專題33變壓器+電能輸送-三年（2022-2024）高考物理真題分類匯編（全國通）含答案

專題33變壓器+電能輸送考點三年考情（2022-2024）命題趨勢考點1變壓器（5年5考）2024高考遼寧卷：變壓器+氣體等容變化2024年高考北京卷：理想變壓器+正弦式交流電圖像；2022高考天津卷：兩理想變壓器間接有電阻R，2023年高考北京卷：自制變壓器2022年重慶高考：變壓器降壓對低壓鹵素燈供電。2022高考湖北物理：基于變壓器原理的無線充電1.變壓器是高考考查頻率較高的知識，考查命題熱點主要有：變壓器與交變電流產(chǎn)生結(jié)合；變壓器動態(tài)變化；變壓器與交變電流描述的物理量結(jié)合等。2.電能輸送是高考考查頻率較高的知識，考查命題熱點主要有：發(fā)電與電能輸送結(jié)合；電能輸送與用電結(jié)合；電能輸送與電能損耗結(jié)合。考點2電能輸送（5年3考）2024年高考湖南卷：風力發(fā)電輸送；2023年6月高考浙江選考：我國1100kV特高壓直流輸電工程；2023年高考山東卷：某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)；2022年新高考福建卷：模擬遠距離輸電；考點01變壓器1.（2024高考遼寧卷）如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=5：1，原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內(nèi)，容器內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為T0。（1）求變壓器的輸出功率P；（2）已知該容器內(nèi)的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部被氣體吸收，要使容器內(nèi)的氣體壓強達到加熱前的2倍，求電熱絲的通電時間t。【答案】（1）；（2）【解析】（1）由原線圈正弦交流電的峰值可知變壓器輸入電壓有效值為設(shè)變壓器副線圈的輸出電壓為U2，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系有聯(lián)立解得理想變壓器的輸出功率等于R的功率，即（2）設(shè)加熱前容器內(nèi)氣體的壓強為p0，則加熱后氣體的壓強為2p0，溫度為T2，容器內(nèi)的氣體做等容變化，則有由知氣體吸收的熱量根據(jù)熱力學(xué)第一定律氣體的體積不變，所以W=0，容器是絕熱容器，則即解得2．（2024年高考北京卷）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡．若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A．原線圈兩端電壓的有效值為B．副線圈中電流的有效值為0.5AC．原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D．原線圈的輸入功率為12W【參考答案】．B【考查知識點】理想變壓器【名師解析】由題圖知，原線圈電壓最大值為，則有效值為，A錯誤；燈泡正常發(fā)光，由得，副線圈中電流有效值為，B正確；由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，C錯誤：理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率，D錯誤．知識歸納理想變壓器的制約關(guān)系：輸出功率決定輸入功率，輸入電壓決定輸出電壓，輸出電流決定輸入電流。3.（2022天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（）A.R發(fā)熱功率不變 B.電壓表的示數(shù)不變C.電流表的示數(shù)變大 D.電流表的示數(shù)變小【參考答案】BC【命題意圖】本題考查變壓器、動態(tài)電路及其相關(guān)知識點?！久麕熃馕觥块]合開關(guān)S后，負載電阻減小，匝數(shù)為的線圈輸出功率變大，匝數(shù)為的線圈輸入功率也變大，a、b兩端電壓有效值不變，由可知電流表的示數(shù)變大，根據(jù)因比值不變，變大，變大，因此，R的發(fā)熱功率變大，故A錯誤，C正確；根據(jù)理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比可知輸出電壓不變，電壓表的示數(shù)不變，故B正確；根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可得，由于匝數(shù)均保持不變，增大，所以、增大，故電流表的示數(shù)變大，故D錯誤。4．（2023年高考北京卷）自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為的小燈泡．實際測得小燈泡兩端電壓為．下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（）A．僅增加原線圈匝數(shù)B．僅增加副線圈匝數(shù)C．將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍D．將兩個小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈【參考答案】B【名師解析】原線圈接的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為的小燈泡．實際測得小燈泡兩端電壓為．下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是：僅增加副線圈匝數(shù)，僅減小原線圈匝數(shù)，ACD錯誤B正確。5．（2022年重慶高考）低壓鹵素燈在家庭電路中使用時需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素燈直接通過變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）A．鹵素燈兩端的電壓有效值為B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3C．流過鹵素燈的電流為D．鹵素燈的電阻為【參考答案】B【名師解析】低壓鹵素燈銘牌所標數(shù)值為交流電壓有效值，即鹵素燈兩端的電壓有效值為12V，選項A錯誤；根據(jù)變壓器變壓公式，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1?n2=220?12=55∶3，選項B正確；流過鹵素燈的電流為I=P/U=25/6A=4.17A，選項C正確；由歐姆定律I=U/R可得鹵素燈正常工作時的電阻為R=U/I=2.9Ω，選項D錯誤。6．（2022高考北京卷）某理想變壓器的原線圈接在的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為，輸出電流為。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1B．輸入電流為C．輸入電流的最大值為D．原、副線圈交流電的頻率之比為1∶100【參考答案】B【命題意圖】此題考查理想變壓器及其相關(guān)知識點?！久麕熃馕觥扛鶕?jù)變壓公式可知，原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶100，選項A錯誤；根據(jù)變流公式，可知輸入電流為30A，輸入電流的最大值為30A，選項B正確C錯誤；根據(jù)變壓器不改變交變電流頻率可知原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，選項D錯誤。