第1頁（共1頁）2025年高考備考高中物理個性化分層教輔尖子生篇《光學》一．選擇題（共10小題）1．（2024?江西開學）如圖所示，在直角棱鏡ABC中，∠BAC為30°，一塊平面鏡緊貼AC面放置，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當調(diào)整SO的方向，恰好使從AB面射出的光線與SO重合，此時入射光線SO與棱鏡的AB面的夾角恰好也為30°。棱鏡對該光線的折射率為（）A．2 B．3 C．233 2．（2024春?遼寧期末）有時我們能觀察到日暈現(xiàn)象，如圖甲所示，日暈是當太陽光線在卷層云中的冰晶折射時而產(chǎn)生的。圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶時的光路圖，a、b為其折射出的兩種單色光。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 B．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 C．分別用a、b兩種光在相同條件做雙縫干涉實驗，a光得到的干涉條紋間距較窄 D．b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象3．（2024?貴州）一種測量液體折射率的V形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其光路如圖所示。設棱鏡和液體的折射率分別為n0、n，光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為v0、v，則（）A．n＜n0，v＞v0 B．n＜n0，v＜v0 C．n＞n0，v＞v0 D．n＞n0，v＜v04．（2024春?普陀區(qū)校級期末）下列說法正確的是（）A．激光是自然界某種物質(zhì)直接反光產(chǎn)生的 B．照相機鏡頭的增透膜應用了光的衍射原理 C．在雙縫干涉實驗中，若用白光作光源照射雙縫，當把雙縫中的一條縫用不透光的板遮住時，屏上將出現(xiàn)寬度不同、中間是白色條紋的彩色條紋 D．觀看立體電影需要用到特殊的眼鏡是利用了光的偏振現(xiàn)象，說明光是一種縱波5．（2024?郫都區(qū)校級模擬）如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡橫截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點，已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為邊AB、BC的中點，則下列說法正確的是（）A．光從空氣進入棱鏡，波長變長 B．光從空氣進入棱鏡，光速不變 C．該棱鏡的折射率為3 D．光在F點會發(fā)生全反射6．（2024春?龍鳳區(qū)校級期末）下列關于光學現(xiàn)象的說法中正確的是（）A．用光導纖維束傳送圖像信息，這是光的衍射的應用 B．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結果 C．在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝水下和玻璃后的景物，可使影像更清晰 D．通過平行于日光燈的狹縫觀察正常發(fā)光的日光燈時能看到彩色條紋，這是由于光的折射而產(chǎn)生的色散現(xiàn)象7．（2024?天心區(qū)校級模擬）一個光學圓柱體的橫截面如圖所示，中心部分是空的正方形，外邊界是半徑為R的圓，圓心O也是正方形的中心，C是正方形其中一個邊上的中點，B是≥圓周上的一點，已知OC＝BC，∠BCO＝120°，光速為c，一束單色光AB從B點射入介質(zhì)，入射角為60°，折射光線為BC，下列說法正確的是（）A．光在B點的折射角為45° B．正方形的邊長為23C．介質(zhì)對此單色光的折射率為2 D．光從B到C的傳播時間為38．（2024?梅州二模）如圖，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學實驗，在失重環(huán)境下，往水球中央注入空氣，形成了一個明亮的氣泡。若入射光在氣泡表面的p點恰好發(fā)生全反射，反射角為θ，光在真空中傳播速度為c，則（）A．水的折射率n＝sinθ B．光在水球中的傳播速度v=cC．光從空氣進入水球，波長變短 D．光從空氣進入水球，頻率變大9．（2024春?濟南期末）臨床上常利用三棱鏡矯正斜視。如圖所示為兩眼均向右斜視患者的病因示意圖，由于眼球向右傾斜，光線會聚焦在視網(wǎng)膜一側的P點導致成像模糊。為使光線正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是（）A． B． C． D．10．（2024春?朝陽區(qū)校級期末）物理知識在生活中有廣泛的應用，下列說法正確的是（）A．如圖甲所示，陽光下觀察豎直放置的肥皂膜，看到彩色條紋是光的衍射產(chǎn)生的 B．如圖乙所示，光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的干涉現(xiàn)象來傳遞信息的 C．如圖丙所示，在多霧或多雨的城市中，采用紅燈圖作為各種交通警示，原因是紅光容易產(chǎn)生干涉 D．如圖丁所示，立體電影利用了光的偏振現(xiàn)象二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024?