第16講.光學(xué)（解析版）-2024高考二輪復(fù)習(xí)

2024高考二輪復(fù)習(xí)二十五講第16講、光學(xué)第一部分織網(wǎng)點(diǎn)睛，綱舉目張1．折射率(1)光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦與折射角的正弦之比叫作介質(zhì)的折射率，公式為n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(2)試驗(yàn)和爭辯證明，某種介質(zhì)的折射率等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v)。2．臨界角折射角等于90°時(shí)的入射角，稱為臨界角。當(dāng)光從折射率為n的某種介質(zhì)射向真空(空氣)時(shí)發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)。3．全反射的條件(1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)。(2)入射角大于或等于臨界角。4、光的波動(dòng)性【溫馨提示】①光的衍射是無條件的，但發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的。②兩列光波發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象時(shí)，光的頻率相等，相位差恒定，條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ。.5光的色散①在同一介質(zhì)中，不同頻率的光的折射率不同，頻率越高，折射率越大。②由n＝eq\f(c,v)，n＝eq\f(λ0,λ)可知，光的頻率越高，在介質(zhì)中的波速越小，波長越小。其次部分實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練，高考真題演練1.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）地球表面四周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（）A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】依據(jù)折射定律n上sinθ上=n下sinθ下由于地球表面四周空氣的折射率隨高度降低而增大，則n下>n上，則θ下漸漸減小，畫出光路圖如下則從高到低θ下漸漸減小，則光線應(yīng)漸漸趨于豎直方向。能描述該現(xiàn)象的是圖A。2.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉試驗(yàn)，在屏上觀看到的干涉條紋如圖甲所示，轉(zhuǎn)變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫間的距離變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.倍 B.倍 C.2倍 D.3倍【參考答案】B【名師解析】依據(jù)雙縫干涉的條紋間距與波長關(guān)系有由題圖知x乙=2x甲則。B正確。3.（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(xì)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(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(shí)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)學(xué)問點(diǎn)?！窘忸}思路】依據(jù)折射定律，畫出甲乙兩光的光路圖，可知相同入射角狀況下，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(cuò)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；依據(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(cuò)誤；依據(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；依據(jù)畫出的光路圖可知，在棱鏡內(nèi)bc邊反射時(shí)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。4.（2023高考湖南卷）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放射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)覺只有當(dāng)α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（）A.水的折射率為B.水的折射率為C.當(dāng)他以α=60°向水面放射激光時(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α=60°向水面放射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°【參考答案】BC【名師解析】依據(jù)題述，當(dāng)α＞41°時(shí)，即從水面下的入射角小于49°時(shí)，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(cuò)誤；當(dāng)他以α=60°向水面放射激光時(shí)，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(cuò)誤。5.