7.（2022高考河北）張家口市壩上地區(qū)的風力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示，已知風輪機葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈面積為S，匝數(shù)為N，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，時刻，線圈所在平面與磁場方向垂直，發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后。輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機輸出的電壓為B.發(fā)電機輸出交變電流的頻率為C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為D.發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢【參考答案】C【命題意圖】本題考查正弦交流電及其相關(guān)知識點?！久麕熃馕觥堪l(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速為nz，輸出交變電流的頻率為，選項B錯誤；線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為輸出電壓的有效值為，選項A錯誤；變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，選項C正確；發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢為，選項D錯誤。8.（2022高考湖北物理）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（）

A.接收線圈的輸出電壓約為8VB.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22:1C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同【參考答案】AC【命題意圖】本題考查變壓器及其相關(guān)知識點?！窘忸}思路】由于穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，可知穿過接收線圈的磁通量變化率約為發(fā)射線圈的80%，即=×80%，選項D錯誤；由U1=n1，U2=n2，=×80%，聯(lián)立解得U2=8V，即接收線圈的輸出電壓為8V，A正確；根據(jù)變壓器原副線圈中交變電流的頻率相同，可知C正確；根據(jù)題述，忽略其他損耗，可得U1I1=U2I2，解得===,,選項B錯誤。10.（2022山東物理）如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數(shù)為的原線圈中電隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（）

A.n1為1100匝，為B.間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為C.若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為D.若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為【參考答案】D【命題意圖】本題考查變壓器、電功率及其相關(guān)知識點。【名師解析】變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓的最大值為，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為解得原線圈為2200匝，A錯誤；根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，BC間的電壓應(yīng)該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為，B錯誤；若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AB間的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達式可知，交流電的角速度為，故交流電的頻率為，C錯誤；若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AC間的電壓應(yīng)該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為，交流電的周期為，D正確?？键c02電能輸送1..（2024年高考湖南卷）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻。當用戶端接一個定值電阻R時，上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（）A.風速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則上消耗的功率為4PB.輸電線路距離增加，若阻值增加一倍，則消耗的功率為4PC.若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則上消耗的功率為8PD.若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R，則上消耗的功率為6P【答案】A【解析】如圖為等效電路圖，設(shè)降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，則輸電線上的電流為轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢為當轉(zhuǎn)子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)?，故上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A正確；升壓變壓器副線圈匝數(shù)增加一倍，副線圈兩端電壓增加一倍，輸電線上的電流增加一倍，故上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；若阻值增加一倍，輸電線路上的電流消耗的功率故B錯誤；若在用戶端并聯(lián)一個完全相同的電阻R，用戶端電阻減為原來的一半，輸電線上的電流為消耗的功率故D錯誤。2．（2023年6月高考浙江選考科目）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）A．送電端先升壓再整流B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值D．輸電功率由送電端電壓決定【參考答案】A【名師解析】由于只有交流電才能通過變壓器變壓，所以送電端先升壓在整流，用戶端先變交流電在降壓，A正確B錯誤；特高壓輸電1100kV是指直流電壓，C錯誤；輸電功率由用戶端電壓決定，D錯誤。3.（2023年高考山東高中學(xué)業(yè)水平等級考試）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.