2025新課改-高中物理-選修第1冊（21講）17A光的折射基礎版含答案光的折射知識點：光的折射一、折射定律1．光的反射(1)反射現象：光從第1種介質射到該介質與第2種介質的分界面時，一部分光會返回到第1種介質的現象．(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側；反射角等于入射角．2．光的折射(1)折射現象：光從第1種介質射到該介質與第2種介質的分界面時，一部分光會進入第2種介質的現象．(2)折射定律折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；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)．(3)在光的折射現象中，光路是可逆的．二、折射率1．定義光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，即n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).2．折射率與光速的關系某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v).3．理解由于c＞v，故任何介質的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.技巧點撥一、折射定律1．光的折射(1)光的方向：光從一種介質斜射進入另一種介質時，傳播方向要發(fā)生變化．(2)光的傳播速度：由v＝eq\f(c,n)知，光從一種介質進入另一種介質時，傳播速度一定發(fā)生變化．注意：當光垂直界面入射時，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系：當光從折射率小的介質斜射入折射率大的介質時，入射角大于折射角，當光從折射率大的介質斜射入折射率小的介質時，入射角小于折射角．2．折射定律的應用解決光的折射問題的基本思路：(1)根據題意畫出正確的光路圖．(2)利用幾何關系確定光路圖中的邊、角關系，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)、折射率與光速的關系n＝eq\f(c,v)列方程，結合數學三角函數的關系進行運算．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是反映介質光學性質的物理量，它的大小由介質本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關，與介質的密度沒有必然聯系．2．折射率與光速的關系：n＝eq\f(c,v)(1)光在介質中的傳播速度v跟介質的折射率n有關，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質中的傳播速度v，所以任何介質的折射率n都大于1.(2)某種介質的折射率越大，光在該介質中的傳播速度越?。}精練1．（2021?浙江）用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時觀察到的現象如圖所示。入射點O和兩出射點P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點處，空氣中的四條細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．光在光盤內的速度為真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的強度之和等于光束a的強度 D．光束c的強度小于O點處折射光束OP的強度【分析】依題意畫出光路圖，由幾何關系求得在O點的入射角和折射角的值，由折射定律求得材料的折射率；由介質中光速與真空中光速的關系式求得光在光盤內的速度為真空中光速的倍數關系；由能量守恒定律分析各光速強度之間的關系，依據無能量損失時，入射光的強度等于反射光和折射光的強度之和進行解析?！窘獯稹拷猓篈B、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＝，光在光盤內的速度：v＝光盤材料的折射率n＝，光在光盤內的速度為真空中光速的，故AB錯誤；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的強度應等于光束b、c、d和e的強度之和，若考慮光在傳播過程的能量衰減，則光束a的強度應大于光束b、c、d和e的強度之和，總之光束a的強度應一定大于光束b、c和d的強度之和，故C錯誤。D、在P點處光束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點處光束OP的強度等于光束c和光束PQ的強度之和，因此無論是否考慮傳播過程能量衰減，光束c的強度一定小于O點處折射光束OP的強度，故D正確。故選：D?！军c評】本題考查了幾何光學中折射定律的應用，以及在光傳播過程中能量守恒的相關問題，較簡單屬基礎題目。需理解在無能量損失的情況下，入射光的強度等于反射光和折射光的強度之和。2．（2021春?海淀區(qū)校級月考）一束復色光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時分成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，根據折射定律分析折射率大小關系，再根據v＝分析速度關系，根據折射定律明確增大入射角時哪一束光先消失?！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光的折射角最先達到90°，故c光最先消失，故D正確。本題選錯誤的，故選：C?！军c評】本題關鍵考查折射定律以及光的頻率、波長、波速等與折射率的關系，要注意在求介質的折射率時，是由空氣中的角的正弦值與介質中角的正弦值的比值。隨堂練習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，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°，根據折射定律求解入射角；由v＝求解光在介質中的傳播速度?！窘獯稹拷猓涸O入射角為i，折射角為r，則反射角為i，根據題意，由幾何關系可得，i+r＝90°，由折射定律有n＝＝，聯立解得i＝60°，所以光在介質中的傳播速度為v＝＝＝，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c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式以及光在介質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色光，在真空中以一定的角度從三棱鏡的一側射入，從另一側射出，光路如圖所示。下列說法正確的是（）A．在同種介質中，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，A光也能使該金屬發(fā)生光電效應 D．用同一雙縫干涉裝置實驗時，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，可知在同種介質中波長長短關系；根據v＝可知兩種光在該棱鏡中的傳播速度不一樣大；根據發(fā)生光電效應的條件可判斷A光是否能使該金屬發(fā)生光電效應；根據△x＝可比較用同一雙縫干涉裝置實驗時條紋間距的大小?！