為60°，大于臨界角，故發(fā)生全反射，光不能從AC邊射出，故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵是畫出光路圖，利用折射定律求解發(fā)生全反射的臨界角。綜合練習(xí)一．選擇題（共15小題）1．（2021?日照一模）下列現(xiàn)象屬于折射現(xiàn)象的是（）A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣 B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣 C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣 D．白光照射單縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋【分析】明確光學(xué)中的干涉，衍射現(xiàn)象的成因及圖樣，從而確定哪一種現(xiàn)象是折射現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈、白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B、白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C、白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光的折射現(xiàn)象，故C正確；D、白光照射單縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】本題考查光學(xué)上的一些現(xiàn)象，干涉，衍射等，明確每一種現(xiàn)象的成因及圖樣是解決本題的關(guān)鍵，注意每個(gè)現(xiàn)象的成因也是學(xué)生容易出現(xiàn)混亂的地方。2．（2021?江蘇模擬）如圖所示，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝30°，∠B＝90°。一細(xì)光束從AB邊上的D點(diǎn)以與AB邊成45°角射入三棱鏡，AD長度為a，AC長度為2a，三棱鏡的折射率為n＝，光在真空中的傳播速度為c，不考慮多次反射。下列說法正確的是（）A．光在三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為30° B．光在AC面上一定發(fā)生全反射 C．光在BC面上一定發(fā)生全反射 D．光束在三棱鏡中傳播的時(shí)間為【分析】根據(jù)臨界角的定義求解臨界角，再根據(jù)光路圖確定光是否在AC或BC面上發(fā)生全反射；根據(jù)幾何知識求出該光束從射入三棱鏡到第一次射出三棱鏡的傳播距離，由v＝求出光束在三棱鏡中傳播速度，從而求得傳播時(shí)間?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)臨界角的定義可知，，解得臨界角C＝45°，故A錯(cuò)誤；B、光線在AB界面上發(fā)生折射，光路圖如圖所示，因，故AB面折射角r＝30°。因?yàn)椤螦＝30°，所以在△ADE中，△ADE是等腰三角形，根據(jù)幾何關(guān)系可得光束在AC界面上的入射角i2＝60°，大于臨界角，因此光線在AC邊發(fā)生全反射，故B正確；C、根據(jù)幾何關(guān)系可知，光束從BC邊垂直射出，出射光線與BC界面的夾角為90°，故C錯(cuò)誤D、由幾何關(guān)系有AD＝DE＝a，AE＝2ADcos30°，EF＝（AC﹣AE）cos30°，根據(jù)公式，聯(lián)立解得，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】本題的關(guān)鍵是掌握全反射條件，要知道當(dāng)光從介質(zhì)射向空氣時(shí)就要考慮能否發(fā)生全反射；要能根據(jù)題意作出光路圖，利用光的幾何特性，來尋找角與角的關(guān)系，求出光程，即可求出光在介質(zhì)中的時(shí)間。3．（2021春?紅橋區(qū)校級期中）如圖所示，ABC為直角三棱鏡，∠A＝30°，∠B＝90°，一束單色光從AB邊上的D點(diǎn)平行AC射入，折射光線剛好交于C點(diǎn)，已知BD＝AD，則三棱鏡的折射率為（）A． B． C． D．【分析】根據(jù)題意作出光路圖，由幾何關(guān)系求出入射角與折射角，然后根據(jù)折射率的定義求出折射率?！窘獯稹拷猓涸O(shè)BC長為d，由幾何關(guān)系可得，AB＝d，BD＝d，由幾何關(guān)系，光束在D點(diǎn)的入射角i＝60°，設(shè)折射角為r，則幾何關(guān)系sinr＝＝，則折射率n＝＝＝，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評】本題考查了光的折射問題，處理幾何光學(xué)題問題的關(guān)鍵是，分析清楚光的傳播過程，作出光路圖，應(yīng)用幾何知識求出入射角與折射角，應(yīng)用折射率公式即可解題。4．（2021春?山東月考）彩虹是由陽光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時(shí)再折射一次形成。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光L由左側(cè)射入水滴，a、b是白光射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線（a、b是單色光）。下列關(guān)于a光與b光的說法正確的是（）A．水滴對a光的折射率小于對b光的折射率 B．a(chǎn)光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度 C．用同一臺雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光相鄰的亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距 D．a(chǎn)、b光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要長【分析】根據(jù)光線進(jìn)入水滴時(shí)偏折程度分析水滴對兩光折射率的大小關(guān)系，根據(jù)光速與折射率關(guān)系v＝分析兩光在水滴中傳播速度的關(guān)系，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ比較條紋間距的寬窄；根據(jù)n＝＝＝，分析光在水滴中與在真空中的波長關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、白光L進(jìn)入水滴時(shí)，a、b兩光的入射角相等，而折射角不等，且a光的折射角較小，根據(jù)折射率定義式n＝知水滴對a光的折射率大于對b光的折射率，故A錯(cuò)誤；B、水滴對a光的折射率大于對b光的折射率，根據(jù)光速與折射率關(guān)系v＝分析知道a光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度，故B正確；C、折射率越大的光波長越短，即知a光波長較短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ，可知a光相鄰的亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，故C錯(cuò)誤；D、設(shè)光在真空中的波長為λ0，在水滴中波長為λ，頻率為f，根據(jù)n＝＝＝，知n＞1，所以，λ＜λ0，即a、b光在雨滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要短，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】解決本題時(shí)，首先需要根據(jù)光路圖并結(jié)合折射定律分析兩光的折射率大小關(guān)系，知道折射率越大的光其波長越短，熟記光速公式v＝和雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ，并能熟練運(yùn)用。5．（2020秋?湖北期末）如圖所示，一透明玻璃半球豎直放置，OO′為其對稱軸，O為球心，球半徑為R，半球左側(cè)為圓面，右側(cè)為半球面?，F(xiàn)有一束平行光從其左側(cè)垂直于圓面射向玻璃半球，玻璃半球?qū)υ摴獾恼凵渎蕿?，真空中的光速為c，不考慮光在玻璃中的多次反射，則從左側(cè)射入剛好能從右側(cè)半球面射出的入射光束偏折后到與對稱軸OO′相交所用的傳播時(shí)間t為（）A．R B．R C． D．R【分析】先分析全反射現(xiàn)象，求出到C點(diǎn)時(shí)間，再求出在玻璃外運(yùn)動時(shí)間即可。【解答】解：設(shè)光射到半球面上的C點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，如圖則由折射定律有n＝可得入射角為i＝45°，折射角為r＝90°，在△OCD中LCD＝R在半球內(nèi)部，入射光線到C點(diǎn)的距離為LC＝R光在玻璃中的傳播速度為v＝光從入射點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為t＝聯(lián)立解得t＝故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】本題考查光的折射定律，在處理全反射現(xiàn)象問題時(shí)，要注意臨界角和折射率的關(guān)系。6．（2021?