發(fā)電機的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：44【參考答案】C【名師解析】由題知，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有，A錯誤；由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有，P′=U4I4聯(lián)立解得：I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I3R=11500V再根據(jù)，解得，BD錯誤；根據(jù)理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數(shù)據(jù)有P儲=408kW，C正確。4.（2022年新高考福建卷）某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠距離輸電．圖中交流電源電壓為，定值電阻，小燈泡、的規(guī)格均為“”，理想變壓器、原副線圈的匝數(shù)比分別為1∶3和3∶1．分別接通電路Ⅰ和電路Ⅱ，兩電路都穩(wěn)定工作時，（）A.與一樣亮 B.比更亮C.上消耗的功率比的大 D.上消耗的功率比的小【參考答案】BC【命題意圖】此題考查遠距離電能輸送、變壓器、電功率及其相關(guān)知識點。【名師解析】若開關(guān)接cd端，則若電源電壓為，理想變壓器、的匝數(shù)比為用戶電阻為，輸電線電阻為，由變壓器工作原理和歐姆定律。升壓變壓器次級電壓降壓變壓器初級電壓降壓變壓器次級電壓可得輸電功率為輸電線上損耗的電功率為用戶得到的電功率為若開關(guān)接ab端，則負載得到的功率輸電線上損耗的電功率為將，，k=3帶入可知可得即比更亮；上消耗的功率比的大。故選BC。5.（2023高考天津卷）下圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器和降壓變壓器都認為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有（）A.輸出電壓與輸入電壓相等B.輸出功率大于輸入功率C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D.若用戶接入的用電器增多，則輸出功率降低【參考答案】B【名師解析】由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會損失功率，故輸出功率大于輸入功率；輸出電壓大于輸入電壓，故A錯誤，B正確；由于輸入電壓不變，所以變壓器的輸出變壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小，則電流變大，根據(jù)可知R功率增大；故C錯誤；用戶接入電路的用電器越多，用電器消耗功率增大，即輸出功率增大，故D錯誤。6．（2022高考北京卷）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當a、b兩端的電壓大于時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當a、b兩端的電壓小于（、為定值）時，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（）A．B．為壓力傳感器C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時的水位越高【參考答案】C【命題意圖】此題考查傳感器及其相關(guān)知識點。【名師解析】根據(jù)題述，水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小，可知＜，R1為壓力傳感器，選項AB錯誤；若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低，選項C正確D錯誤。專題34光的傳播考點三年考情（2022-2024）命題趨勢考點1光的折射定律（5年4考）2024年高考廣東卷：紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)；2024年高考江蘇卷：光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中；2024年高考甘肅卷：一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到半圓柱形均勻透明材料的圓心O；2024年高考全國理綜甲卷：一束與AB邊平行的光線從圓弧入射到橫截面為四分之一圓玻璃柱。2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試：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。1.光的折射定律和全反射是高考考查頻率較高的知識，命題熱點主要是：選擇實際情景；單色光、復(fù)色光或平行光射入三棱鏡、正長體，多面體、半圓柱，球體，空心球體或組合體，液體，綜合考查光的折射定律、反射定律以及全反射。2.高考對光的折射定律和全反射的考查，難度中等，可能為選圖題（選擇光路圖、光從液面射出面等），可能給出光路，判斷其正確說法，也可能為計算題，綜合考查相關(guān)知識點?？键c2光的全反射（5年5考）2024年高考海南卷：某束光線垂直O(jiān)P射入正三角形OPQ玻璃磚，，恰好在PQ界面發(fā)生全反射；2023年6月高考浙江選考科目：在水池底部水平放置三條細燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體；2022高考遼寧物理：在過球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射內(nèi)含氣泡的水球。2022年高考廣東物理：水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，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?？键c01光的折射定律1.（2024年高考廣東卷）如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一路徑以角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是（）A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點B.逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.逐漸增大時，入射光可能MN面發(fā)生全反射D.逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大【參考答案】B【名師解析】由于紅光的頻率比綠光小，根據(jù)頻率小折射率小，可知紅光的折射率小于綠光。在MN面，入射光的入射角相同，根據(jù)折射定律，n=，可知綠光在MN面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知，綠光比紅光更靠近P點，A錯誤；根據(jù)發(fā)生全反射的臨界角公式sinC=1/n，可知紅光發(fā)生全反射臨界角較大。逐漸增大時，紅光的全反射現(xiàn)象先消失，B正確；在MN面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無論入射角多大，在MN面，都不可能發(fā)生全反射，C錯誤；根據(jù)折射定律產(chǎn)生條件，n=，可知入射角逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增小，D錯誤。