2024年高考物理 光的折射、全反射（解析版）

光的折射、全反射專題

目錄

近年真題對(duì)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(cuò)易混速記

真題考查解讀

力----

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

的考查，多以計(jì)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(cè)高

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

這部分知識(shí)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(diǎn)：

【考查要點(diǎn)】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(shí)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(shí)及與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系問題；

￡3）光的波動(dòng)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(huì)發(fā)生

彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（）

棚搬楨槌

A.B.

地球表面'地球表面

加

D.

【答案】A

【解析】根據(jù)折射定律Z?上sin6上=A下sin。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＞A上，則，下逐漸減小，則從高到低，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(guó)甲卷）等腰三角形AaA為一棱鏡的橫截面，=ac；—平行于歷邊的細(xì)光束從ab邊

射入棱鏡，在6c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(diǎn)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(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)

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(duì)甲光的折射率大于對(duì)乙光的折射率

E.在棱鏡內(nèi)如邊反射時(shí)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二7才可

知，乙光的波長(zhǎng)短，A正確、BD錯(cuò)誤；

C.根據(jù)n=￡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)A邊反射時(shí)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)黃光束從直角邊初以

角度。入射，依次經(jīng)/C和5C兩次反射，從直角邊ZC出射.出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)了a角，則a

()

A

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。

°sin。

設(shè)光線在四邊的折射角為"，根據(jù)折射定律可得〃=—^。

smp

設(shè)光線在寬邊的入射角為。，光線在4C邊的入射角為,，折射角為i；由反射定律和幾何知識(shí)可知

分+夕=45。，/3+2（p+r=90。，聯(lián)立解得外=，

sinisini

根據(jù)折射定律可得——=丁==〃，可得，=0。過。點(diǎn)做出射光的平行線，則該平行線與血的夾

smrsinp

角為夕，由幾何知識(shí)可知，入射光與出射光的夾角為90。。選項(xiàng)A正確。

4.（2023海南卷）用激光測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與屏尸平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一

定角度照射，此時(shí)在屏上的S處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到員處，回答下列問題：

（1）請(qǐng)畫出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖________；

（2）已經(jīng)測(cè)出AB=4，OA=4，Si$=則折射率〃二（用1］、2、A表示）；

（3）若改用寬更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則間的距離會(huì)（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)光線入射角為折射角為。，則在。點(diǎn)根據(jù)折射定律有z?sine=sina

由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃豉的折射角，則S&=CB

根據(jù)幾何關(guān)系可知2上

聯(lián)立解得

（3）[3]若改用寬劭更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則畫出光路圖如下

可看出國(guó)房間的距離變小。

5.（2023全國(guó)乙卷）如圖，一折射率為后的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形A4BC,

AB=AC=l,寬邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于8C方向經(jīng)46邊上的〃點(diǎn)射入棱鏡,

若這束光被寬邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A,求〃點(diǎn)到4點(diǎn)的距離。

A

【解析】由題意可知做出光路圖如圖所示

光線垂直于比1方向射入，根據(jù)幾何關(guān)系可知入射角為45°；由于棱鏡折射率為血，根據(jù)

有sinr=一

2

則折射角為30°；ZBMO=60°，因?yàn)镹B=45°，所以光在BC面的入射角為

。=90°—(180°—60°—45°)=15°

根據(jù)反射定律可知NMQ4=2,=30°

根據(jù)幾何關(guān)系可知NA4O=30。，即A3。為等腰三角形，則絲=也

AO3

又因?yàn)锳SQW與AC/。相似，故有----=----

ACAO

由題知AB=AC=l

聯(lián)立可得BM=—AC=—l

33

所以〃到力點(diǎn)的距離為》=齷4=/—3/=匕8/

3

6o(2023山東卷)一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)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〃(〃<a)。M、N下端橫截面

平齊且與被測(cè)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(cè)物體，經(jīng)被測(cè)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(cè)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夕，求夕的正弦值；