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，可知在同種介質中，B光的波長比A光的波長短，故A正確；B、根據v＝可知，AB兩種光在該棱鏡中的傳播速度不一樣大，故B錯誤；C、因為發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因為B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，A光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應，故C錯誤；D、根據△x＝可知用同一雙縫干涉裝置實驗時，A光的條紋間距比B光的寬，故D錯誤。故選：A?！军c評】本題考查了光的折射、干涉及光電效應等問題，考查知識點全面，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。3．（2021?江蘇模擬）玻璃中有一個球形氣泡。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】光由光密介質進入光疏介質時，折射角大于入射角，光由光疏介質進入光密介質時，折射角小于入射角，由此可求解?！窘獯稹拷猓汗鈴牟ＡнM入空氣，即由光密介質進入光疏介質，入射角小于折射角，后來又從玻璃進入空氣，則入射角大于折射角，其光路圖如圖所示，故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題考查了光的折射，關鍵是作出光路圖輔助分析，本題難度較小，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。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，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，根據折射定律，可以計算折射角，畫出折射光線，根據折射定律可以計算發(fā)生全反射的臨界角，可判斷是否有光線射出。【解答】解：A、折射率，由圖得，入射角為i＝60°，故折射角為r＝30°，故A錯誤；B、光在三棱鏡中的傳播速度，故B錯誤；C、光從BD之間入射，折射角為r＝30°。也就是在射入BC邊界時，入射角為60°，又因為，發(fā)生了全反射，光不能從BC邊射出，故C錯誤；D、光從AD之間入射，折射角為r＝30°，也就是在射入AC邊界時，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評】本題關鍵是畫出光路圖，利用折射定律求解發(fā)生全反射的臨界角。綜合練習一．選擇題（共15小題）1．（2021?日照一模）下列現象屬于折射現象的是（）A．白光經過楊氏雙縫得到彩色圖樣 B．白光照射肥皂膜呈現彩色圖樣 C．白光經過三棱鏡得到彩色圖樣 D．白光照射單縫后，在光屏上出現彩色條紋【分析】明確光學中的干涉，衍射現象的成因及圖樣，從而確定哪一種現象是折射現象?！窘獯稹拷猓篈、白光經過楊氏雙縫得到彩色條紋是光的干涉現象，故A錯誤；B、白光照射肥皂膜呈現彩色圖樣是光的薄膜干涉現象，故B錯誤；C、白光經過三棱鏡得到彩色圖樣是光的折射現象，故C正確；D、白光照射單縫后，在光屏上出現彩色條紋是光的衍射現象，故D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查光學上的一些現象，干涉，衍射等，明確每一種現象的成因及圖樣是解決本題的關鍵，注意每個現象的成因也是學生容易出現混亂的地方。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°。一細光束從AB邊上的D點以與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間為【分析】根據臨界角的定義求解臨界角，再根據光路圖確定光是否在AC或BC面上發(fā)生全反射；根據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，從而求得傳播時間?！窘獯稹拷猓篈、根據臨界角的定義可知，，解得臨界角C＝45°，故A錯誤；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°。因為∠A＝30°，所以在△ADE中，△ADE是等腰三角形，根據幾何關系可得光束在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、根據幾何關系可知，光束從BC邊垂直射出，出射光線與BC界面的夾角為90°，故C錯誤D、由幾何關系有AD＝DE＝a，AE＝2ADcos30°，EF＝（AC﹣AE）cos30°，根據公式，聯立解得，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題的關鍵是掌握全反射條件，要知道當光從介質射向空氣時就要考慮能否發(fā)生全反射；要能根據題意作出光路圖，利用光的幾何特性，來尋找角與角的關系，求出光程，即可求出光在介質中的時間。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點平行AC射入，折射光線剛好交于C點，已知BD＝AD，則三棱鏡的折射率為（）A． B． C． D．【分析】根據題意作出光路圖，由幾何關系求出入射角與折射角，然后根據折射率的定義求出折射率?！窘獯稹拷猓涸OBC長為d，由幾何關系可得，AB＝d，BD＝d，由幾何關系，光束在D點的入射角i＝60°，設折射角為r，則幾何關系sinr＝＝，則折射率n＝＝＝，故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】本題考查了光的折射問題，處理幾何光學題問題的關鍵是，分析清楚光的傳播過程，作出光路圖，應用幾何知識求出入射角與折射角，應用折射率公式即可解題。4．（2021春?山東月考）彩虹是由陽光進入水滴，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由左側射入水滴，a、b是白光射入水滴后經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驗，a光相鄰的亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距 D．a、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】根據光線進入水滴時偏折程度分析水滴對兩光折射率的大小關系，根據光速與折射率關系v＝分析兩光在水滴中傳播速度的關系，根據雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ比較條紋間距的寬窄；根據n＝＝＝，分析光在水滴中與在真空中的波長關系?！窘獯稹拷猓篈、白光L進入水滴時，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錯誤；B、水滴對a光的折射率大于對b光的折射率，根據光速與折射率關系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錯誤；D、設光在真空中的波長為λ0，在水滴中波長為λ，頻率為f，根據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錯誤。故選：B?！军c評】解決本題時，首先需要根據光路圖并結合折射定律分析兩光的折射率大小關系，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，半球左側為圓面，右側為半球面?，F有一束平行光從其左側垂直于圓面射向玻璃半球，玻璃半球對該光的折射率為，真空中的光速為c，不考慮光在玻璃中的多次反射，則從左側射入剛好能從右側半球面射出的入射光束偏折后到與對稱軸OO′相交所用的傳播時間t為（）A．R B．R C． D．R【分析】先分析全反射現象，求出到C點時間，再求出在玻璃外運動時間即可?！