2.（2024年高考江蘇卷）現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示（β1<β2），已知折射率隨濃度增大而變大。則（）A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大【答案】A【解析】入射角相同，由于，根據(jù)折射定律可知，故甲濃度大；根據(jù)，可知光線在甲中的傳播速度較小，由可知折射率越大臨界角越小，故甲臨界角小。故選A3.（2024年高考甘肅卷）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當時，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是（）A.該材料對紅光的折射率為 B.若，光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠猓饩€b為白光 D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時光線的折射角為，故折射率為故A正確；設(shè)臨界角為C，得故，故若，會發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光，故C正確；對同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線b和c不會垂直，故D錯誤。故選ABC。4.（2024年高考全國理綜甲卷）.一玻璃柱的折射率，其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為R，如圖所示。截面所在平面內(nèi)，一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大，距離為h時，光線進入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射。求此時h與R的比值。【答案】【解析】如圖，畫出光路圖可知設(shè)臨界角為C，得，根據(jù)可得解得故可得故可知5.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）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（）A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】根據(jù)折射定律n上sinθ上=n下sinθ下由于地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，則n下>n上，則θ下逐漸減小，畫出光路圖如下則從高到低θ下逐漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向。能描述該現(xiàn)象的是圖A。6.（2023高考全國甲卷）（5分）等腰直角三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab=ac。一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡，在bc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)bc邊反射時的入射角，甲光比乙光大【參考答案】ACE【命題意圖】本題考查光的折射定律、光路圖、光速與折射率關(guān)系、波長與頻率關(guān)系及其相關(guān)知識點?！窘忸}思路】根據(jù)折射定律，畫出甲乙兩光的光路圖，可知相同入射角情況下，乙光的折射角r較小，由折射定律n=sini/sinr可知，乙光的折射率較大，D錯誤；由n=c/v可知，在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光大，C正確；根據(jù)光的頻率越大，折射率越大可知，甲光的頻率比乙光低，B錯誤；根據(jù)光的頻率與波長成反比可知，甲光的波長比乙光的長，A正確；根據(jù)畫出的光路圖可知，在棱鏡內(nèi)bc邊反射時的入射角，甲光比乙光大，E正確?！痉椒偨Y(jié)】正確畫出光路圖是正確解題的關(guān)鍵。7.（2023高考湖南卷）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α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當α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（）A.水的折射率為B.水的折射率為C.當他以α=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.當他以α=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°【參考答案】BC【名師解析】根據(jù)題述，當α＞41°時，即從水面下的入射角小于49°時，光線才能射出水面，水面全反射臨界角為C=49°，由sinC=1/n可得n=1/sin49°，B正確A錯誤；當他以α=60°向水面發(fā)射激光時，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°，岸上救援人員接收到激光束的方向與水面小于60°，C正確D錯誤。8.（2023高考湖北卷）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為，OP邊上的點光源S到頂點O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長度為（）A. B. C. D.【參考答案】C【名師解析】設(shè)光纖在OQ界面的入射角為，折射角為，幾何關(guān)系可知，則有折射定律光纖射出OQ界面的臨界為發(fā)生全反射，光路圖如下，其中光線在AB兩點發(fā)生全反射，有全反射定律即AB兩處全反射的臨界角為，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知，C正確。9．（2022新高考海南卷）如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1?3..。當細光束以30°的入射角射入球中。其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為A.B.1.5C.D.2【參考答案】B【名師解析】由圖中幾何關(guān)系可知，折射角的正弦值sinr=1/3，由折射定律可得該透明材料的折射率為n=sin30°/sinr=1.5，選項B正確。10.（2022高考湖北物理）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，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d。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θ。小球在A位置發(fā)出的一束光線經(jīng)水面折射后到達B位置，折射光線與水平方向的夾角也為θ。已知水的折射率，求:（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距離H?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）【命題意圖】本題平拋運動規(guī)律、折射定律?！窘忸}思路】（1）由平拋運動規(guī)律，小球入水前瞬間豎直方向速度vy==，，d=vxt，聯(lián)立解得：vx=，tanθ==4/3。