(2)被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，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(cè)物體距離6的相應(yīng)范圍(只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線)。

d12-n2d+2a/2—/

【答案】⑴sin0=y]n2-1；(2)2^<b

2n2-1i

【解析】(1)由題意可知當(dāng)光在兩側(cè)剛好發(fā)生全反射時(shí)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(shí)sinC=!=cosa

n

可得sin?=Jl-^7

Vn"

sin。

又因?yàn)椤?

sina

所以sin。=nsina=J"？—1

(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(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍應(yīng)該為4<b<&

d

當(dāng)距離最近時(shí)有tand=1

h

d+2a

當(dāng)距離最遠(yuǎn)時(shí)有tane=2

b]

J/_]

根據(jù)（1）可知tan￡=”^

聯(lián)立可得^+2a（2-^?

12V?2-122V?2-1

用“濡口攵行的我國(guó)為d12-〃2b-n2

所以湎足條件的淚圍為一——<b<d--+--2-aJ——

2V?2-12V/?2-1

考向二光的全反射問題

7.（2023湖北卷）如圖所示，楔形玻璃的橫截面夕制的頂角為30。，利邊上的點(diǎn)光源s到頂點(diǎn)。的距

離為4垂直于華邊的光線SV在邊的折射角為45。。不考慮多次反射,00邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為

（）

S

][2

A.-dB.—dC.dD.缶

22

【答案】c

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

〃=史吆=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。9LCS

.△4p

光線在A8兩點(diǎn)發(fā)生全反射，有全反射定律sinC=^=變

n2

即4B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4B=24C=2CS=0S=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)成的等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長(zhǎng)度

4萬

為0.9m,水的折射率〃=不，細(xì)燈帶到水面的距離力=2m，則有光射出的水面形狀（用陰影表示）為

【答案】C

13

【解析】燈帶發(fā)出的光從水面射出的時(shí)發(fā)生全反射臨界角的正弦值sinC=-=-

則tanC=1—

燈帶上的一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光的發(fā)生全反射的臨界角如圖所示

\h\

根據(jù)幾何關(guān)系可得r=/ztanC=—x4=m=0.3m

10V7

則一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光在水面上能看到的/"=0.3m的圓，光射出的水面形狀邊緣為弧形，如圖所示

。=0.9

腰直角三角形發(fā)光體的內(nèi)切圓半徑/滿足;/=；（a+a+國(guó)”

.aa

解得廠=2―/7<J=r,故中間無空缺。

故選Co

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

A.水的折射率為一-----

sm41°

B.水的折射率為

sin49°

C.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，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(shí)，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(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說明a=

41°時(shí)激光恰好發(fā)生全反射，貝!)sin(90。-41。)=！

n

則/=-1cA錯(cuò)誤、B正確;

sin49°

CD.當(dāng)他以。=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角人=30。，則根據(jù)折射定律有z?sinii=sin為

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(cuò)誤。

故選BC。

||近年真題對(duì)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(shí)，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,八位置離水面的高度為I/訓(xùn)練員將小球向左水

平拋出，入水點(diǎn)在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為心小球在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位置到水面的距離”。

【解析】

(1)由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知

d=vQt

21,

—dJ=-gt

32

tan”義

%

解得

4

tanO--

3

4

(2)因tanO=§可知夕=53。，從A點(diǎn)射到水面的光線的入射角為a,折射角為90°—9=37°，則由折射

定律可知

sina

n=-------

sin37°

解得

a=53°

由幾何關(guān)系可知

Htan37°+—dtan530=d

3

解得

27

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，右側(cè)是以。為圓心、半徑為R的工圓，左則

4

是直角梯形，4P長(zhǎng)為R,ZC與CO夾角45°,ZC中點(diǎn)為3?！恪兩種頻率的細(xì)激光束，垂直4B面入

射，器件介質(zhì)對(duì)。，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(diǎn)從/向8移動(dòng)過程中,

能在面全反射后，從。攸面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有。光B.僅有6光C.0、6光都可以D.a、b光都不可以