窘獯稹拷猓涸O光射到半球面上的C點剛好發(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在半球內部，入射光線到C點的距離為LC＝R光在玻璃中的傳播速度為v＝光從入射點傳播到D點的時間為t＝聯立解得t＝故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點評】本題考查光的折射定律，在處理全反射現象問題時，要注意臨界角和折射率的關系。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驗中，其實驗光路如圖所示，對實驗中的一些具體問題，下列說法錯誤的是（）A．為了減少作圖誤差，C和D的距離應適當取大一些 B．若A、B的距離較大時，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′的夾角應適當大一些 D．若A、B連線與法線NN′間夾角過大時，有可能在bb′一側看不清A、B的像【分析】A、B及C、D之間的距離適當大些，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??；根據光路可逆性原理可知，折射光線不會在玻璃磚的內表面發(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的距離應適當取大一些，可以提高準確度，故A正確；B、根據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，通過玻璃磚仍然可以看到A、B的像，故B錯誤；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，光線從下表面射出時光強減弱，有可能在bb'一側看不清A、B的像，故D正確.本題選錯誤的，故選：B?！军c評】用插針法測定玻璃磚折射率時，大頭針間的距離和入射角都應適當大些，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射出，則（）A．玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率 B．a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、b光通過同一個雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距【分析】根據光線的偏折程度比較折射率大小，從而得出波長的大小關系，由λ＝分析光子動量大小，由v＝分析光在玻璃中速度大小，結合雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ分析干涉條紋間距關系?！窘獯稹拷猓篈、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射出，則兩光線折射角相同，根據可知，a光折射率大，b光折射率小，故A錯誤；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、在玻璃中根據速度公式可得，故a光的速度小于b光的速度，故C錯誤；D、a光的頻率高，波長短，a、b光通過同一個雙縫干涉裝置，根據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錯誤。故選：B?！军c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、波長等大小關系，進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，以適當的角度向半圓形玻璃磚射入真空，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光的頻率比b光的小 B．a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．兩光在同一介質中傳播，a光的傳播速度比b光的大【分析】本題應根據光的偏折程度比較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系判斷；由v＝比較光在介質中的速度大小，根據波長的大小，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，根據折射定律可知a光的折射率大于b光的折射率，根據頻率與折射率的關系可知，a光的頻率大于b光的頻率，故A錯誤；B、a光的折射率大，b光的折射率小，根據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錯誤；D、a光的折射率大，b光的折射率小，根據v＝，兩光在同一介質中傳播，a光的傳播速度比b光的傳播速度小，故D錯誤。故選：B?！军c評】解決本題的關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、在介質中的速度大小等大小關系．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”，似乎還能看到遠處車、人的倒影。但當你靠近“水面”時，它也隨你的靠近而后退，該現象是由下列光的哪種現象造成的（）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射入光疏介質，入射角大于臨界角，根據全反射知識進行分析．【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，光照射到地表時發(fā)生全反射，故ACD錯誤，B正確。故選：B?！军c評】主要是要明白課本上見過的類似沙漠蜃景現象的原理，應用理論來分析生活中的現象，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點射入半圓形玻璃磚，在O點發(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，若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O點，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．ab光帶逐漸變亮 C．a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間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間【分析】光線從光密介質射到光疏介質，隨入射角的增大，反射光將加強，折射光減弱，當入射角達到全反射臨界角時該光將發(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，來比較傳播時間關系?！窘獯稹拷猓篈B、入射點從A向B緩慢移動時，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錯誤；C、根據偏折程度可知，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，b光的折射角先達到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間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間，故D正確。故選：D?！军c評】本題中應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為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經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，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，a光的傳播速度比b光的大，故C錯誤；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錯誤。