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水公平級考試）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會(huì)形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度上升時(shí)，下列說法正確的是（）A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動(dòng) B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動(dòng)C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動(dòng) D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動(dòng)【參考答案】A【名師解析】由題知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度上升時(shí)，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動(dòng)，則條紋向左移動(dòng)。A正確。6．（2023年6月高考浙江選考科目）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，直角邊的長度為0.9m，水的折射率，細(xì)燈帶到水面的距離，則有光射出的水面外形（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(shí)發(fā)生全反射臨界角的正弦值則燈帶上的一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光的發(fā)生全反射的臨界角如圖所示依據(jù)幾何關(guān)系可得則一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光在水面上能看到的的圓，光射出的水面外形邊緣為弧形，AB錯(cuò)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(gè)端點(diǎn)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外形為圖D，C錯(cuò)誤D正確。7.（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(diǎn)光源S到頂點(diǎn)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(diǎn)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。8.（2023學(xué)業(yè)水公平級考試上海卷）我國科學(xué)家獲得單色性很好的兩種光A，B，且頻率νA小于νB，若它們在真空中通過相同距離的時(shí)間分別是tA和tB，則tAtB，（選填“＞”“＜”“=”）。若它們通過相同的雙縫達(dá)到同一光屏，則頻率為的光產(chǎn)生的干涉條紋間隔更寬?！緟⒖即鸢浮?νA【名師解析】真空中全部光的傳播速度相同，所以tA=tB，由于頻率大的光波長短，若它們通過相同的雙縫達(dá)到同一光屏，依據(jù)雙縫干涉條紋間隔公式可知波長較長的νA光產(chǎn)生的干涉條紋間隔更寬。2.（2023高考福建卷）如圖，一老師用側(cè)面開孔透亮?????塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”試驗(yàn)。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)，觀看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(qiáng)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，依據(jù)全反射臨界角，可知應(yīng)當(dāng)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(qiáng)度，激光的臨界角，折射率均不會(huì)轉(zhuǎn)變，故A錯(cuò)誤；提升瓶內(nèi)液面的高度，會(huì)造成開口處壓強(qiáng)增大，水流的速度增大，水流的更遠(yuǎn)，進(jìn)而增大了激光束的入射角，則會(huì)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，更不簡潔發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；增大激光器與小孔之間的水平距離不能轉(zhuǎn)變液體的折射率或激光束的入射角，現(xiàn)象不會(huì)轉(zhuǎn)變，故D錯(cuò)誤。2.（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亮?????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(cuò)誤；硅片呈現(xiàn)深紫色的緣由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(dòng)加強(qiáng)，故B錯(cuò)誤，C正確；依據(jù)光的干涉中相互加強(qiáng)的條件，可知當(dāng)薄膜的厚度發(fā)生變化時(shí)，滿足加強(qiáng)條件的波長也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)不同的顏色，故D錯(cuò)誤。9.（2023高考海南卷）用激光測玻璃磚折射率的試驗(yàn)中，玻璃磚與屏P平行放置，從另一側(cè)用激光筆以肯定角度照射，此時(shí)在屏上的S1處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S2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AB=l1，OA=l2，S1S2=l3，則折射率n=_________（用l1、l2、l3表示）；（3）若改用寬ab更小的玻璃磚做試驗(yàn)，則S1S2間的距離會(huì)_________（填“變大”，“變小”或“不變”）?！緟⒖即鸢浮竣?②.③.變小【名師解析】（1）[1]依據(jù)題意畫出光路圖如下圖所示（2）設(shè)光線入射角為θ、折射角為α，則在C點(diǎn)依據(jù)折射定律有nsinθ=sinα由于射入玻璃磚的入射角是射出玻璃磚的折射角，則S1S2=CB依據(jù)幾何關(guān)系可知聯(lián)立解得（3）[3]若改用寬ab更小的玻璃磚做試驗(yàn)，則畫出光路圖如下可看出S1S2間的距離變小。