昆山市校級模擬）在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)光路如圖所示，對實(shí)驗(yàn)中的一些具體問題，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．為了減少作圖誤差，C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些 B．若A、B的距離較大時(shí)，通過玻璃磚會看不到A、B的像 C．為了減少測量誤差，A、B連線與法線NN′的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些 D．若A、B連線與法線NN′間夾角過大時(shí)，有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像【分析】A、B及C、D之間的距離適當(dāng)大些，這樣引起的角度的誤差較小，可提高精度；入射角θ1盡量大些，折射角也會大些，角度的相對誤差會減??；根據(jù)光路可逆性原理可知，折射光線不會在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射.【解答】解：A、折射光線是通過C、D的直線來確定的，大頭針間的距離太小，引起的角度會較大，故C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些，可以提高準(zhǔn)確度，故A正確；B、根據(jù)光路可逆性原理可知，光線一定會從下表面射出，折射光線不會在玻璃磚的下表面發(fā)生全反射，則即使A、B的距離較大時(shí)，通過玻璃磚仍然可以看到A、B的像，故B錯(cuò)誤；C、A、B連線作為入射光線，A、B連線與法線NN'的夾角即為入射角θ1，入射角盡量大些，折射角也會大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度的相對誤差會減小，故C正確；D、若A、B連線與法線NN'間夾角過大時(shí)，光線從下表面射出時(shí)光強(qiáng)減弱，有可能在bb'一側(cè)看不清A、B的像，故D正確.本題選錯(cuò)誤的，故選：B?！军c(diǎn)評】用插針法測定玻璃磚折射率時(shí)，大頭針間的距離和入射角都應(yīng)適當(dāng)大些，可減小角度引起的相對誤差，提高精度.7．（2020秋?常州期末）如圖所示，a、b兩束單色光射向半圓形玻璃磚的圓心O，折射后從玻璃磚的同一點(diǎn)射出，則（）A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率 B．a(chǎn)光光子的動量大于b光光子的動量 C．在玻璃中，a光的速度大于b光的速度 D．a(chǎn)、b光通過同一個(gè)雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【分析】根據(jù)光線的偏折程度比較折射率大小，從而得出波長的大小關(guān)系，由λ＝分析光子動量大小，由v＝分析光在玻璃中速度大小，結(jié)合雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ分析干涉條紋間距關(guān)系。【解答】解：A、a、b兩束單色光射向半圓形玻璃磚的圓心O，折射后從玻璃磚的同一點(diǎn)射出，則兩光線折射角相同，根據(jù)可知，a光折射率大，b光折射率小，故A錯(cuò)誤；B、a光折射率大，則a光的頻率高，波長短，，故a光光子的動量大于b光光子的動量，故B正確；C、在玻璃中根據(jù)速度公式可得，故a光的速度小于b光的速度，故C錯(cuò)誤；D、a光的頻率高，波長短，a、b光通過同一個(gè)雙縫干涉裝置，根據(jù)干涉條紋間距公式可知a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】解決本題的突破口在于通過光的偏折程度比較出光的折射率的大小，從而分析出頻率、波長等大小關(guān)系，進(jìn)一步分析光子的動量、光速、干涉條紋間距的大小。8．（2021春?秦淮區(qū)校級月考）如圖，a和b兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入真空，出射光線都從圓心O沿Oc方向射出，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光的小 B．a(chǎn)光的全反射臨界角比b光的小 C．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光比b光的相鄰亮條紋間距大 D．兩光在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度比b光的大【分析】本題應(yīng)根據(jù)光的偏折程度比較a、b兩束光的折射率大小，并比較出頻率的大小，由臨界角與折射率的關(guān)系判斷；由v＝比較光在介質(zhì)中的速度大小，根據(jù)波長的大小，分析條紋間距的寬度．【解答】解：A、由圖看出a光的偏折角大于b光的偏折角，根據(jù)折射定律可知a光的折射率大于b光的折射率，根據(jù)頻率與折射率的關(guān)系可知，a光的頻率大于b光的頻率，故A錯(cuò)誤；B、a光的折射率大，b光的折射率小，根據(jù)sinC＝可知，a光的全反射臨界角比b光的小，故B正確；C、a光的頻率大，則波長小，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x＝可知，a光比b光的相鄰亮條紋間距小，故C錯(cuò)誤；D、a光的折射率大，b光的折射率小，根據(jù)v＝，兩光在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度比b光的傳播速度小，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵通過光的偏折程度比較出光的折射率的大小，掌握折射率、頻率、波長、在介質(zhì)中的速度大小等大小關(guān)系．9．（2020秋?臨朐縣校級月考）酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會看到在一定距離之外的地面顯得格外明亮，仿佛是一片“水面”，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影。但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你的靠近而后退，該現(xiàn)象是由下列光的哪種現(xiàn)象造成的（）A．光的折射 B．光的全反射 C．光的干涉 D．光的衍射【分析】發(fā)生全反射的條件是光從密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角，根據(jù)全反射知識進(jìn)行分析．【解答】解：酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近層的空氣溫度比上層高，密度比上層小，折射率比上層小，光照射到地表時(shí)發(fā)生全反射，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選：B?！军c(diǎn)評】主要是要明白課本上見過的類似沙漠蜃景現(xiàn)象的原理，應(yīng)用理論來分析生活中的現(xiàn)象，難度稍大．10．（2021春?瓦房店市校級期末）如圖，一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入半圓形玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光，若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，可以觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失，在光帶完全消失之前，下列說法正確的有（）A．c光逐漸變暗 B．a(chǎn)b光帶逐漸變亮 C．a(chǎn)光與b光相比，a光先消失 D．單色光a通過玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光b通過玻璃磚所需的時(shí)間【分析】光線從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)，隨入射角的增大，反射光將加強(qiáng)，折射光減弱，當(dāng)入射角達(dá)到全反射臨界角時(shí)該光將發(fā)生全反射，從光屏上消失，分析臨界角大小可得出最先發(fā)生全反射的光，即為光屏上最先消失的光；根據(jù)光的偏折程度，即可判斷折射率的大小，由v＝分析光在玻璃磚中的傳播速度大小，來比較傳播時(shí)間關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈B、入射點(diǎn)從A向B緩慢移動時(shí)，光線射到直邊的入射角增大，越來越多的光發(fā)生全反射，故c光逐漸變亮，ab光帶逐漸變暗，故AB錯(cuò)誤；C、根據(jù)偏折程度可知，單色光a的折射率小于單色光b的折射率，光線從玻璃磚射入空氣時(shí)，b光的折射角先達(dá)到90°，先發(fā)生全反射，故a光與b光相比，b光先消失，故C錯(cuò)誤；D、由知，單色光a在玻璃中的速率比b的大，故通過玻璃磚所需的時(shí)間小于單色光b通過玻璃磚所需的時(shí)間，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】本題中應(yīng)記住七色光中從紅到紫，紅光的波長最長，折射率最小，而紫光的頻率最高，折射率最大，掌握全反射條件，并能分析具體問題。11．（2021春?常熟市校級月考）如圖ABCDE為單反照相機(jī)取景器中五棱鏡的一個(gè)截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路如圖中所示．