故選：B?！军c評】本題考查了光的折射和干涉現象．關鍵要根據光路圖正確判斷出折射率的大小，再根據其他量與折射率的關系進行分析．12．（2021?江蘇模擬）打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切割在θ1＜θ＜θ2的范圍內，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射入光疏介質，且入射角大于臨界角．根據條件：θ在θ1＜θ＜θ2的范圍內，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，結合幾何關系分析臨界角的范圍，再進行判斷．【解答】解：AB、從MN邊垂直入射，由幾何關系可知光線射到PO邊上時的入射角i＝﹣θ，據題：θ在θ1＜θ＜θ2的范圍內，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錯誤。CD、若θ＜θ1，i＝﹣θ＞﹣θ1＞C，故光線在OP邊會發(fā)生全反射。根據幾何關系可知光線OQ邊上入射角i′較大，光線會在OQ邊發(fā)生全反射，故C錯誤，D正確。故選：D?！军c評】本題關鍵要掌握全反射的條件，熟練應用幾何知識幫助分析入射角的大小，即可進行判斷．13．（2021?浙江模擬）如圖所示，一細束紅藍復色光垂直于AB邊射入直角三棱鏡，在AC面上反射和折射分成兩束細光束，其中一束細光束為單色光束。若用v1和v2分別表示紅、藍光在三棱鏡內的速度，下列判斷正確的是（）A．v1＜v2，單色光束為紅色 B．v1＜v2，單色光束為藍色 C．v1＞v2，單色光束為紅色 D．v1＞v2，單色光束為藍色【分析】復色光照射到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，反射光仍然為復色光，則折射光為單色光，知有一色光發(fā)生全反射，根據全反射的條件判斷哪一色光發(fā)生了全反射。根據v＝比較光在介質中的傳播速度?！窘獯稹拷猓杭t光的折射率小于藍光，根據v＝知，v1＞v2．再根據sinC＝，知藍光的臨界角比較小，藍光發(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錯誤。故選：C?！军c評】解決本題的關鍵知道各種色光的折射率大小，以及掌握在介質中的速度與折射率的關系和全反射的條件。14．（2021春?東湖區(qū)月考）某同學潛入游泳池中，仰頭看游泳館天花板上的燈，他看到燈的位置（）A．比實際位置高 B．比實際位置低 C．和實際位置一樣高 D．無法判斷【分析】根據光的折射規(guī)律答題：當光從空氣斜射入水中時，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，發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線向法線方向偏折，折射光線進入運動員的眼睛，運動員看到了墻壁上的燈；運動員認為光始終沿直線傳播，運動員認為燈在折射光線的反向延長線上，運動員看到的“燈”是燈的折射光反向延長線相交形成的虛像，比燈的實際位置高，故選：A?！军c評】岸上的人觀察水中的物體時，會看到比原位置高的虛像，同樣，在水中觀察岸上的物體時，也會看到比原位置高的虛像，這是因為折射時，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 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，反射光線、入射光線分居法線兩側，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，折射光線、入射光線分居法線兩側，當光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角，而當光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角．（3）根據反射定律內容和折射定律內容解答．【解答】解：根據光的反射定律，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；因為折射角小于入射角，因此光線是從空氣斜射入玻璃種的，故空氣在界面的左側。故選：C?！军c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確．二．多選題（共15小題）16．（2021春?寶雞期末）一束光從介質1進入介質2，如圖所示，下列對于1，2兩種介質的光學屬性判斷正確的是（）A．介質1是光密介質 B．介質1的折射率小 C．光在介質2中傳播速度大 D．光在介質2中的頻率大【分析】由光路圖可知入射角與折射角的大小。根據光從光疏介質射入光密介質折射時，入射角大于折射角，判斷折射率的大小。由公式v＝分析光在介質中速度的大小。光的頻率與介質無關；由這些知識分析即可?！窘獯稹拷猓篈B、由圖知，光從介質1進入介質2折射時，入射角為i＝30°，折射角r＝75°，可知，介質1的折射率較大，則介質1是光密介質，故A正確，B錯誤。C、由公式v＝可知，v與n成反比，則光在介質2中的傳播速度大，故C正確。D、光的頻率是由光源決定的，與介質無關，所以光在兩種介質中頻率相同，故D錯誤。故選：AC。【點評】本題的解題關鍵是掌握入射角和折射角的大小與折射率的關系，以及光速公式v＝，要注意光的頻率與介質無關，當光從一種介質進入另一種介質時頻率不變。17．（2021?朝陽四模）光的干涉現象在技術中有重要應用，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．同種介質對單色光a的折射率比對單色光b的折射 D．同種介質對單色光a的折射率比對單色光b的折射率小【分析】根據雙縫干涉條紋的間距公式，結合條紋間距的大小比較出波長的大小，依據c＝λν，得出頻率，最后由頻率高低，可知折射率的大小?！窘獯稹拷猓篈B、根據，結合xa＜xb，可知，a的波長小于b的波長，故A錯誤，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，依據頻率越高的，折射率越大，那么同種介質對單色光a的折射率比對單色光b的折射率大，故C正確，D錯誤；故選：BC?！军c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、折射率之間的關系，當然還可判定它們在介質中傳播的速度大小關系．18．（2021?綿陽模擬）由紅光和藍光組成的復色光以相同的入射角射到介質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為紅光，b為藍光 B．a為藍光，b為紅光 C．在介質Ⅱ中傳播相同距離，b光所用時間短 D．增大復色光的入射角，b光先發(fā)生全反射 E．用同一雙縫干涉儀做實驗，a光條紋間距較小【分析】題干給出復色光由紅光和藍光組成，根據兩束光的折射情況則可進行區(qū)分；n＝可知兩束光傳播相同距離所用時間的長短；a光的折射率大，根據sinC＝可知a光的臨界角小，增大復色光的入射角，a光先達到臨界角，先發(fā)生全反射；同時因為a光的折射率大，波長小，根據△x＝λ可知用同一雙縫干涉儀做實驗，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為藍光，b為紅光，故A錯誤，B正確；C、光的折射率大，根據n＝可知a光在介質中的傳播速度小，在介質II中傳播相同距離所用時間長，b光所用時間短，故C正確；D、a光的折射率大，根據sinC＝可知a光的臨界角小，增大復色光的入射角，a光先達到臨界角，先發(fā)生全反射，故D錯誤；E、a光的折射率大，波長小，根據△x＝λ可知用同一雙縫干涉儀做實驗，a光條紋間距較小，故E正確。