10.（2023高考全國乙卷）（10分）如圖，一折射率為的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形，，BC邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點(diǎn)射入棱鏡，若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A，求M點(diǎn)到A點(diǎn)的距離?！緟⒖即鸢浮俊久}意圖】本題考查光的折射定律及其相關(guān)學(xué)問點(diǎn)?！窘忸}思路】依據(jù)題述，畫出光路圖如圖。設(shè)AM=s，i=45°，由折射定律n=sini/sinr，可得r=30°。，由于，所以光在BC面的入射角為依據(jù)反射定律可知依據(jù)幾何關(guān)系可知，即為底角為30°的等腰三角形，AM=MO，則2AMcos30°=AO，又由于與相像，故有由題知聯(lián)立可得所以M到A點(diǎn)的距離為11.（2023高考山東高中學(xué)業(yè)水公平級考試）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)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d，直徑均為，折射率為n（）。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，求的正弦值；（2）被測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物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）【名師解析】（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α，此時(shí)可得又由于所以（2）依據(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)當(dāng)為當(dāng)距離最近時(shí)有當(dāng)距離最遠(yuǎn)時(shí)有依據(jù)（1）可知聯(lián)立可得所以滿足條件的范圍為12．（2023高考北京卷）陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于光的（）A．偏振現(xiàn)象B．衍射現(xiàn)象C．干涉現(xiàn)象D．全反射現(xiàn)象【參考答案】C【名師解析】太陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，這種現(xiàn)象屬于薄膜干涉現(xiàn)象，C正確。11．（7分）（2023廣東卷）11．（7分）某同學(xué)用激光筆和透亮?????長方體玻璃磚測量玻璃的折射率，試驗(yàn)過程如下：（1）將玻璃磚平放在水平桌面上的白紙上，用大頭針在白紙上標(biāo)記玻璃磚的邊界．（2）①激光筆發(fā)出的激光從玻璃磚上的點(diǎn)水平入射，到達(dá)面上的點(diǎn)后反射到點(diǎn)射出．用大頭針在白紙上標(biāo)記點(diǎn)、點(diǎn)和激光筆出光孔的位置．②移走玻璃磚．在白紙上描繪玻璃磚的邊界和激光的光路，作連線的延長線與面的邊界交于點(diǎn)，如圖（a）所示．（3）用刻度尺測量和的長度和．的示數(shù)如圖（b）所示，為________．測得為．（4）利用所測量的物理量，寫出玻璃磚折射率的表達(dá)式________．由測得的數(shù)據(jù)可得折射率為________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．（5）相對誤差的計(jì)算式為．為了減小測量的相對誤差，試驗(yàn)中激光在點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角________．【參考答案】（3）2.25（4）（5）小【名師解析】（3）依據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)章，d1=2.25cm。（4）設(shè)fM=d，則MQ與玻璃磚的邊界夾角α的余弦為cosα=d/d1，折射線MO與玻璃磚的邊界夾角β的余弦為cosβ=d/d2。玻璃磚折射率的表達(dá)式n===。（5）為了減小測量的相對誤差，試驗(yàn)中盡可能使大一些，即激光在點(diǎn)入射時(shí)應(yīng)盡量使入射角小一些。第三部分思路歸納，內(nèi)化方法1.幾何光學(xué)計(jì)算題往往是光的反射、折射、全反射(臨界點(diǎn))及幾何圖形關(guān)系的綜合問題。解決此類問題應(yīng)留意以下四個(gè)方面：(1)依據(jù)題目條件，正確分析可能的全反射及臨界角。(2)通過分析、計(jì)算確定光傳播過程中可能的折射、反射，把握光的“多過程”現(xiàn)象。(3)精確?????作出光路圖。(4)充分考慮三角形、圓的特點(diǎn)，運(yùn)用幾何圖形中的角關(guān)系、三角函數(shù)、相像三角形、全等三角形等，認(rèn)真分析光傳播過程中產(chǎn)生的幾何關(guān)系。2.機(jī)械波和光波、電磁波(1)機(jī)械波和光波都能發(fā)生干涉、衍射、多普勒效應(yīng)等現(xiàn)象，是波特有的現(xiàn)象。偏振現(xiàn)象是橫波的特有現(xiàn)象。要觀看到穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象和明顯的衍射現(xiàn)象需要肯定的條件。(2)光的干涉現(xiàn)象：薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán))。(3)光的衍射現(xiàn)象：圓孔衍射、泊松亮斑。(4)電磁波是橫波，其傳播不需要介質(zhì)，不同頻率的電磁波具有不同的特性，有不同的用途。(5)“尺縮”效應(yīng)、“鐘慢”效應(yīng)和“同時(shí)”的相對性，只有在高速運(yùn)動(dòng)的情形下才會(huì)明顯顯現(xiàn)。3.