則a、b兩束光（）A．在真空中，a光的傳播速度比b光的大 B．以同的入射角從空氣斜射入相水中，b光的折射角較小 C．在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的小 D．分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距小【分析】所有色光在真空中的傳播速度相同．由圖看出光線在CD界面上，相同的入射角的a光發(fā)生了折射，b光發(fā)生了全反射，說明b光比a光折射率大，由v＝分析光在棱鏡中速度大?。烧凵渎试酱?，頻率越大，波長越短，分析波長的大小，即可判斷干涉條紋間距的大?。窘獯稹拷猓篈、所有光在真空中有相同的速度，都是3×108m/s。故A錯(cuò)誤；B、由圖知：光線在CD界面上，a、b兩光入射角相同，a光發(fā)生了折射，b光發(fā)生了全反射，說明棱鏡對b光的折射率比a光大，根據(jù)折射定律n＝可知，以同的入射角從空氣斜射入相水中，b光的折射角較小，故B正確。C、由公式v＝分析知在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的大，故C錯(cuò)誤；D、折射率小的光波長大，而雙縫干涉條紋間距與波長成正比，則知通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】本題考查了光的折射和干涉現(xiàn)象．關(guān)鍵要根據(jù)光路圖正確判斷出折射率的大小，再根據(jù)其他量與折射率的關(guān)系進(jìn)行分析．12．（2021?江蘇模擬）打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切割在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射（僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況），則下列判斷正確的是（）A．若θ＞θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B．若θ＞θ2，光線會從OQ邊射出 C．若θ＜θ1光線會從OQ邊射出 D．若θ＜θ1光線會在OP邊發(fā)生全反射【分析】發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角．根據(jù)條件：θ在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射，結(jié)合幾何關(guān)系分析臨界角的范圍，再進(jìn)行判斷．【解答】解：AB、從MN邊垂直入射，由幾何關(guān)系可知光線射到PO邊上時(shí)的入射角i＝﹣θ，據(jù)題：θ在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射，說明臨界角C的范圍為：﹣θ2＜C＜﹣θ1。若θ＞θ2，光線在PO上入射角i＝﹣θ＜﹣θ2＜C，故光線在OP邊一定不發(fā)生全反射，會從OP邊射出。故AB錯(cuò)誤。CD、若θ＜θ1，i＝﹣θ＞﹣θ1＞C，故光線在OP邊會發(fā)生全反射。根據(jù)幾何關(guān)系可知光線OQ邊上入射角i′較大，光線會在OQ邊發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵要掌握全反射的條件，熟練應(yīng)用幾何知識幫助分析入射角的大小，即可進(jìn)行判斷．13．（2021?浙江模擬）如圖所示，一細(xì)束紅藍(lán)復(fù)色光垂直于AB邊射入直角三棱鏡，在AC面上反射和折射分成兩束細(xì)光束，其中一束細(xì)光束為單色光束。若用v1和v2分別表示紅、藍(lán)光在三棱鏡內(nèi)的速度，下列判斷正確的是（）A．v1＜v2，單色光束為紅色 B．v1＜v2，單色光束為藍(lán)色 C．v1＞v2，單色光束為紅色 D．v1＞v2，單色光束為藍(lán)色【分析】復(fù)色光照射到AC面上，由于不同色光的折射率不同，臨界角不同，既反射發(fā)射又發(fā)生折射時(shí)，反射光仍然為復(fù)色光，則折射光為單色光，知有一色光發(fā)生全反射，根據(jù)全反射的條件判斷哪一色光發(fā)生了全反射。根據(jù)v＝比較光在介質(zhì)中的傳播速度?！窘獯稹拷猓杭t光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)v＝知，v1＞v2．再根據(jù)sinC＝，知藍(lán)光的臨界角比較小，藍(lán)光發(fā)生了全反射，則折射出去的單色光是紅光。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道各種色光的折射率大小，以及掌握在介質(zhì)中的速度與折射率的關(guān)系和全反射的條件。14．（2021春?東湖區(qū)月考）某同學(xué)潛入游泳池中，仰頭看游泳館天花板上的燈，他看到燈的位置（）A．比實(shí)際位置高 B．比實(shí)際位置低 C．和實(shí)際位置一樣高 D．無法判斷【分析】根據(jù)光的折射規(guī)律答題：當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，會發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線向法線方向靠近．【解答】解：墻壁上的燈發(fā)出的光斜射入水中時(shí)，發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線向法線方向偏折，折射光線進(jìn)入運(yùn)動員的眼睛，運(yùn)動員看到了墻壁上的燈；運(yùn)動員認(rèn)為光始終沿直線傳播，運(yùn)動員認(rèn)為燈在折射光線的反向延長線上，運(yùn)動員看到的“燈”是燈的折射光反向延長線相交形成的虛像，比燈的實(shí)際位置高，故選：A。【點(diǎn)評】岸上的人觀察水中的物體時(shí)，會看到比原位置高的虛像，同樣，在水中觀察岸上的物體時(shí)，也會看到比原位置高的虛像，這是因?yàn)檎凵鋾r(shí)，光路是可逆的．15．（2021春?東湖區(qū)月考）在圖中是光線在空氣中和玻璃中傳播的情形，其中NN′⊥MM′，∠3＝∠6，則下列說法正確的是（）A．BO不可能是入射光線 B．OA可能是入射光線 C．空氣在界面的左側(cè) D．折射角一定是∠1【分析】（1）光的反射定律：反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，反射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；（2）光的折射定律：折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，而當(dāng)光從水中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角．（3）根據(jù)反射定律內(nèi)容和折射定律內(nèi)容解答．【解答】解：根據(jù)光的反射定律，入射光線與法線的夾角為入射角，反射光線與法線的夾角為反射角，并且入射角等于反射角；由圖可知，∠4＝∠5，故NN′是界面，MM′是法線，所以BO是入射光線，OC是反射光線，OD為折射光線，∠2為折射角；因?yàn)檎凵浣切∮谌肷浣牵虼斯饩€是從空氣斜射入玻璃種的，故空氣在界面的左側(cè)。故選：C。【點(diǎn)評】此題主要考查光的反射定律和折射規(guī)律，對反射光線、折射光線、反射角、折射角等一定要記準(zhǔn)確．二．多選題（共15小題）16．（2021春?寶雞期末）一束光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2，如圖所示，下列對于1，2兩種介質(zhì)的光學(xué)屬性判斷正確的是（）A．介質(zhì)1是光密介質(zhì) B．介質(zhì)1的折射率小 C．光在介質(zhì)2中傳播速度大 D．光在介質(zhì)2中的頻率大【分析】由光路圖可知入射角與折射角的大小。根據(jù)光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)折射時(shí)，入射角大于折射角，判斷折射率的大小。由公式v＝分析光在介質(zhì)中速度的大小。光的頻率與介質(zhì)無關(guān)；由這些知識分析即可?！窘獯稹拷猓篈B、由圖知，光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2折射時(shí)，入射角為i＝30°，折射角r＝75°，可知，介質(zhì)1的折射率較大，則介質(zhì)1是光密介質(zhì)，故A正確，B錯(cuò)誤。C、由公式v＝可知，v與n成反比，則光在介質(zhì)2中的傳播速度大，故C正確。D、光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以光在兩種介質(zhì)中頻率相同，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評】本題的解題關(guān)鍵是掌握入射角和折射角的大小與折射率的關(guān)系，以及光速公式v＝，要注意光的頻率與介質(zhì)無關(guān)，當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變。17．（2021?朝陽四模）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用，例如檢查平面的平整程度。如圖甲所示，把一透明板壓在另一透明板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光a、b分別從上方射入，得到明暗相間的條紋如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．