故選：BCE?！军c評】本題主要考查光的折射，解決本題的關鍵在于根據光的折射判斷光的顏色。19．（2021?吳江區(qū)校級模擬）我們有時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，這種光學現象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產生的，該云層高度約5.5km。為了理解光暈現象，我們將問題簡化為兩維。如圖3，θi表示冰晶上的入射角，θ2表示為經過第一個界面的折射角，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角。假設冰晶可以在二維上可以看成一個正六邊形且不考慮其他的反射、折射。若仔細觀察光暈，能看到內外有不同顏色，分別為紅色和藍色。則以下說法中正確的是（）A．入射角θi越大，則偏轉角θD越小 B．入射角θi越大，則出射角θ0越小 C．內側為紅色，外側為藍色 D．內側為藍色，外側為紅色【分析】由折射定律和紅光和藍光的折射率進行分析?！窘獯稹拷猓篈、由光路可逆可知，入射角θi越大，則偏轉角θD越大，故A錯誤；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、由于藍光的折射率大于紅光的折射率，因此偏折角大，故內側為藍光，故C錯誤，D正確；故選：BD。【點評】本題主要考查了折射定律，解題關鍵在于利用折射定律分析出兩個出射角與入射角的變化關系。20．（2020秋?德城區(qū)校級月考）“不經歷風雨怎么見彩虹”，彩虹的產生原因是光的色散，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】根據光線進入水珠折射時折射角的大小關系，可分析出折射率的大小，由分析光在水珠中傳播速度的大??；根據折射率關系確定出光的頻率關系；以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，根據折射定律分析側移量的大??；結合紅光的折射率比紫光的小，分析虹的色彩分布情況?！窘獯稹拷猓篈、根據光路圖可知：太陽光進入水珠時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錯誤；C、因為b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；由于光在水珠內被反射，所以觀察者看到的是紅光在上，紫光在下，故D錯誤。故選：AC?！军c評】解決本題的突破口在于根據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、波長等大小關系，并記住這些關系。21．（2020秋?北碚區(qū)校級月考）現有一三棱柱工件，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有一條光線沿著截面從AC邊上的O點以45°的入射角射入工件，折射后到達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間為【分析】根據幾何光學畫出正確的光路圖，利用幾何關系找出各界面的入射角及折射角，即可根據折射定律算出折射率，根據全反射定律求出全反射角；由幾何關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間?！窘獯稹拷猓篈、畫出光路圖，如圖所示，由圖中幾何關系可知光線在AC邊的折射角為30°，故A正確；B、由圖可知，在O點的入射角為45°，折射角為30°，由折射定律有n＝＝，故B錯誤；C、由sinC＝可得全反射角C＝45°，故C正確；D、根據圖中幾何關系可知，光線在BC邊的入射角為60°，故D錯誤；E、根據幾何關系可知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間t＝＝，故E正確。故選：ACE?！军c評】本題主要考查光的折射定律和全反射，要注意結合數學幾何判斷角度的關系。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是關于O1O2對稱的兩束平行單色細光束，兩細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．兩束細光束從空氣進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，從而得出頻率關系、波長關系，及波速的大小關系?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，由于出射光線的交點在中心線的上方，根據折射定律可知a光的折射率小于b光，故A正確；B、因為a光的折射率小于b光，所以a光的頻率小于b光，又因為綠光的頻率大于紅光，因此不可能a是綠光，b是紅光。故B錯誤；C、光從一種介質進入另一種介質時，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錯誤。故選：AC?！军c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、波長以及光在介質中的速度等大小關系。23．（2020秋?呼和浩特月考）一束光從某介質進入真空，方向如圖所示，則下列判斷中正確的是（）A．該介質的折射率是 B．該介質的折射率是 C．該介質相對真空發(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，無論怎樣改變入射方向都不可能發(fā)生全反射現象 E．如果光從真空射向介質，則不可能發(fā)生全反射現象【分析】根據折射定律求出折射率，根據公式sinC＝求臨界角大小，根據全反射發(fā)生的條件確定能否發(fā)生全反射現象?！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°，根據折射定律可得，，故A正確，B錯誤；C、根據公式得臨界角，故C正確；D、光從介質射入真空中，即從光密介質射向光疏介質，當入射角大于等于臨界角C的時候會發(fā)生全反射，故D錯誤；E、如果光從真空射向介質，是從光疏介質到光密介質，則不可能發(fā)生全反射現象，故E正確。故選：ACE?！军c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容，知道全反射發(fā)生的條件是從光密介質到光疏介質。24．（2020秋?儋州校級期中）對于光的認識，下列說法正確的是（）A．光的干涉現象能說明光是一種波 B．光的偏振現象能說明光是橫波 C．光不容易觀察到衍射現象是因為光的速度太大 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，光的偏振現象說明光是一種橫波，光的波長越長的衍射現象越明顯，不同色光在同一種介質中的折射率不同?！窘獯稹拷猓篈、干涉是波特有的現象，所以光的干涉現象能說明光是一種波，故A正確；B、光的偏振現象能說明光是橫波，故B正確；C、波長越長的波越容易發(fā)生明顯的衍射現象，所以光不容易觀察到衍射現象是因為光的波長太小，故C錯誤；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錯誤。故選：AB?！军c評】本題考查光的干涉、偏振及衍射現象，掌握光的傳播速度與折射率的關系，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，則b光一定也能使該金屬材料發(fā)生光電效應 B．