試驗(yàn)：測定玻璃的折射率數(shù)據(jù)處理的三種方法(1)計(jì)算法：用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角時(shí)的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值。(2)作sinθ1-sinθ2圖像：轉(zhuǎn)變不同的入射角θ1，測出不同的折射角θ2，作sinθ1-sinθ2的圖像，由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知圖像應(yīng)是過原點(diǎn)的直線，如圖所示，其斜率為折射率。(3)“單位圓”法確定sinθ1、sinθ2，計(jì)算折射率n。以入射點(diǎn)O為圓心，以肯定的長度R為半徑畫圓，交入射光線AO于E點(diǎn)，交折射光線OO′于E′點(diǎn)，過E作NN′的垂線EH，過E′作NN′的垂線E′H′，如圖所示，sinθ1＝eq\f(EH,OE)，sinθ2＝eq\f(E′H′,OE′)，OE＝OE′＝R，則n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(EH,E′H′)。只要用刻度尺量出EH、E′H′的長度就可以求出n。4.試驗(yàn)：用雙縫干涉測光的波長（1）．如圖所示，光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片后變成單色光，再經(jīng)過單縫S時(shí)發(fā)生衍射，這時(shí)單縫S相當(dāng)于一個(gè)單色光源，衍射光波同時(shí)到達(dá)雙縫S1和S2之后，S1、S2雙縫相當(dāng)于兩個(gè)步調(diào)完全全都的單色相干光源，相鄰兩條亮(暗)條紋間的距離Δx與入射光波長λ，雙縫S1、S2間距離d及雙縫與屏的距離l有關(guān)，其關(guān)系式為：Δx＝eq\f(l,d)λ，因此，只要測出Δx、d、l即可測出波長λ。（2）．兩條相鄰亮(暗)條紋間的距離Δx用測量頭測出。測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成。第四部分最新模擬集萃，提升應(yīng)試力量1.（2024年1月安徽皖豫名校其次次考試）如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射到一塊長方體玻璃磚上表面后分成兩束單色光a、b，光束a、b與法線的夾角分別為、，則光束a、b通過玻璃磚的時(shí)間之比為（）A. B. C. D.【參考答案】A【名師解析】依據(jù)折射定律為幾何關(guān)系可得時(shí)間聯(lián)立解得所以有，故選A。2.（2024南京六校聯(lián)合體調(diào)研）以下四幅圖都源自教材插圖，下列說法正確的是（）A.圖甲為肯定波長光照射到不透亮?????圓盤上，在圓盤后得到的衍射圖樣B.圖乙為雙縫干涉示意圖，雙縫間距越大，則相鄰亮條紋間距越大C.圖丙為光導(dǎo)纖維工作原理示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小D.圖丁為自然光照射兩個(gè)豎直放置的偏振片，若只旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，光屏上的亮度不變【參考答案】A【名師解析】圖甲為肯定波長的光照射到不透亮?????圓盤上，在圓盤后得到的衍射圖樣，稱為泊淞亮斑，選項(xiàng)A正確；圖乙為雙縫干涉示意圖，依據(jù)可知，雙縫間距越大，則相鄰亮條紋間距越小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圖丙為光導(dǎo)纖維工作原理示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖丁為自然光照射兩個(gè)豎直放置的偏振片，若只旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，偏振方向不平行，此時(shí)間屏上的亮度變暗，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.（2024黑龍江大慶第一次質(zhì)檢）如圖所示，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=30°，該棱鏡對紅光的折射率，對紫光的折射率。AC邊的右側(cè)、到AC邊的距離m處有一與AC邊平行的光屏MN，在截面所在的早面內(nèi)，有由紅光.紫光兩種單色光組成的很細(xì)的光束垂直AB邊射入按鏡，從AC邊上的D點(diǎn)射出棱鏡并在光屏上留下E、F兩個(gè)光點(diǎn)。求：（1）紅光和紫光在校鏡中的傳播速度大小之比；（2）E、F兩光點(diǎn)間的距離。【參考答案】（1）；（2）2m【名師解析】（1）紅光在棱鏡中的傳播速度大小紫光在棱鏡中的傳播速度大小

所以（2）∠A=30°，由幾何關(guān)系可知，兩種色光在AC邊的入射角均為30°，設(shè)紅光的折射角為，紫光的折射角為，依據(jù)折射定律有解得E、F兩光點(diǎn)間的距離解得x=2m4．（2023吉林長春六中期末）每年夏季，我國多地會(huì)消滅如圖甲所示日暈現(xiàn)象。日暈是當(dāng)日光通過卷層云時(shí)，受到冰晶的折射或反射形成的。如圖乙所示一束太陽光射到六角形冰晶時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光。下列說法正確的是A．在冰晶中，b光的傳播速度比a光小B．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰亮條紋間距大C．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角小D．a(chǎn)光的頻率較大【參考答案】A【名師解析】由題圖看出，太陽光射入六角形冰晶時(shí)，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶對a光的折射率小于對b光的折射率，依據(jù)c=v/n可知在冰晶中，b光的傳播速度比a光小，故A正確；由于六角形冰晶對a光的折射率小于對b光的折射率，故b光的頻率較大，則a光波長大于b光波長，依據(jù)xl/d可知，通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰亮條紋間距小，故BD錯(cuò)誤；．