單色光a的波長比單色光b的波長大 B．單色光a的波長比單色光b的波長小 C．同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射 D．同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率小【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式，結(jié)合條紋間距的大小比較出波長的大小，依據(jù)c＝λν，得出頻率，最后由頻率高低，可知折射率的大小。【解答】解：AB、根據(jù)，結(jié)合xa＜xb，可知，a的波長小于b的波長，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、再由c＝λν，因a的波長小于b的波長，則a的頻率大于b的頻率，依據(jù)頻率越高的，折射率越大，那么同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率大，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC。【點(diǎn)評】解決本題的掌握雙縫干涉條紋的間距公式，知道波長、頻率、折射率之間的關(guān)系，當(dāng)然還可判定它們在介質(zhì)中傳播的速度大小關(guān)系．18．（2021?綿陽模擬）由紅光和藍(lán)光組成的復(fù)色光以相同的入射角射到介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ的界面MN，折射后分為a、b兩束光。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)為紅光，b為藍(lán)光 B．a(chǎn)為藍(lán)光，b為紅光 C．在介質(zhì)Ⅱ中傳播相同距離，b光所用時(shí)間短 D．增大復(fù)色光的入射角，b光先發(fā)生全反射 E．用同一雙縫干涉儀做實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距較小【分析】題干給出復(fù)色光由紅光和藍(lán)光組成，根據(jù)兩束光的折射情況則可進(jìn)行區(qū)分；n＝可知兩束光傳播相同距離所用時(shí)間的長短；a光的折射率大，根據(jù)sinC＝可知a光的臨界角小，增大復(fù)色光的入射角，a光先達(dá)到臨界角，先發(fā)生全反射；同時(shí)因?yàn)閍光的折射率大，波長小，根據(jù)△x＝λ可知用同一雙縫干涉儀做實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距較小，【解答】解：AB、由圖可知a光的偏折成度大，則a光的折射率大，a為藍(lán)光，b為紅光，故A錯(cuò)誤，B正確；C、光的折射率大，根據(jù)n＝可知a光在介質(zhì)中的傳播速度小，在介質(zhì)II中傳播相同距離所用時(shí)間長，b光所用時(shí)間短，故C正確；D、a光的折射率大，根據(jù)sinC＝可知a光的臨界角小，增大復(fù)色光的入射角，a光先達(dá)到臨界角，先發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤；E、a光的折射率大，波長小，根據(jù)△x＝λ可知用同一雙縫干涉儀做實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距較小，故E正確。故選：BCE?！军c(diǎn)評】本題主要考查光的折射，解決本題的關(guān)鍵在于根據(jù)光的折射判斷光的顏色。19．（2021?吳江區(qū)校級模擬）我們有時(shí)候可以觀察到太陽周圍的明亮光暈圈，如圖1所示。如圖2所示，這種光學(xué)現(xiàn)象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產(chǎn)生的，該云層高度約5.5km。為了理解光暈現(xiàn)象，我們將問題簡化為兩維。如圖3，θi表示冰晶上的入射角，θ2表示為經(jīng)過第一個(gè)界面的折射角，θ0表示為光線離開晶體的折射角，以及θD表示為入射和出射光線之間的偏轉(zhuǎn)角。假設(shè)冰晶可以在二維上可以看成一個(gè)正六邊形且不考慮其他的反射、折射。若仔細(xì)觀察光暈，能看到內(nèi)外有不同顏色，分別為紅色和藍(lán)色。則以下說法中正確的是（）A．入射角θi越大，則偏轉(zhuǎn)角θD越小 B．入射角θi越大，則出射角θ0越小 C．內(nèi)側(cè)為紅色，外側(cè)為藍(lán)色 D．內(nèi)側(cè)為藍(lán)色，外側(cè)為紅色【分析】由折射定律和紅光和藍(lán)光的折射率進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈、由光路可逆可知，入射角θi越大，則偏轉(zhuǎn)角θD越大，故A錯(cuò)誤；B、由折射定律可知，可知，入射角θi越大，折射角越大，由幾何關(guān)系可知，光射到出射界面的入射角越小，則出射角θ0越小，故B正確；CD、由于藍(lán)光的折射率大于紅光的折射率，因此偏折角大，故內(nèi)側(cè)為藍(lán)光，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：BD?！军c(diǎn)評】本題主要考查了折射定律，解題關(guān)鍵在于利用折射定律分析出兩個(gè)出射角與入射角的變化關(guān)系。20．（2020秋?德城區(qū)校級月考）“不經(jīng)歷風(fēng)雨怎么見彩虹”，彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散，如圖所示為太陽光射到空氣中的小水珠發(fā)生色散形成彩虹的光路示意圖，a、b為兩種折射出的單色光。以下說法正確的是（）A．在水珠中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度 B．b光頻率小，a光頻率大 C．以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大 D．位于水珠左下方的觀察者看到的是紫光在上，紅光在下【分析】根據(jù)光線進(jìn)入水珠折射時(shí)折射角的大小關(guān)系，可分析出折射率的大小，由分析光在水珠中傳播速度的大?。桓鶕?jù)折射率關(guān)系確定出光的頻率關(guān)系；以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，根據(jù)折射定律分析側(cè)移量的大??；結(jié)合紅光的折射率比紫光的小，分析虹的色彩分布情況。【解答】解：A、根據(jù)光路圖可知：太陽光進(jìn)入水珠時(shí)b光的折射角小，b光的折射率大，，所以折射率大的傳播速度小，所以b光傳播速度小，故A正確；B、b光的折射率大，b光頻率大，a光折射率小，故a光的頻率小，故B錯(cuò)誤；C、因?yàn)閎光的折射率大，b光的折射角小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大，故C正確；D、紅光的折射率比紫光的小，紫光的偏折程度比紅光大；由于光在水珠內(nèi)被反射，所以觀察者看到的是紅光在上，紫光在下，故D錯(cuò)誤。故選：AC。【點(diǎn)評】解決本題的突破口在于根據(jù)光的偏折程度比較出折射率的大小，要掌握折射率與頻率、臨界角、波長等大小關(guān)系，并記住這些關(guān)系。21．（2020秋?北碚區(qū)校級月考）現(xiàn)有一三棱柱工件，由透明玻璃材料組成，如圖所示，其截面ABC為直角三角形，∠ACB＝30°?，F(xiàn)有一條光線沿著截面從AC邊上的O點(diǎn)以45°的入射角射入工件，折射后到達(dá)BC邊發(fā)生全反射，垂直AB邊射出。已知CO＝AC＝L，下列說法正確的是（）A．光線在AC邊的折射角為30° B．該透明玻璃的折射率為2 C．該光線在透明玻璃材料中發(fā)生全反射的臨界角為45° D．光線在BC邊的入射角為30° E．光線在工件中的傳播時(shí)間為【分析】根據(jù)幾何光學(xué)畫出正確的光路圖，利用幾何關(guān)系找出各界面的入射角及折射角，即可根據(jù)折射定律算出折射率，根據(jù)全反射定律求出全反射角；由幾何關(guān)系找出光線在工件中的路程，即可求出光線在工件中的傳播時(shí)間。【解答】解：A、畫出光路圖，如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可知光線在AC邊的折射角為30°，故A正確；B、由圖可知，在O點(diǎn)的入射角為45°，折射角為30°，由折射定律有n＝＝，故B錯(cuò)誤；C、由sinC＝可得全反射角C＝45°，故C正確；D、根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，光線在BC邊的入射角為60°，故D錯(cuò)誤；E、根據(jù)幾何關(guān)系可知OD＝L，DE＝L，光線在工件中的傳播速度v＝，則光在工件中的傳播時(shí)間t＝＝，故E正確。故選：ACE?！军c(diǎn)評】本題主要考查光的折射定律和全反射，要注意結(jié)合數(shù)學(xué)幾何判斷角度的關(guān)系。22．（2020秋?北碚區(qū)校級月考）如圖所示，O1O2是半圓形玻璃磚過圓心的法線，A、B是關(guān)于O1O2對稱的兩束平行單色細(xì)光束，兩細(xì)光束從玻璃磚右方射出后的光路如圖所示，則下列說法正確的是（）A．該玻璃磚對A光的折射率比對B光的折射率小 B．有可能A綠光，B是紅光 C．兩束細(xì)光束從空氣進(jìn)入玻璃的過程中各自的頻率均不變 D．