分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，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】根據折射定律公式n＝判斷折射率大小，根據v＝判斷玻璃中的光速大??；根據c＝λf真空中波長大小，同時明確光電效應發(fā)生的條件；根據公式△x＝判斷雙縫干涉條紋間距大小?！窘獯稹拷猓篈C、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，根據光電效應發(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，則b光一定也能使該金屬材料發(fā)生光電效應，故AC正確；B、根據條紋間距公式△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、當改變光束在左側面的入射方向使入射角逐漸變小時，光在右側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錯誤。故選：ABC?！军c評】本題綜合考查了光的折射、全反射和干涉，關鍵是記住幾個公式：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b光的速度比a光大 B．兩束光從同種玻璃射向空氣時，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，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】根據光線的偏折程度比較出a、b兩光折射率的大小，根據v＝比較出光在介質中傳播的速度大小，根據公式分析臨界角的大?。ㄟ^頻率大小得出波長的大小，根據△x＝得出條紋間距的大?。鶕凵渎实拇笮〉贸鲱l率的大小，再分析光電效應現象?！窘獯稹拷猓篈、根據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ν＝知b光在介質中傳播的速度較小，故A錯誤；B，b光的折射率大，根據，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。根據光電效應方程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，光電子的最大初動能相同，則甲金屬的逸出功較小，故C錯誤；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，這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即hν＝Em﹣En，所以b光對應于能級差較大，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?！军c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系。27．（2020春?涼山州期末）關于光學部分的有關公式，下列說法正確的有（）A．根據折射率的定義式n＝測量折射率時，光應從空氣（或真空）進入介質 B．根據折射定律＝n可知，n是折射率 C．根據公式n＝可知，介質的折射率與光在該介質中的傳播速度成反比 D．根據公式v＝fλ可知，同一介質中不同頻率的光，v相同，f大則λ小【分析】當光從空氣或真空進入介質折射時，入射角正弦與折射角正弦的比值n，叫做這種介質的折射率。介質的折射率決定于介質本身和光的頻率。光的頻率由光源決定，與介質無關?！窘獯稹拷猓篈、根據折射率的定義：當光從空氣或真空進入介質折射時，入射角正弦與折射角正弦的比值n，叫做這種介質的折射率，可知，根據折射率的定義式n＝測量折射率時，光應從空氣（或真空）進入介質，故A正確；B、根據折射定律＝n可知，n是常數，但不一定是折射率，只有當光從空氣或真空進入介質折射時，n才是折射率，故B錯誤；C、根據公式n＝可知，c一定，介質的折射率n與光在該介質中的傳播速度v成反比，故C正確；D、同一介質中不同頻率的光，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錯誤。故選：AC?！军c評】解決本題的關鍵要準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：光從空氣或真空進入介質折射。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，入射點A、B到N點的距離相等，經玻璃上表面折射后兩束光相交于圖中的P點，下列說法正確的是（）A．a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，則b光一定能使該金屬發(fā)生光電效應 C．在相同條件下進行雙縫干涉實驗，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間始終小于b光在玻璃磚中傳播的時間【分析】由圖分析兩光的折射角的大小，根據折射定律分析兩光的折射率大小關系，而折射率越大的光其頻率越大，根據E＝hv分析兩光光子的動量；a光的頻率小于b光的頻率，根據光電效應的條件分析解答；明確干涉條紋的間距公式，根據波長關系明確條紋間距大??；分析光在介質中傳播的距離以及傳播速度，根據x＝vt分析兩光在玻璃磚內傳播的時間關系?！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，則b光一定也能使該金屬發(fā)生光電效應，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間始終小于b光在玻璃磚中傳播的時間，故D正確。故選：BD?！军c評】解決該題的關鍵是能根據圖分析得到兩光在玻璃磚內的折射率大小，熟記光子的動量的表達式，正確推導出光在玻璃磚內傳播的時間的表達式。29．（2020春?沭陽縣校級月考）光射到兩種不同介質的分界面，分析其后的傳播情形可知（）A．折射現象的出現說明光是縱波 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)生折射是因為光在不同介質中的傳播速度不同【分析】光是一種橫波，光射到兩種不同介質的分界面時不一定發(fā)生折射。光發(fā)生折射的原因是在不同的介質中傳播的速度不同。【解答】解：A、折射現象的出現不能說明光是縱波，光的偏振現象說明光波是橫波，故A錯誤；B、當光從光密介質進入光疏介質，入射角大于等于臨界角時會發(fā)生全反射，只有反射光，沒有折射光，故B錯誤；C、當入射角為0度時，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中傳播的速度不同，故D正確。故選：CD?！军c評】解決本題的關鍵要掌握光發(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，則藍光照射時也一定可以發(fā)生光電效應 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，藍光臨界角較大 D．用同一裝置進行雙縫干涉實驗，紅光的相鄰條紋間距較大【分析】玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大，藍光的頻率比紅光高，根據發(fā)生光電效應的條件、臨界角公式sinC＝和雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ分析解答?！窘獯稹拷猓篈、藍光的頻率比紅光高，若紅光照射某金屬可以發(fā)生光電效應，則藍光照射時也一定可以發(fā)生光電效應，故A正確；B、紅光的折射率較小，根據折射定律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錯誤；C、藍光的折射率圈套，根據臨界角公式sinC＝，知從該玻璃中射入空氣恰發(fā)生反射時，藍光臨界角較小，故C錯誤；D、紅光的波長比藍光的長，根據雙縫干涉條紋間距公式△x＝λ，知用同一裝置進行雙縫干涉實驗，紅光的相鄰條紋間距較大，故D正確。