【答案】A

【解析】

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

線傳播出去。

保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從/向8移動(dòng)過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向尸河

面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點(diǎn)從/向8移動(dòng)過程中，光線傳播到面的入射角逐漸增大。

當(dāng)入射點(diǎn)為8點(diǎn)時(shí)，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知，光線傳播到面的尸點(diǎn)，此時(shí)光線在尸河面上

的入射角最大，設(shè)為&，由幾何關(guān)系得

a=45°

根據(jù)全反射臨界角公式得

1V2

sinQ=—-----<

1.42----2

1V2

------〉-----

1.402

兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為

。＜45。＜6

故在入射光從/向8移動(dòng)過程中，。光能在面全反射后，從面射出；6光不能在PAf面發(fā)生全反射,

故僅有。光。A正確，BCD錯(cuò)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(shí)驗(yàn)，在失重環(huán)境下，往大水

球中央注入空氣，形成了一個(gè)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(shí)，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(gè)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(diǎn)沿著罐體的內(nèi)壁向上移動(dòng)，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點(diǎn)。當(dāng)

光束與豎直方向成45°角時(shí)，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Vo

【答案】行，與c

【解析】

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

.「1

smC=—

n

可得液體的折射率

n=—^—=---=V2

sinCsin45°

由于

c

n=—

v

可知激光在液體中的傳播速度

c41

V=—=-C

n2

5.(2022?全國(guó)乙卷?T34(2))一細(xì)束單色光在三棱鏡的側(cè)面4C上以大角度由。點(diǎn)入射(入射面

在棱鏡的橫截面內(nèi))，入射角為3經(jīng)折射后射至48邊的E點(diǎn)，如圖所示，逐漸減小3E點(diǎn)向5點(diǎn)移動(dòng),

當(dāng)sini=J時(shí)，恰好沒有光線從48邊射出棱鏡，且DE=DA。求棱鏡的折射率。

【答案】L5

【解析】

因?yàn)楫?dāng)sini=L時(shí)，恰好沒有光線從邊射出，可知光線在E點(diǎn)發(fā)生全反射，設(shè)臨界角為C,則

6

,「1

smC=一

n

由幾何關(guān)系可知，光線在。點(diǎn)的折射角為

r=90°-2C

則

sinz

----二n

sinr

聯(lián)立可得

片1.5

6.(2022年高考全國(guó)甲卷2022?全國(guó)甲卷?T34(2))如圖，邊長(zhǎng)為0的正方形/BCD為一棱鏡的橫截面,

“為邊的中點(diǎn)。在截面所在平的，一光線自〃點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60。，經(jīng)折射后在2c邊的N點(diǎn)恰

好發(fā)生全反射，反射光線從CD邊的P點(diǎn)射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點(diǎn)之間的距離。

【解析】

光線在M點(diǎn)發(fā)生折射有

sin60°=nsinO

由題知，光線經(jīng)折射后在8C邊的N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則

.「1

sinC=—

n

C=90°-0

聯(lián)立有

根據(jù)幾何關(guān)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)】如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，。點(diǎn)為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束

光在A點(diǎn)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以求：

(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(diǎn)的最短時(shí)間。

【答案】(1)〃=百；(2)/=

C

【解析】

(i)根據(jù)題意將光路圖補(bǔ)充完整，如下圖所示

/1=1?=30°,i2=60°

根據(jù)折射定律有

nsin/i=sin/2

解得

n=V3

(ii)設(shè)全反射的臨界角為C,則

.廠\也

SHIC二一二——

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)9=45。時(shí)，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(diǎn)的時(shí)間

最短，則正方形的邊長(zhǎng)

X=y[2R

則最短時(shí)間為

_4x_4向？

t——

VC

8.（2022?湖南卷?T16（2））如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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〃=2,屏障間隙￡=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(diǎn)光源，要求可視角度?？刂茷?0。，求屏障的高度小