迎澤區(qū)校級開學）一位潛水愛好者在水下利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號時，發(fā)現(xiàn)激光束只有在如圖所示的錐形范圍內(nèi)才能射出水面，已知圓錐的底面直徑為6m、母線長4m，下列說法正確的是（）A．水的折射率為1.5 B．潛水者不能看見岸上的救援人員 C．救援人員看見潛水者的位置比潛水者的實際位置高 D．潛水者在錐形范圍內(nèi)看見岸上的救援人員的位置比救援人員的實際位置高（多選）12．（2024春?唐山期末）光導纖維（簡稱光纖）由內(nèi)芯和外套兩層組成。如圖所示，某光纖內(nèi)芯半徑為a，折射率為n，外套折射率小于n，真空中的光速為c，傳播的信號從光纖軸線上的O點射向光纖。若一段該光纖長為L，則光在該光纖中傳播的最短時間為t（未知）；若光信號在光纖內(nèi)芯中傳播時相對外套的臨界角為C，為保證射入光纖內(nèi)芯的光信號在傳播過程中發(fā)生全反射，O點到光纖左端面距離的最小值為x（未知）。則（）A．t=LB．t=nLC．x=aD．x=（多選）13．（2024春?沙坪壩區(qū)校級期末）光導纖維已經(jīng)廣泛運用于各行業(yè)信息采集和傳輸過程。如圖所示為光導纖維傳輸?shù)氖疽鈭D，已知單色光從空氣中射向長為L的玻璃介質(zhì)O點。其中α、β分別為入射光線、折射光線與法線的夾角，若該單色光在介質(zhì)中的折射率為n=72，不考慮介質(zhì)對光的吸收，為保證進入介質(zhì)的入射光全部從介質(zhì)的另一端射出，則A．30° B．45° C．60° D．75°（多選）14．（2024春?朝陽區(qū)校級期末）關于以下四幅圖的說法正確的是（）A．圖甲是一束單色光進入水珠后傳播的示意圖，其中a光束在水珠中傳播的速度一定小于b光束在水珠中傳播的速度 B．圖乙是一束單色光進入足夠長的平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i從0°增大到90°（不包括90°）過程中，始終有光線從bb′面射出 C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間距離L，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx將減小 D．圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏。當M固定不動緩慢轉動N時，光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波（多選）15．（2024春?濟南期末）研究表明，光學介質(zhì)的折射率不僅與介質(zhì)材料有關，還與溫度有關。某實驗小組通過實驗探究了乙醇對某種單色光的折射率n隨溫度t的變化關系圖像如圖所示。該單色光在不同溫度下的乙醇中傳播時，下列說法正確的是（）A．溫度高時的速度較大 B．溫度高時的頻率較大 C．溫度高時的波長較大 D．溫度高時光從乙醇進入空氣發(fā)生全反射的臨界角較大三．填空題（共5小題）16．（2024春?福州期末）“卓越超越最福清”2024年元宵燈會在福清利橋古街順利亮燈，如圖所示。本次燈會除了傳統(tǒng)風格的花燈外，燈組聚焦海絲文化、自然景觀和優(yōu)秀民俗文化等福清特色，讓市民游客感受濃濃年味。已知湖水對紅光的全反射角為45°，則水對紅光的折射率為；若真空中光速為c，則紅光在水中傳播的速度v＝（結果用含“c”的式子表示）。17．（2024春?嘉定區(qū)校級期末）偏振光通過糖溶液后，迎著光看，偏振方向以傳播方向為軸，旋轉角θ稱“旋光角”，θ與糖溶液濃度有關，θ測量值與標準值比較能確定含糖量，如圖自然光源S，偏振片A、B，轉動B使O處光最強，然后將被測樣品P置于A、B間，則O處光強（選填“減弱”、“增強”、“不變”、“可能增強也可能減弱”）。若保持A不動，將B朝某一方向轉過角度θ后發(fā)現(xiàn)O處光強最大；若保持B不動，將A朝（選填“相同方向”、“相反方向”、“任意方向”）轉過角度θ后O處光強也一定最大。18．（2024?德陽模擬）德陽燈會歷來就有“川西燈會看德陽”之盛譽。時隔8年，第十五屆德陽燈會將于2024年2月2日至3月9日在德陽玄珠湖公園舉行，屆時240米吉尼斯龍燈旋連“三星堆寶藏”等1000余組彩燈共鑲“華燈盛宴”。如圖所示，深度足夠的、灌滿透明湖水的圓柱形玄珠湖直徑為12m，在湖面中央O點正下方合適的位置處安裝綠色點光源（圖中未畫出），使得岸上的游客能看到整個湖面恰好都被照亮，已知湖水對綠光的折射率為43。假如你就是“華燈盛宴”的設計師，請你幫安裝師傅設計出綠色光源的深度h＝；若在O點正下方再安裝一個紅色點光源，仍然要求恰好照亮整個湖面，則安裝的深度應（選填“更深些”或“更淺些”）；光從各自的波源出發(fā)，紅光到達湖面O點處所用時間19．（2024春?浦東新區(qū)校級期末）現(xiàn)要測量一玻璃圓盤的折射率，但是由于手邊沒有角度測量工具，一同學想到用表盤輔助測量。使一束單色光從11點處水平射入，發(fā)現(xiàn)從7點處水平射出，玻璃折射率n＝。20．（2024?福建）一束光以入射角i（i＞0）射入透鏡，遇反射膜反射，垂直射到反射膜則原路返回成為激光。已知透鏡對藍光折射率大于綠光，則透鏡中藍光折射角（大于，等于，小于）綠光，若此時激光為藍光，要變?yōu)榫G光，則（順時針，逆時針）改變?nèi)肷浣?。四．解答題（共5小題）21．（2024春?遼寧期末）如圖甲所示，玻璃半球半徑為R，O為球心，AB為直徑，現(xiàn)有均勻分布的單色光垂直入射到半球的底面。已知玻璃對單色光的折射率為2。如圖乙所示，球冠（不含圓底面）的表面積為S＝2πRh。其中h為球冠高度，只考慮首次射到球面的光。則：（1）所有從半球底面射入的光發(fā)生全反射的占總數(shù)的幾分之幾？