（2）因可知，從A點射到水面的光線的入射角為α，折射角為，則由折射定律可知解得由幾何關(guān)系可知解得11.（2022·全國理綜乙卷·34）（2）.一細束單色光在三棱鏡的側(cè)面上以大角度由D點入射（入射面在棱鏡的橫截面內(nèi)），入射角為i，經(jīng)折射后射至邊的E點，如圖所示，逐漸減小i，E點向B點移動，當時，恰好沒有光線從邊射出棱鏡，且。求棱鏡的折射率?！緟⒖即鸢浮?.5【名師解析】因為當時，恰好沒有光線從AB邊射出，可知光線在E點發(fā)生全反射，設(shè)臨界角為C，則由幾何關(guān)系可知，光線在D點的折射角為則聯(lián)立可得n=1.512.（2022年1月浙江選考）如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心O點，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，b、c、d也會隨之轉(zhuǎn)動，則（）A.光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度小于B.光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于C.光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度大于D.光速b、c之間的夾角減小了【參考答案】B【名師解析】設(shè)入射光線a的入射角為，則反射角為，光束c的折射角為，光束d的反射角也為，入射光束a繞O點逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度時，入射角變?yōu)?。由反射定律可知反射角等于入射角，則光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于，故A錯誤；由折射定律有，，可得，即光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于，故B正確；光束d的反射角變化與光束c的折射角變化相等，則光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度小于，故C錯誤；光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于，光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于，則光速b、c之間的夾角減小的角度小于，故D錯誤。考點02光的全反射1.（2024年高考海南卷）一正三角形OPQ玻璃磚，某束光線垂直O(jiān)P射入，恰好在PQ界面發(fā)生全反射，則玻璃磚的折射率（）A. B. C. D.2【答案】C【解析】如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知光線在PQ界面的入射角為根據(jù)全反射的臨界條件可得解得故選C。2.．（2023年6月高考浙江選考科目）在水池底部水平放置三條細燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長度為0.9m，水的折射率，細燈帶到水面的距離，則有光射出的水面形狀（用陰影表示）為（）A．B．C．D．【參考答案】D【名師解析】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則燈帶上的一個點發(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)系可得則一個點發(fā)出的光在水面上能看到的的圓，光射出的水面形狀邊緣為弧形，AB錯誤。在等腰直角三角形發(fā)光體中，斜邊上的高為0.45m=0.64m，大于斜邊上高的兩個端點發(fā)出的光在上面上內(nèi)看到的光面寬度2r=0.6m，所以光帶射出水面的光面中間有無法射出光線的等腰三角形區(qū)域，所以則有光射出的水面形狀為圖D，C錯誤D正確。3.（2023高考福建卷）如圖，一教師用側(cè)面開孔透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實驗。瓶內(nèi)裝有適量清水．水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流傳播的是（）A.減弱激光強度B.提升瓶內(nèi)液面高度C.改用折射率更小液體D.增大激光器與小孔之間的水平距離【參考答案】B【名師解析】若想使激光束完全被限制在液流內(nèi)，則應(yīng)使激光在液體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，根據(jù)全反射臨界角，可知應(yīng)該增大液體的折射率或則增大激光束的入射角。減弱激光的強度，激光的臨界角，折射率均不會改變，故A錯誤；提升瓶內(nèi)液面的高度，會造成開口處壓強增大，水流的速度增大，水流的更遠，進而增大了激光束的入射角，則會有大部分光在界面處發(fā)生全反射，有助于光速更好的沿液流傳播，故B正確；若改用折射率更小的液體，臨界角變大，更不容易發(fā)生全反射，故C錯誤；增大激光器與小孔之間的水平距離不能改變液體的折射率或激光束的入射角，現(xiàn)象不會改變，故D錯誤。4.（2023高考河北卷）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同 B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉 D.薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色【參考答案】C【名師解析】．上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯誤；硅片呈現(xiàn)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發(fā)生干涉，振動加強，故B錯誤，C正確；根據(jù)光的干涉中相互加強的條件，可知當薄膜的厚度發(fā)生變化時，滿足加強條件的波長也會發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)不同的顏色，故D錯誤。5.（2022高考遼寧物理）完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學(xué)實驗中，航天員向水球中注入空氣形成了一個內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球。下列說法正確的是（）A.此單色光從空氣進入水球，頻率一定變大B.此單色光從空氣進入水球，頻率一定變小C.若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D.若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射【參考答案】C【命題意圖】本題考查光的折射、全反射及其相關(guān)知識點.【名師解析】由于光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以此單色光從空氣進入水球，頻率不變，選項AB錯誤；由光路圖可看出光線1入射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線1在水球外表面折射后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設(shè)水球半徑為R、氣泡半徑為r、光線經(jīng)過水球后的折射角為α、光線