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

角度夕剛好被擴(kuò)為180。（只要看到像素單元的任意一點(diǎn)，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6*=60。，則

r=-=30°

2

在介質(zhì)中的入射角為3則

sinr

----------二n

sinz

解得

.1

smz=—

4

由幾何關(guān)系

L

si.n.z=2=

解得

d=V2.4mm?1.55mm

1QA°

（2）若視角度。剛好被擴(kuò)為180。，則比=90°,此時(shí)光線在界面發(fā)生全反射，此時(shí)光線在界面處的入射

2

角

1

sinC=-

n2

解得

C=30°

此時(shí)發(fā)光像素單元發(fā)光點(diǎn)距離屏障的距離為

x=dtanC=—mm

l13

像素單元寬度x最小為

X=x0.35mm

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(shí)兼顧光

的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識(shí)點(diǎn)，將這部分知識(shí)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(gè)亮斑

【答案】D

【解析】A.水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射

和折射的緣故，故A錯(cuò)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(cuò)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(cuò)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：“脩魚出游從容，是魚之樂也?！比?/p>

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(shí)際位置低

D.人看到的魚的位置比魚的實(shí)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(cuò)誤；

B.人看到的魚是經(jīng)光的折射所成的像，B錯(cuò)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(zhǎng)線看人，魚看到的

人的位置比人的實(shí)際位置高，C錯(cuò)誤，D正確。

故選D。

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

正確的是（）

1rB

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(shí)驗(yàn)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(jī)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

A/.

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

到的干涉條紋間距將變小，故A錯(cuò)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(jī)拍攝時(shí)減弱了玻璃表面的反射光，是在照相機(jī)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(cuò)誤；

故選BC。

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.5是該介質(zhì)球的兩條直徑，4。信60°,一

束激光以平行于/斤的方向從。點(diǎn)射入介質(zhì)球，經(jīng)過一次折射打到6點(diǎn)。設(shè)光在空氣中的傳播速度為c,則

（）

A.該介質(zhì)球的折射率為行

B.光在該球中的速度為百c

C.光線在6點(diǎn)離開介質(zhì)球的方向與直線夾角為60°

D.光線經(jīng)介質(zhì)球反射和折射后，可能沿平行于49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〃=些”=6故A正確；

sm30°

B.由〃=-可得光在該球中的速度為左c，故B錯(cuò)誤；

v3

C.由光路可逆得，光線在6點(diǎn)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，從夕點(diǎn)平行于切方向入射，沿平行于血的方向射出，故D正確。

故選ACDo

5.（2023?廣東廣州天河一模）如圖所示，圓心為。、半徑為7?的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光

線從戶點(diǎn)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(shí)，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.之間的距離為正尺

2

A

c.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為Y2c

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

1V

設(shè)。尸=》，在1處發(fā)生全反射故有sinC=—=—

nR

由于出射光平行可知，在8處射出，故“二

sinZOBP

由于sinZOBP=.

G+R2

聯(lián)立可得〃=百，x=-R，故AB錯(cuò)誤；

3

cC

C.由？=—可得y故C正確；

n3

D.由于sinC=^=且所以臨界角不為30°,故D錯(cuò)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?yàn)槭褂昧擞?/p>

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(diǎn)，半徑為此平行于直徑498的

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

,V3

出射光線恰好與C。平行.已知C。與，3間的距離為葉A,光在真空中的傳播速度為C,則（）.

2

C

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

C.該介質(zhì)球的折射率為百D.光在該介質(zhì)球中的傳播速度為

【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5點(diǎn)，故A正確;

由幾何關(guān)系可得解得sini=N—,解得z.=60。，

R2

由幾何關(guān)系可知，=2R,解得「=30。，故B錯(cuò)誤；

由折射定律可知介質(zhì)球的折射率為^^=叫叱=百，故C正確；

smrsm30°

光在該介質(zhì)球中的傳播速度為v=E=立c,故D錯(cuò)誤.