在真空中，A光的波長比B光的波長短【分析】根據(jù)光線的偏折程度比較玻璃磚對A、B兩光的折射率大小，從而得出頻率關(guān)系、波長關(guān)系，及波速的大小關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，由于出射光線的交點(diǎn)在中心線的上方，根據(jù)折射定律可知a光的折射率小于b光，故A正確；B、因?yàn)閍光的折射率小于b光，所以a光的頻率小于b光，又因?yàn)榫G光的頻率大于紅光，因此不可能a是綠光，b是紅光。故B錯(cuò)誤；C、光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，光速和波長都發(fā)生變化，而頻率保持不變，故C正確；D、a光的頻率比b光的頻率低，由c＝λγ知，在真空中a光的波長比b光的長，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評】解決本題的突破口在于通過光的偏折程度比較光的折射率，知道折射率、頻率、波長以及光在介質(zhì)中的速度等大小關(guān)系。23．（2020秋?呼和浩特月考）一束光從某介質(zhì)進(jìn)入真空，方向如圖所示，則下列判斷中正確的是（）A．該介質(zhì)的折射率是 B．該介質(zhì)的折射率是 C．該介質(zhì)相對真空發(fā)生全反射的臨界角小于45° D．光線按如圖所示的方向入射，無論怎樣改變?nèi)肷浞较蚨疾豢赡馨l(fā)生全反射現(xiàn)象 E．如果光從真空射向介質(zhì)，則不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象【分析】根據(jù)折射定律求出折射率，根據(jù)公式sinC＝求臨界角大小，根據(jù)全反射發(fā)生的條件確定能否發(fā)生全反射現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓篈B、入射光線與法線之間的夾角為入射角r＝90°﹣60°＝30°，折射光線與法線之間的夾角為折射角i＝90°﹣30°＝60°，根據(jù)折射定律可得，，故A正確，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)公式得臨界角，故C正確；D、光從介質(zhì)射入真空中，即從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角大于等于臨界角C的時(shí)候會發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤；E、如果光從真空射向介質(zhì)，是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，則不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，故E正確。故選：ACE。【點(diǎn)評】本題考查折射定律以及全反射，要注意明確折射定律的基本內(nèi)容，知道全反射發(fā)生的條件是從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)。24．（2020秋?儋州校級期中）對于光的認(rèn)識，下列說法正確的是（）A．光的干涉現(xiàn)象能說明光是一種波 B．光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波 C．光不容易觀察到衍射現(xiàn)象是因?yàn)楣獾乃俣忍?D．玻璃對綠光和紅光的折射率相同【分析】光的干涉、衍射說明光具有波動性，光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，光的波長越長的衍射現(xiàn)象越明顯，不同色光在同一種介質(zhì)中的折射率不同?！窘獯稹拷猓篈、干涉是波特有的現(xiàn)象，所以光的干涉現(xiàn)象能說明光是一種波，故A正確；B、光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波，故B正確；C、波長越長的波越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，所以光不容易觀察到衍射現(xiàn)象是因?yàn)楣獾牟ㄩL太小，故C錯(cuò)誤；D、不同色光的頻率不相同，所以玻璃對綠光和紅光的折射率不相同，故D錯(cuò)誤。故選：AB?！军c(diǎn)評】本題考查光的干涉、偏振及衍射現(xiàn)象，掌握光的傳播速度與折射率的關(guān)系，注意橫波與縱波的區(qū)分。25．（2020春?皇姑區(qū)校級月考）如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，則下列說法正確的是（）A．若a光能使某種金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定也能使該金屬材料發(fā)生光電效應(yīng) B．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 C．玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率 D．若改變光束在左側(cè)面的入射方向使入射角逐漸變小，則折射光線a首先消失【分析】根據(jù)折射定律公式n＝判斷折射率大小，根據(jù)v＝判斷玻璃中的光速大??；根據(jù)c＝λf真空中波長大小，同時(shí)明確光電效應(yīng)發(fā)生的條件；根據(jù)公式△x＝判斷雙縫干涉條紋間距大小。【解答】解：AC、由光路圖可知，a光的偏折程度較小，b光的偏折程度較大，則玻璃磚對a光的折射率小，對b光的折射率大；折射率越大，頻率越大，波長越小，則知a光的頻率比b光的小，根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知，若a光能使某種金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定也能使該金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)，故AC正確；B、根據(jù)條紋間距公式△x＝可知，由于a光的波長大于b光，所以a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，故B正確；D、當(dāng)改變光束在左側(cè)面的入射方向使入射角逐漸變小時(shí)，光在右側(cè)面的入射角逐漸增大，由sinC＝分析知，a光的臨界角大于b光的臨界角，所以隨著入射角逐漸增大，b光先發(fā)生全反射，則b光先消失，故D錯(cuò)誤。故選：ABC。【點(diǎn)評】本題綜合考查了光的折射、全反射和干涉，關(guān)鍵是記住幾個(gè)公式：折射率定義公式n＝、光速公式v＝、雙縫干涉條紋間距公式△x＝并能熟練運(yùn)用。26．（2020春?和平區(qū)校級月考）如圖所示，a、b兩束不同頻率的單色可見光，以不同的入射角從空氣斜射入玻璃三棱鏡中，出射光恰好合為一束。則（）A．在玻璃中傳播時(shí)b光的速度比a光大 B．兩束光從同種玻璃射向空氣時(shí)，b光發(fā)生全反射的臨界角比a光小 C．用a、b兩束光分別照射甲、乙兩種金屬均能發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能相同，則金屬乙的逸出功比金屬甲小 D．按照玻爾理論，若b為n＝5向n＝2能級躍遷所放出的光，則a可能為n＝3向n＝2能級躍遷所放出的光【分析】根據(jù)光線的偏折程度比較出a、b兩光折射率的大小，根據(jù)v＝比較出光在介質(zhì)中傳播的速度大小，根據(jù)公式分析臨界角的大?。ㄟ^頻率大小得出波長的大小，根據(jù)△x＝得出條紋間距的大?。鶕?jù)折射率的大小得出頻率的大小，再分析光電效應(yīng)現(xiàn)象。【解答】解：A、根據(jù)光線在三棱鏡中的折射知，b光線偏折比較厲害，則b光的折射率大，根據(jù)ν＝知b光在介質(zhì)中傳播的速度較小，故A錯(cuò)誤；B，b光的折射率大，根據(jù)，知b光發(fā)生全反射的臨界角較小，故B正確；C，b光的折射率大，則b光的頻率較大。根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W，知用a、b兩束光分別照射甲、乙兩種金屬均能發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能相同，則甲金屬的逸出功較小，故C錯(cuò)誤；D，由于玻璃對b光的折射率較大，故b光的頻率大于a光的頻率，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級的能量差決定，即hν＝Em﹣En，所以b光對應(yīng)于能級差較大，即若b為n＝5向n＝2能級躍遷所放出的光，則a可能為n＝3向n＝2能級躍遷所放出的光，故D正確。故選：BD。【點(diǎn)評】解決本題的突破口在于通過光的偏折程度得出光的折射率大小，以及知道折射率、頻率、波長、臨界角等物理量相互之間的聯(lián)系。27．（2020春?涼山州期末）關(guān)于光學(xué)部分的有關(guān)公式，下列說法正確的有（）A．根據(jù)折射率的定義式n＝測量折射率時(shí)，光應(yīng)從空氣（或真空）進(jìn)入介質(zhì) B．根據(jù)折射定律＝n可知，n是折射率 C．根據(jù)公式n＝可知，介質(zhì)的折射率與光在該介質(zhì)中的傳播速度成反比 D．根據(jù)公式v＝fλ可知，同一介質(zhì)中不同頻率的光，v相同，f大則λ小【分析】當(dāng)光從空氣或真空進(jìn)入介質(zhì)折射時(shí)，入射角正弦與折射角正弦的比值n，叫做這種介質(zhì)的折射率。介質(zhì)的折射率決定于介質(zhì)本身和光的頻率。