依據(jù)sinC=1/n可知從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角大，故C錯(cuò)誤。5．（10分）(2024廣東七校第一次聯(lián)考)如圖所示，半圓形玻璃磚的半徑為R，光屏PQ置于直徑的右端并與直徑垂直，一單色光與豎直方向成α＝30°角射入玻璃磚的圓心O，在光屏上消滅了一個(gè)光斑，玻璃對該種單色光的折射率為n=，光在真空中的傳播速度為c，求：(1)光屏上的光斑與O點(diǎn)之間的距離；(2)光進(jìn)入玻璃磚后經(jīng)過多少時(shí)間到達(dá)光屏；(3)使入射光線繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，為使光屏上的光斑消逝，至少要轉(zhuǎn)過多少角度？【參考答案】．(1)；(2)；(3)15°【名師解析】：(1)作出光路如圖所示，由折射定律有代入數(shù)據(jù)得r＝45°光斑與O點(diǎn)之間的距離(2)設(shè)光在玻璃磚中的速度為v，則光在玻璃磚中的傳播時(shí)間光從O點(diǎn)到達(dá)光屏的時(shí)間光進(jìn)入玻璃磚后到達(dá)光屏的時(shí)間t＝t1＋t2＝(3)當(dāng)光在界面處發(fā)生全反射時(shí)間屏上的光斑消逝，故sinC＝即入射角α′＝C＝45°時(shí)間斑消逝，入射光線至少要轉(zhuǎn)過的角度為15°6..（2024江西紅色十校9月聯(lián)考）如圖所示，兩束頻率不同的單色光a、b平行斜射到足夠長的平行玻璃磚的上表面，兩入射點(diǎn)間的距離為L，兩光束在玻璃磚下表面的出射點(diǎn)間的距離也為L，不考慮光在玻璃磚下表面的反射，玻璃磚對兩種單色光的折射率均大于，則下列說法正確的是（）A.玻璃磚對兩種單色光折射率相同B.單色光b在玻璃磚中傳播速度大C.單色光b在玻璃磚中傳播時(shí)間長D.增大光在上表面的入射角，在下表面，單色光b會(huì)先發(fā)生全反射【參考答案】B【名師解析】依據(jù)題意兩光束在玻璃磚下表面的出射點(diǎn)間的距離也為L，做出大致對應(yīng)的光路圖如下依據(jù)光路圖可知，玻璃對a光的折射率較大；依據(jù)光速與折射率的關(guān)系可知光在介質(zhì)中的速度為可知，單色光b在玻璃磚中傳播速度大，故A錯(cuò)誤，B正確；C．設(shè)玻璃磚的厚度為d，單色光的入射角為i，折射角為α，依據(jù)幾何關(guān)系和光的折射定律有玻璃磚對兩種單色光的折射率均大于，所以兩種單色光的折射角均小于45°，兩種光的折射角的二倍均小于90°，又由于玻璃對a光的折射率較大，所以a光在玻璃磚中的折射角較小，所以所以a單色光在玻璃磚中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長，故C錯(cuò)誤；D．玻璃的上下兩個(gè)表面平行，光在下表面的入射角等于上表面的折射角，依據(jù)光路可逆性知，兩束光都不會(huì)在下表面發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。故選B。7.(2023重慶七校期末聯(lián)考)如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過接收器Q接收到光的強(qiáng)度變化而觸發(fā)工作的，光從擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)P點(diǎn)射向外側(cè)M點(diǎn)再折射到空氣中，測得入射角為，折射角為；光從P點(diǎn)射向外側(cè)N點(diǎn)，剛好發(fā)生全反射并被Q接收，已知擋風(fēng)玻璃的厚度為d，光在真空中的傳播速度為c，求：（1）該擋風(fēng)玻璃的折射率；（2）光從接光源P經(jīng)過N點(diǎn)到收器Q的時(shí)間t?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）【名師解析】（1）光線在M點(diǎn)發(fā)生折射，由折射定律得（2）光在N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則依據(jù)幾何關(guān)系光在介質(zhì)中的傳播速度為速度光從接光源P經(jīng)過N點(diǎn)到收器Q的時(shí)間8.(2023重慶四區(qū)期末)在公園水池m深處有一盞燈，可視為點(diǎn)光源，燈正上方漂移著一個(gè)不透亮?????的球體，剛好有一半沒入水中，球體半徑為m，水面足夠?qū)?，如圖。已知水的折射率為，π取3.0。求：（1）若撤去球體，該燈能照亮的水面面積；（2）若不撤去球體，該燈能照亮的水面面積?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）【名師解析】（1）由已知條件可得做出光路圖如圖所示解得則此時(shí)燈能照亮的水面面積為（2）若不撤去球體，過水池底部的光源做不透亮?????球體的切線OA，如圖依據(jù)幾何關(guān)系可得解得由于解得而當(dāng)射向水面的光剛好發(fā)生全反射時(shí)的狀況同（1）中相同，則若不撤去球體，該燈能照亮的水面面積9（9分）(2024廣西南寧重點(diǎn)高中1月質(zhì)檢)如圖所示，陰影部分ABC為一均勻透亮?????材料做成的柱形光學(xué)元件的橫截面，是一半徑為R的圓弧，D為圓弧的圓心，ABCD構(gòu)成正方形，在D處有一單色線光源。當(dāng)光從AB中點(diǎn)E射出時(shí)，折射光線的反向延長線過AD中點(diǎn)F，不考慮二次反射和折射。求：（1）該材料對該光的折射率；（2）當(dāng)光的入射點(diǎn)由A點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到C點(diǎn)過程中，AB邊有光射出的區(qū)域的長度。【名師解析】：（1）光線在AB面發(fā)生折射時(shí)入射角和折射角分別為、，得n=sin/sin由幾何關(guān)系得折射角45……1分入射角滿足sin………1分該材料對該光的折射率為：n（2）該材料的全反射臨界角滿足：1sinC