故選：AD。【點評】解決本題時，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合光的干涉和色散實驗結果記住。三．填空題（共5小題）31．（2021?濠江區(qū)校級模擬）一束光從真空進入某介質，方向如圖所示，則該介質的折射率為，若光在真空中的傳播速度為c，則光在該介質中的傳播速度為?！痉治觥坑烧凵涠煽梢郧笳凵渎?；由光在介質中速度與真空中速度關系式v＝求光在該介質中的傳播速度?！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評】本題考查了折射定律，光在不同的介質中傳播速度不一樣，明確光在介質中速度與真空中速度關系式以及折射定律的應用即可求解。32．（2020秋?源城區(qū)校級月考）在北方寒冷的冬天，有時會出現“多個太陽”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饩€偏折程度可確定折射率大小關系，由v＝可分析出光線在介質中傳播速度的關系?！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【點評】本題考查折射定律以及光速與折射率的關系，直接由光線的偏折程度可確定折射率的大小，本題基礎、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驗得到的光路圖．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O為圓心，以R＝5cm長度為半徑畫圓，與入射線PO交于M點，與折射線OQ交于F點，過M、F點分別向法線作垂線，量得＝1.68cm，＝1.12cm，則該玻璃磚的折射率n＝1.5．【分析】根據光的折射定律和幾何關系判斷出射光線和入射光線之間關系．根據折射定律求出玻璃磚的折射率．【解答】解：（1）因為上下表面不平行，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）根據折射定律得，n＝．故答案為：不再平行，1.5．【點評】解決本題的關鍵掌握光的折射定律，并能靈活運用．34．（2020?深圳一模）如圖所示，有兩束細單色光p、q射向置于空氣中的三棱鏡表面，此時三棱鏡的右側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|中傳播的光路圖，根據光路圖分析兩束光在介質中傳播的折射率，根據分析兩束光在介質中的傳播速度；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}意可得兩束光在介質中傳播的光路圖如圖所示，根據光路可逆原理可知，介質對q光的偏折度更強，所以q光在介質中的折射率大于p光，根據可得，vp＞vq，因為黃光的折射率大于紅光，所以p是紅光。故答案為：＞，p?！军c評】解決該題關鍵是正確作出光在介質中傳播的光路圖，能正確推導出兩束光的折射率關系，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，光纜有內外兩層，設光纜的內芯材料的折射率為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】光導纖維內芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率。要想使光的損失最小，光在光導纖維里傳播時一定要發(fā)生全反射【解答】解：發(fā)生全反射的原理是光的全反射；而產生全反射的條件是光由光密介質射入光疏介質，所以內芯的折射率大。故答案為：全反射大于【點評】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進入光疏介質，同時入射角大于臨界角。四．計算題（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，調整大頭針插入軟木塞深度，使它露在外面的長度為h，這時從液面上方的各個方向向液體中看，恰好看不到大頭針。利用測得的數據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）設從大頭針出來的光頻率為f，求光在介質中的波長?！痉治觥扛鶕}意畫出光路圖，再根據全反射臨界條件以及幾何關系求得折射率和臨界角，再根據v＝＝λf計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sinC＝，解得液體的折射率n＝（2）根據v＝＝λf解得光在介質中的波長λ＝＝答：（1）液體的折射率為；（2）光在介質中的波長為?！军c評】本題考查全反射相關內容，畫出光路圖并根據全反射條件計算折射率是解題關鍵。37．（2021?茂名二模）如圖所示，一細光束照射到圓形玻璃磚上A點，經折射后折射光線剛好照到玻璃磚底邊的右端C點，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所用時間?！痉治觥竣俑鶕}意與圖示求出入射角與折射角，然后應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，可求出光的傳播時間?！窘獯稹拷猓孩儆深}知，入射角為i＝60°，由幾何關系可知，折射角r＝30°由折射率公式知n＝代入數據計算可得n＝②由幾何關系可知，AC的長度L＝2Rcos30°光在玻璃中的傳播速度v＝則光從A到C傳播時間t＝代入數據計算可得t＝。答：①玻璃磚的折射率為；②光從A傳播到C所用時間為?！军c評】本題考查了光的折射問題，關鍵是作出光路圖，運用幾何知識輔助分析，本題難度較小，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。光的折射知識點：光的折射一、折射定律1．光的反射(1)反射現象：光從第1種介質射到該介質與第2種介質的分界面時，一部分光會返回到第1種介質的現象．(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側；反射角等于入射角．2．光的折射(1)折射現象：光從第1種介質射到該介質與第2種介質的分界面時，一部分光會進入第2種介質的現象．(2)折射定律折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側；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)．(3)在光的折射現象中，光路是可逆的．二、折射率1．定義光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，即n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).2．折射率與光速的關系某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質中的傳播速度v之比，即n＝eq\f(c,v).3．理解由于c＞v，故任何介質的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.技巧點撥一、折射定律1．光的折射(1)光的方向：光從一種介質斜射進入另一種介質時，傳播方向要發(fā)生變化．(2)光的傳播速度：由v＝eq\f(c,n)知，光從一種介質進入另一種介質時，傳播速度一定發(fā)生變化．注意：當光垂直界面入射時，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系：當光從折射率小的介質斜射入折射率大的介質時，入射角大于折射角，當光從折射率大的介質斜射入折射率小的介質時，入射角小于折射角．