光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)折射率的定義：當(dāng)光從空氣或真空進(jìn)入介質(zhì)折射時(shí)，入射角正弦與折射角正弦的比值n，叫做這種介質(zhì)的折射率，可知，根據(jù)折射率的定義式n＝測量折射率時(shí)，光應(yīng)從空氣（或真空）進(jìn)入介質(zhì)，故A正確；B、根據(jù)折射定律＝n可知，n是常數(shù)，但不一定是折射率，只有當(dāng)光從空氣或真空進(jìn)入介質(zhì)折射時(shí)，n才是折射率，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)公式n＝可知，c一定，介質(zhì)的折射率n與光在該介質(zhì)中的傳播速度v成反比，故C正確；D、同一介質(zhì)中不同頻率的光，n不同，v不同，f大，n大，由n＝可知v小，由v＝fλ知，f大，λ小，故D錯(cuò)誤。故選：AC。【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵要準(zhǔn)確理解折射定律和折射率定義的區(qū)別，搞清折射率定義式n＝適用條件：光從空氣或真空進(jìn)入介質(zhì)折射。28．（2020?天津一模）如圖所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以相同的入射角射到平行玻璃磚的上表面（玻璃磚上下表面做夠大、對a、b兩種光的折射率均大于1.5），直線OO′與玻璃磚上表面垂直且與其交于N點(diǎn)，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光光子的能量大于b光光子的能量 B．若a光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) C．在相同條件下進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距比b光小 D．只要入射角相同，a光在玻璃磚中傳播的時(shí)間始終小于b光在玻璃磚中傳播的時(shí)間【分析】由圖分析兩光的折射角的大小，根據(jù)折射定律分析兩光的折射率大小關(guān)系，而折射率越大的光其頻率越大，根據(jù)E＝hv分析兩光光子的動量；a光的頻率小于b光的頻率，根據(jù)光電效應(yīng)的條件分析解答；明確干涉條紋的間距公式，根據(jù)波長關(guān)系明確條紋間距大小；分析光在介質(zhì)中傳播的距離以及傳播速度，根據(jù)x＝vt分析兩光在玻璃磚內(nèi)傳播的時(shí)間關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，玻璃對a光的偏折能力小于b光，故na＜nb，頻率νa＜νb，光子能量E＝hν，故a光光子能量小于b光光子的能量，故A錯(cuò)誤；B、由于兩束光頻率νa＜νb，故a光能該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C、由條紋間距公式λ，由于頻率νa＜νb，波長λa＞λb，故a光的條紋間距比b光大，故C錯(cuò)誤；D、由于na＜nb，光在玻璃磚中的傳播速度va＞vb，所以a光在玻璃磚中傳播的時(shí)間始終小于b光在玻璃磚中傳播的時(shí)間，故D正確。故選：BD?！军c(diǎn)評】解決該題的關(guān)鍵是能根據(jù)圖分析得到兩光在玻璃磚內(nèi)的折射率大小，熟記光子的動量的表達(dá)式，正確推導(dǎo)出光在玻璃磚內(nèi)傳播的時(shí)間的表達(dá)式。29．（2020春?沭陽縣校級月考）光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知（）A．折射現(xiàn)象的出現(xiàn)說明光是縱波 B．光總會分為反射光和折射光 C．折射光與入射光的傳播方向有可能是相同的 D．發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同【分析】光是一種橫波，光射到兩種不同介質(zhì)的分界面時(shí)不一定發(fā)生折射。光發(fā)生折射的原因是在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同?！窘獯稹拷猓篈、折射現(xiàn)象的出現(xiàn)不能說明光是縱波，光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角大于等于臨界角時(shí)會發(fā)生全反射，只有反射光，沒有折射光，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)入射角為0度時(shí)，折射角也為0度，傳播方向不變，故C正確；D、光發(fā)生折射的原因是在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同，故D正確。故選：CD?！军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵要掌握光發(fā)生折射的原因，以及掌握全反射的條件，知道折射光線方向可能與入射光線方向相同。30．（2020?紅橋區(qū)模擬）已知某玻璃對藍(lán)光的折射率比對紅光的折射率大，則兩種光（）A．若紅光照射某金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，則藍(lán)光照射時(shí)也一定可以發(fā)生光電效應(yīng) B．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，紅光折射角較小 C．從該玻璃中射入空氣恰發(fā)生反射時(shí)，藍(lán)光臨界角較大 D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光的相鄰條紋間距較大【分析】玻璃對藍(lán)光的折射率比對紅光的折射率大，藍(lán)光的頻率比紅光高，根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件、臨界角公式sinC＝和雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ分析解答。【解答】解：A、藍(lán)光的頻率比紅光高，若紅光照射某金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，則藍(lán)光照射時(shí)也一定可以發(fā)生光電效應(yīng)，故A正確；B、紅光的折射率較小，根據(jù)折射定律n＝，知以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，紅光折射角較大，故B錯(cuò)誤；C、藍(lán)光的折射率圈套，根據(jù)臨界角公式sinC＝，知從該玻璃中射入空氣恰發(fā)生反射時(shí)，藍(lán)光臨界角較小，故C錯(cuò)誤；D、紅光的波長比藍(lán)光的長，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ，知用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光的相鄰條紋間距較大，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評】解決本題時(shí)，要明確光的折射率越大，頻率越高、波長越短、臨界角越小?？山Y(jié)合光的干涉和色散實(shí)驗(yàn)結(jié)果記住。三．填空題（共5小題）31．（2021?濠江區(qū)校級模擬）一束光從真空進(jìn)入某介質(zhì)，方向如圖所示，則該介質(zhì)的折射率為，若光在真空中的傳播速度為c，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為?！痉治觥坑烧凵涠煽梢郧笳凵渎?；由光在介質(zhì)中速度與真空中速度關(guān)系式v＝求光在該介質(zhì)中的傳播速度?！窘獯稹拷猓海?）由折射率公式n＝可得：n＝＝（2）由公式v＝知光的速度為：v＝＝。故答案為：；?！军c(diǎn)評】本題考查了折射定律，光在不同的介質(zhì)中傳播速度不一樣，明確光在介質(zhì)中速度與真空中速度關(guān)系式以及折射定律的應(yīng)用即可求解。32．（2020秋?源城區(qū)校級月考）在北方寒冷的冬天，有時(shí)會出現(xiàn)“多個(gè)太陽”的“幻日”奇觀，這是由于空氣中的水蒸氣在集冷的大氣里凝結(jié)成了小冰晶，太陽通過冰晶折射的緣故。如圖所示為太陽光照射到六角冰晶上折射的光路圖，a、b是太陽光中的兩種單色光，由此可以判斷，冰晶對單色光a的折射率小于（填“大于”或“小于”）冰晶對單色光b的折射率，單色光a在冰晶中的傳播速度比單色光b在冰晶中的傳播速度大（填“大”或“小”）?！痉治觥扛鶕?jù)光線偏折程度可確定折射率大小關(guān)系，由v＝可分析出光線在介質(zhì)中傳播速度的關(guān)系?！窘獯稹拷猓汗鈴目諝庑鄙涞奖希蓤D可知，單色光b偏折程度較大，單色光a偏折較小，所以此冰晶對a光的折射率小于b光的折射率；根據(jù)v＝可知單色光a在冰晶中的傳播速度比單色光b在冰晶中的傳播速度大；故答案為：小于大【點(diǎn)評】本題考查折射定律以及光速與折射率的關(guān)系，直接由光線的偏折程度可確定折射率的大小，本題基礎(chǔ)、難度較小。33．（2021春?寶雞期末）如圖所示，是利用插針法測定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)得到的光路圖．玻璃磚的入射面AB和出射面CD并不平行，則（1）出射光線與入射光線不再平行．（填仍平行或不再平行）．（2）以入射點(diǎn)O為圓心，以R＝5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點(diǎn)，與折射線OQ交于F點(diǎn)，過M、F點(diǎn)分別向法線作垂線，量得＝1.68cm，＝1.12cm，則該玻璃磚的折射率n＝1.5．