n3

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

滴的球心，太陽光（復(fù)色光）從〃點(diǎn)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(zhǎng)比光束6的波長(zhǎng)長(zhǎng)

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是紅光，A錯(cuò)誤，B正確；

C.在同一介質(zhì)中，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光折射率越小，因此光束a的波長(zhǎng)比光束6的波長(zhǎng)小，C錯(cuò)誤；

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

長(zhǎng)比光束a的波長(zhǎng)長(zhǎng)，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BD。

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，A50c為直角三角形，

ZC=60°,OB=d。一細(xì)束單色光線從比'的中點(diǎn)?垂直于a'面入射后，在勿面恰好發(fā)生全反射。己

知光在真空中的速度大小為c,則（）

光從空氣射入透明磚頻率變小

光從空氣射入透明病波長(zhǎng)變長(zhǎng)

透明磚對(duì)該光的折射率為2?

3

光線從尸點(diǎn)射到勿面用時(shí)為上

【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(cuò)誤；

cV

B.由v=一可得，光從空氣射入透明磚塊，波速v變小，由彳=二可得波長(zhǎng)變短，故B錯(cuò)誤;

〃J

C.光線在透明轉(zhuǎn)中的光路圖如圖所示

oB

則臨界角為Zl=60°其中sinZl=-

n

解得透明磚對(duì)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v=￡

n

由幾何關(guān)系可得pong]

光線從尸點(diǎn)射到宓面時(shí)間為/=￡2=亙故D錯(cuò)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，勿為直徑，一束由藍(lán)

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

A.從6、C兩點(diǎn)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(shí)間相等

C.若從圓弧面只有一處光線射出，則一定是從夕點(diǎn)射出

D.若僅將復(fù)色光的入射點(diǎn)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(duì)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(duì)藍(lán)光

的折射率大。由于光束陽的偏轉(zhuǎn)程度大于0G可知光束必為藍(lán)光，光束必為黃光。從5、。兩點(diǎn)射出的

光分別是藍(lán)光、黃光。A錯(cuò)誤；

B.設(shè)如長(zhǎng)度為d,折射角分別為外、ec,連接做CD,如下圖

sinzcsinic

根據(jù)%=殖=%=

sin0B_sinOc

解得

VBVC

dsin0RdsinOr

光在玻璃中傳播時(shí)間為t=------tc=------可解得七故B正確；

BVB%

C.由sinC=L又〃黃＜7臉，黃光的臨界角大于藍(lán)光的臨界角。又藍(lán)光05與法線的夾角大于黃光OC

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。點(diǎn)射出。C錯(cuò)誤；

D.設(shè)復(fù)色光的入射點(diǎn)從0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：，；、

，2、4、G，如圖所示

,,Ollisinz2

由數(shù)學(xué)關(guān)系可知,存在從圓弧射出的兩束光線平行且滿足〃藍(lán)=高D正確。

sin2

故選BD。

10.（2023?江蘇南京二模）如圖所示，某同學(xué)用“插針法”測(cè)量?jī)擅嫫叫胁ＡТu的折射率，他先在紙

上緊貼玻璃磚畫出參考線釘上大頭針耳、P2,然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。并畫出光路圖，則下列說法正確的

A.入射角i盡量小一些，可以減小誤差

B.6、8及6、乙之間的距離取的小一些，可以減小誤差

C.若在釘大頭針月不小心使玻璃板平移到了虛線框位置，則最終測(cè)得的折射率偏大

D.若把誤畫在了cc',其他操作均正確，則測(cè)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(huì)小些，折射現(xiàn)象不明顯，角度的相對(duì)誤差會(huì)大些,

故A錯(cuò)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(huì)較大,

故耳、心及巴、々之間的距離適當(dāng)大些，可以提高精確度，故B錯(cuò)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(huì)改變，不會(huì)影響折射率的測(cè)量,

故C錯(cuò)誤；

D.若把bb,誤畫在了cc',導(dǎo)致折射角變大，所以測(cè)得的折射率就會(huì)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(zhǎng)