2．折射定律的應用解決光的折射問題的基本思路：(1)根據題意畫出正確的光路圖．(2)利用幾何關系確定光路圖中的邊、角關系，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)、折射率與光速的關系n＝eq\f(c,v)列方程，結合數學三角函數的關系進行運算．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是反映介質光學性質的物理量，它的大小由介質本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角的大小無關，與介質的密度沒有必然聯系．2．折射率與光速的關系：n＝eq\f(c,v)(1)光在介質中的傳播速度v跟介質的折射率n有關，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質中的傳播速度v，所以任何介質的折射率n都大于1.(2)某種介質的折射率越大，光在該介質中的傳播速度越?。}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、紫組成的復合光從半圓柱體玻璃的上表面O點射入玻璃，折射后分別射到側面的B、C兩點。若光從O點到B、C兩點的傳播時間分別為tB、tC，則下列說法正確的是（）A．射到B點的是紅光 B．射到B點的光線在玻璃中的傳播速度較大 C．tB＝tC D．tB＜tC【分析】根據光的偏折程度分析折射率的大小，從而確定光的顏色；根據v＝判斷光在玻璃中傳播速度大小；研究任一光線，根據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間的表達式，從而比較兩束光在玻璃中傳播時間關系?！窘獯稹拷猓篈、光進入玻璃時，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點的是紫光，射到C點的是紅光，故A錯誤；B、射到B點的光線折射率較大，根據v＝知射到B點的光線在玻璃中的傳播速度較小，故B錯誤；CD、光路圖如圖。設光線的入射角為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錯誤。故選：C。【點評】解決本題的關鍵是運用幾何知識、光速公式和折射定律推導出時間表達式，要有運用數學知識解決幾何光學問題的意識和能力。2．（2021春?寶雞期末）一個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色光從A點射入，分成兩束分別從B、C射出，則下列說法正確的是（）A．a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光射出玻璃時可能會發(fā)生全反射 D．a、b兩種單色光分別通過同一個雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距較大【分析】根據光線在A點的入射角和折射角的關系，即可分析折射率的大小關系；由v＝分析光在玻璃中傳播速度的大小；根據全反射的條件分析能否發(fā)生全反射；根據折射率的大小，分析波長的大小，根據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系。【解答】解：A、根據圖象可知，在A點兩光的入射角相等，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錯誤；C、光線在A點的折射角等于光從玻璃圓柱射出時的入射角，根據光的可逆性可知，b光射出玻璃時不會發(fā)生全反射，故C錯誤；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Δx＝λ可知，a、b兩種單色光分別通過同一個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?！军c評】本題也可用假設法，由折射率不同，從而假設a是紫光，b是紅光，則可根據紅光與紫光的特性來確定出正確答案。關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系。隨堂練習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、紫組成的復合光從半圓柱體玻璃的上表面O點射入玻璃，折射后分別射到側面的B、C兩點。若光從O點到B、C兩點的傳播時間分別為tB、tC，則下列說法正確的是（）A．射到B點的是紫光 B．射到B點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光的折射率，由折射定律分析折射角的關系，從而確定哪條光線是紫光；研究任一光線，根據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間的表達式，再比較時間關系．【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，紫光的偏折程度大，所以射到B點的是紫光，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v＝可知，射到B點的光線在玻璃中的傳播速度較小，故B錯誤；CD、設任一光線在O點的入射角為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，所以時間t相同，即有tB＝tC，故CD錯誤。故選：A?！军c評】解決本題的關鍵是運用幾何知識、光速公式和折射定律推導出時間表達式，要有運用數學知識分析幾何光學的意識和能力．2．（2021春?成都期末）由a、b兩種光組成的復色光從玻璃射入空氣時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光的折射率大于b光的折射率 C．a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、b兩種光經同一裝置完成雙縫干涉實驗，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，根據臨界角公式sinC＝比較折射率的大小；所有色光在真空中傳播速度都相同；根據波長關系分析干涉條紋間距關系。【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錯誤。故選：B?！军c評】解答本題時，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點為其球心，直線OO'與玻璃磚左側表面垂直，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兩條不同頻率的細光束從空氣射入玻璃磚，折射后相交于圖中的P點，以下判斷正確的是（）A．a光的頻率比b光的頻率高 B．a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，發(fā)生全反射時的臨界角Ca小于Cb【分析】兩束光折射后相交于圖中的P點，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錯誤；D、玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率，根據臨界角公式sinC＝分析可知，若a光、b光從玻璃磚中射入真空時，發(fā)生全反射時的臨界角Ca大于Cb，故D錯誤。故選：B。【點評】本題考查對不同色光特性的理解能力和掌握程度，關鍵要能根據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系。4．（20