【分析】根據(jù)光的折射定律和幾何關(guān)系判斷出射光線和入射光線之間關(guān)系．根據(jù)折射定律求出玻璃磚的折射率．【解答】解：（1）因?yàn)樯舷卤砻娌黄叫?，光線在上表面的折射角與在下表面的入射角不等，則出射光線的折射角與入射光線的入射角不等，可知出射光線和入射光線不平行．（2）根據(jù)折射定律得，n＝．故答案為：不再平行，1.5．【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握光的折射定律，并能靈活運(yùn)用．34．（2020?深圳一模）如圖所示，有兩束細(xì)單色光p、q射向置于空氣中的三棱鏡表面，此時(shí)三棱鏡的右側(cè)表面只有一束光線射出（不考慮反射的情景），則兩束光在三棱鏡中的傳播速率vp＞vq（填“＞”、“＝”、“＜”），若一束為黃光，一束為紅光，則是紅光（填“p”或“q”）?！痉治觥孔鞒龉庠诮橘|(zhì)中傳播的光路圖，根據(jù)光路圖分析兩束光在介質(zhì)中傳播的折射率，根據(jù)分析兩束光在介質(zhì)中的傳播速度；黃光的折射率大于紅光，以此分析哪一束為紅光?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意可得兩束光在介質(zhì)中傳播的光路圖如圖所示，根據(jù)光路可逆原理可知，介質(zhì)對q光的偏折度更強(qiáng)，所以q光在介質(zhì)中的折射率大于p光，根據(jù)可得，vp＞vq，因?yàn)辄S光的折射率大于紅光，所以p是紅光。故答案為：＞，p。【點(diǎn)評】解決該題關(guān)鍵是正確作出光在介質(zhì)中傳播的光路圖，能正確推導(dǎo)出兩束光的折射率關(guān)系，知道紅光的折射率小于黃光。35．（2019春?渾源縣校級月考）光纖通訊所用的原理是光的全反射，光纜有內(nèi)外兩層，設(shè)光纜的內(nèi)芯材料的折射率為n1，光纜的外套材料的折射率為n2，則n1大于n2．（填大于、等于或小于）【分析】光導(dǎo)纖維內(nèi)芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率。要想使光的損失最小，光在光導(dǎo)纖維里傳播時(shí)一定要發(fā)生全反射【解答】解：發(fā)生全反射的原理是光的全反射；而產(chǎn)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，所以內(nèi)芯的折射率大。故答案為：全反射大于【點(diǎn)評】明確光纖通訊的基本原理，知道光的全反射必須從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，同時(shí)入射角大于臨界角。四．計(jì)算題（共2小題）36．（2021春?阜寧縣校級期中）用下面方法可以測量液體折射率：取一半徑為r的軟木塞，在它圓心處插上一枚大頭針，讓軟木塞浮在液面上，調(diào)整大頭針插入軟木塞深度，使它露在外面的長度為h，這時(shí)從液面上方的各個(gè)方向向液體中看，恰好看不到大頭針。利用測得的數(shù)據(jù)r和h，即可求液體的折射率。（1）求液體的折射率（用r和h表示）；（2）設(shè)從大頭針出來的光頻率為f，求光在介質(zhì)中的波長。【分析】根據(jù)題意畫出光路圖，再根據(jù)全反射臨界條件以及幾何關(guān)系求得折射率和臨界角，再根據(jù)v＝＝λf計(jì)算光在液體中的波長?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，大頭針在液體中發(fā)生全反射時(shí)的光路圖如圖所示，則有液體發(fā)生全反射的臨界角C滿足sinC＝，根據(jù)sinC＝，解得液體的折射率n＝（2）根據(jù)v＝＝λf解得光在介質(zhì)中的波長λ＝＝答：（1）液體的折射率為；（2）光在介質(zhì)中的波長為。【點(diǎn)評】本題考查全反射相關(guān)內(nèi)容，畫出光路圖并根據(jù)全反射條件計(jì)算折射率是解題關(guān)鍵。37．（2021?茂名二模）如圖所示，一細(xì)光束照射到圓形玻璃磚上A點(diǎn)，經(jīng)折射后折射光線剛好照到玻璃磚底邊的右端C點(diǎn)，入射光線與BC平行，入射角為60°，圓的半徑為R，光在真空中的傳播速度為c，求：①玻璃磚的折射率；②光從A傳播到C所用時(shí)間。【分析】①根據(jù)題意與圖示求出入射角與折射角，然后應(yīng)用折射公式求出折射率。②由幾何知識求出光從A到C的路程，求出光在玻璃磚中的傳播速度，可求出光的傳播時(shí)間?！窘獯稹拷猓孩儆深}知，入射角為i＝60°，由幾何關(guān)系可知，折射角r＝30°由折射率公式知n＝代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得n＝②由幾何關(guān)系可知，AC的長度L＝2Rcos30°光在玻璃中的傳播速度v＝則光從A到C傳播時(shí)間t＝代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得t＝。答：①玻璃磚的折射率為；②光從A傳播到C所用時(shí)間為?！军c(diǎn)評】本題考查了光的折射問題，關(guān)鍵是作出光路圖，運(yùn)用幾何知識輔助分析，本題難度較小，考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。光的折射知識點(diǎn)：光的折射一、折射定律1．光的反射(1)反射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會返回到第1種介質(zhì)的現(xiàn)象．(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；反射角等于入射角．2．光的折射(1)折射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會進(jìn)入第2種介質(zhì)的現(xiàn)象．(2)折射定律折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(式中n12是比例常數(shù))．(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．二、折射率1．定義光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，即n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).2．折射率與光速的關(guān)系某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v).3．理解由于c＞v，故任何介質(zhì)的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.技巧點(diǎn)撥一、折射定律1．光的折射(1)光的方向：光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向要發(fā)生變化．(2)光的傳播速度：由v＝eq\f(c,n)知，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播速度一定發(fā)生變化．注意：當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向不變，但這種情形也屬于折射，光的傳播速度仍要發(fā)生變化．(3)入射角與折射角的大小關(guān)系：當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角，當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角．2．折射定律的應(yīng)用解決光的折射問題的基本思路：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角．(3)利用折射定律n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)、折射率與光速的關(guān)系n＝eq\f(c,v)列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算．二、折射率1．對折射率的理解(1)折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，θ1為真空中的光線與法線的夾角，不一定為入射角；而θ2為介質(zhì)中的光線與法線的夾角，也不一定為折射角．(2)折射率n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)，與介質(zhì)的密度沒有必然聯(lián)系．2．折射率與光速的關(guān)系：n＝eq\f(c,v)(1)光在介質(zhì)中的傳播速度v跟介質(zhì)的折射率n有關(guān)，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.(2)某種介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的傳播速度越?。}精練1．（2021春?黎川縣校級期末）如圖所示，OBCD為真空中的半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑。一束由紅、紫組成的復(fù)合光從半圓柱體玻璃的上表面O點(diǎn)射入玻璃，折射后分別射到側(cè)面的B、C兩點(diǎn)。若光從O點(diǎn)到B、C兩點(diǎn)的傳播時(shí)間分別為tB、tC，則下列說法正確的是（）A．射到B點(diǎn)的是紅光 B．射到B點(diǎn)的光線在玻璃中的傳播速度較大 C．tB＝tC D．tB＜tC【分析】根據(jù)光的偏折程度分析折射率的大小，從而確定光的顏色；根據(jù)v＝判斷光在玻璃中傳播速度大?。谎芯咳我还饩€，根據(jù)v＝求出光在玻璃中的速度；由幾何知識求出光在玻璃中通過的路程，即可得到光在玻璃中傳播時(shí)間的表達(dá)式，從而比較兩束光在玻璃中傳播時(shí)間關(guān)系。【解答】解：A、光進(jìn)入玻璃時(shí)，由于OB光的偏折程度比OC光的大，所以玻璃對OB光的折射率大，可知，射到B點(diǎn)的是紫光，射到C點(diǎn)的是紅光，故A錯(cuò)誤；B、射到B點(diǎn)的光線折射率較大，根據(jù)v＝知射到B點(diǎn)的光線在玻璃中的傳播速度較小，故B錯(cuò)誤；CD、光路圖如圖。設(shè)光線的入射角為i，任一光線的折射角為r，光在玻璃中傳播的路程是s，半圓柱的半徑為R。則光在玻璃中的速度為：v＝由幾何知識得：s＝2Rcos（90°﹣r）＝2Rsinr則光在玻璃中傳播時(shí)間為：t＝＝＝由折射定律得：nsinr＝sini則得：t＝由題圖知，兩束光的入射角i相同，R、c相等，所以tB＝tC，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是運(yùn)用幾何知識、光速公式和折射定律推導(dǎo)出時(shí)間表達(dá)式，要有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決幾何光學(xué)問題的意識和能力。2．（2021春?寶雞期末）一個(gè)透明均勻玻璃圓柱的橫截面如圖所示，一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光從A點(diǎn)射入，分成兩束分別從B、C射出，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的折射率大于b光的折射率 B．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 C．b光射出玻璃時(shí)可能會發(fā)生全反射 D．a(chǎn)、b兩種單色光分別通過同一個(gè)雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距較大【分析】根據(jù)光線在A點(diǎn)的入射角和折射角的關(guān)系，即可分析折射率的大小關(guān)系；由v＝分析光在玻璃中傳播速度的大小；根據(jù)全反射的條件分析能否發(fā)生全反射；根據(jù)折射率的大小，分析波長的大小，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，分析干涉條紋間距的關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)圖象可知，在A點(diǎn)兩光的入射角相等，a光的折射角大于b光的折射角，由折射率公式n＝，可知a光的折射率小于b光的折射率，故A錯(cuò)誤；B、a光的折射率小于b光的折射率，由v＝可知在玻璃中a光的傳播速度大于b光的傳播速度，故B錯(cuò)誤；C、光線在A點(diǎn)的折射角等于光從玻璃圓柱射出時(shí)的入射角，根據(jù)光的可逆性可知，b光射出玻璃時(shí)不會發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D、a光的折射率小于b光的折射率，則a光的波長大于b光的波長，根據(jù)Δx＝λ可知，a、b兩種單色光分別通過同一個(gè)雙縫干涉裝置獲得的干涉條紋間距a的較大，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評】本題也可用假設(shè)法，由折射率不同，從而假設(shè)a是紫光，b是紅光，則可根據(jù)紅光與紫光的特性來確定出正確答案。關(guān)鍵要掌握折射率公式、知道波長、頻率、光速等等物理量與折射率的關(guān)系。隨堂練習(xí)1．（2021春?葫蘆島月考）如圖所示，OBCD為真空中的半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑。一束由紅、紫組成的復(fù)合光從半圓柱體玻璃的上表面O點(diǎn)射入玻璃，折射后分別射到側(cè)面的B、C兩點(diǎn)。若光從O點(diǎn)到B、C兩點(diǎn)的傳播時(shí)間分別為tB、tC，則下列說法正確的是（）A．射到B點(diǎn)的是紫光 B．射到B點(diǎn)的光線在玻璃中的傳播速度較大 C．tB＞tC D．tB＜tC【分析】玻璃對紅光的折射率小于對藍(lán)光的折射率，由折射定律分析折射角的關(guān)系，從而確定哪條光線是紫光；研究任一光線，根據(jù)v＝可求光在玻璃中的速度；由幾何知識求得光在玻璃通過的路程，即可得到光在玻璃傳播時(shí)間的表達(dá)式，再比較時(shí)間關(guān)系．【解答】解：A、玻璃對紅光的折射率小于對紫光的折射率，由折射定律知，紅光和紫光以相同的入射角射入玻璃磚時(shí)，紫光的偏折程度大，所以射到B點(diǎn)的是紫光，故A正確；B、玻璃對紅光的折射率小于對紫光的折射率，根據(jù)v＝可知，射到B點(diǎn)的光線在玻璃中的傳播速度較小，故B錯(cuò)誤；CD、設(shè)任一光線在O點(diǎn)的入射角為i，折射角為r，光在玻璃中傳播的路程是s，半圓柱的半徑為R。由幾何知識得：s＝2Rcos（90°﹣r）＝2Rsinr，則光在玻璃傳播時(shí)間為：t＝＝＝由折射定律得：nsinr＝sini則得：t＝，由于兩束光入射角i相同，R、c相等，所以時(shí)間t相同，即有tB＝tC，故CD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是運(yùn)用幾何知識、光速公式和折射定律推導(dǎo)出時(shí)間表達(dá)式，要有運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析幾何光學(xué)的意識和能力．2．（2021春?成都期末）由a、b兩種光組成的復(fù)色光從玻璃射入空氣時(shí)形成如圖所示的光路圖，已知出射光線只有b光。下列說法正確的是（）A．反射光線中只包含a光 B．a(chǎn)光的折射率大于b光的折射率 C．a(chǎn)光在真空中的傳播速度小于b光在真空中的傳播速度 D．a(chǎn)、b兩種光經(jīng)同一裝置完成雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光形成的干涉條紋間距大于b光形成的干涉條紋間距【分析】兩種光在玻璃與空氣的界面上都能發(fā)生反射，出射光線只有b光，說明a光發(fā)生了全反射，a光的臨界角小于b光的臨界角，根據(jù)臨界角公式sinC＝比較折射率的大??；所有色光在真空中傳播速度都相同；根據(jù)波長關(guān)系分析干涉條紋間距關(guān)系。【解答】解：A、兩種光在玻璃與空氣的界面上都能發(fā)生反射，所以，反射光線中a光和b光都有，故A錯(cuò)誤；B、出射光線只有b光，說明a光發(fā)生了全反射，b光沒有發(fā)生全反射，則a光的臨界角小于b光的臨界角，根據(jù)臨界角公式sinC＝知a光的折射率大于b光的折射率，故B正確；C、a光與b光在真空中的傳播速度相等，均為c，故C錯(cuò)誤；D、a光的折射率大于b光的折射率，則a光的波長小于b光的波長，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ知，a光形成的干涉條紋間距小于b光形成的干涉條紋間距，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】解答本題時(shí)，要明確發(fā)生全反射的條件，掌握臨界角公式sinC＝，知道折射率越大，臨界角越小。3．（2021?葫蘆島二模）一半圓形玻璃磚，C點(diǎn)為其球心，直線OO'與玻璃磚左側(cè)表面垂直，C為垂足，如圖所示。與直線OO'平行且到直線OO'距離相等的ab兩條不同頻率的細(xì)光束從空氣射入玻璃磚，折射后相交于圖中的P點(diǎn)，以下判斷正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率高 B．a(chǎn)光比b光在玻璃磚中傳播速度大 C．在真空中a光的波長等于b光的波長 D．若a光、b光從玻璃磚中射入真空時(shí)，發(fā)生全反射時(shí)的臨界角Ca小于Cb【分析】兩束光折射后相交于圖中的P點(diǎn)，可知玻璃磚對b束光的偏折角大于對a光的偏折角，則玻璃磚對b光的折射率大于對a光的折射率，b光的頻率高，波長短，由臨界角公式sinC＝分析臨界角大小?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，玻璃磚對b光的偏折角大于對a束光的偏折角，則玻璃磚對b光的折射率大于對a光的折射率，則b光的頻率比a光的頻率高，故A錯(cuò)誤；B、玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率，由v＝分析可知，a光比b光在玻璃磚中傳播速度大，故B正確；C、a光的頻率比b光的頻率低，由c＝λf得知，在真空中，a光的波長大于b光的波長，故C錯(cuò)誤；D、玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率，根據(jù)臨界角公式sinC＝分析可知，若a光、b光從玻璃磚中射入真空時(shí)，發(fā)生全反射時(shí)的臨界角Ca大于Cb，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】本題考查對不同色光特性的理解能力和掌握程度，關(guān)鍵要能根據(jù)光的偏折程度分析折射率大小，要掌握光的頻率、波長、光速、臨界角等物理量與折射率的關(guān)系。4．（20