（2）整個半球面透光的面積為多少？（3）從半球球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播的最短時間為多少秒？22．（2024?甲卷）一玻璃柱的折射率n=323．（2024?涼山州模擬）如圖所示，某透明材料的橫截面是半徑為R的半圓，AB為直徑，O為圓心。P為圓周上的一點，P到AB的距離為32（?。┩该鞑牧系恼凵渎?；（ⅱ）光通過透明材料的時間。24．（2024?光明區(qū)校級模擬）如圖所示，半徑為R的玻璃球，削去球冠形成臺面，球臺平面對應的球心角為120°，與球臺平面等面積的單色光柱垂直臺面射向球體，與玻璃球臺邊緣距離為34（1）玻璃球臺對該單色光的折射率；（2）光在玻璃球臺內(nèi)傳播的最長時間。（只考慮全反射）25．（2024?桃城區(qū)校級模擬）如圖，直角三角形玻璃磚平放在紙面上，其中AB＝a，∠ACB＝30°，BC側面涂有反光材料，屏CD與BC垂直，屏足夠大，一束寬也為a的平行光沿平行于紙面垂直射向AB側面，光恰好在AC側面發(fā)生全反射，已知光速為c，求：（1）玻璃磚的折射率；（2）光自AB側面射入玻璃磚至達到屏上的最長時間。

2025年高考備考高中物理個性化分層教輔尖子生篇《光學》參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?江西開學）如圖所示，在直角棱鏡ABC中，∠BAC為30°，一塊平面鏡緊貼AC面放置，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當調(diào)整SO的方向，恰好使從AB面射出的光線與SO重合，此時入射光線SO與棱鏡的AB面的夾角恰好也為30°。棱鏡對該光線的折射率為（）A．2 B．3 C．233 【考點】光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力．【答案】B【分析】根據(jù)幾何關系得出入射角和折射角，通過折射定律求出棱鏡的折射率。【解答】解：從AB面射出的光線與SO重合，說明光線經(jīng)平面鏡反射后沿原路返回，折射光線恰與BC平行，可得棱鏡對該光線的折射率n=sin(90°?30°)故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題主要考查了光的折射定律，熟悉光的傳播特點，結合幾何關系和折射定律即可完成分析。2．（2024春?遼寧期末）有時我們能觀察到日暈現(xiàn)象，如圖甲所示，日暈是當太陽光線在卷層云中的冰晶折射時而產(chǎn)生的。圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶時的光路圖，a、b為其折射出的兩種單色光。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 B．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 C．分別用a、b兩種光在相同條件做雙縫干涉實驗，a光得到的干涉條紋間距較窄 D．b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【考點】光發(fā)生明顯衍射的條件．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力．【答案】B【分析】由圖看出，太陽光射入六角形冰晶時，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得出折射率關系，就知道頻率、波長關系；再由波長越長的干涉條紋間距較寬；依據(jù)偏折程度，從而判定頻率的高低，進而確定能量大?。唤Y合躍遷能量即為兩能級之差，即可求解。再由波長越長的干涉條紋間距較寬；根據(jù)衍射的特點分析D?！窘獯稹拷猓篈、由圖看出，太陽光射入六角形冰晶時，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，則a光頻率小于b光的頻率，故A錯誤；B、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B正確；C、a光頻率小于b光的頻率，則a光的波長大于b光的波長，根據(jù)Δx=LdD、波長越大越容易發(fā)生衍射，故a光比b光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D錯誤；故選：B?！军c評】本題可以用紅光與紫光類比a光和b光，對于七種單色光的折射率、波長、頻率等等之間的關系，是考試的熱點，要牢固掌握。3．（2024?貴州）一種測量液體折射率的V形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其光路如圖所示。設棱鏡和液體的折射率分別為n0、n，光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為v0、v，則（）A．n＜n0，v＞v0 B．n＜n0，v＜v0 C．n＞n0，v＞v0 D．n＞n0，v＜v0【考點】光的折射定律．【專題】信息給予題；定量思想；推理法；光的折射專題；理解能力．【答案】A【分析】根據(jù)折射定律求棱鏡相對于空氣的折射率；根據(jù)折射定律求解棱鏡相當于某種液體的折射率，再比較棱鏡與某種液體折射率的大??；根據(jù)折射率公式分別求解光在棱鏡和在某種液體中傳播速度的大小。【解答】解：光從棱鏡進入空氣的入射角為i，折射角為r；根據(jù)折射定律n由于r＞i，因此n0＞1某種液體入射角為i′，折射角為r′，棱鏡對某種液體的折射率為n1；根據(jù)折射定律n由于r′＞i′，因此n1＞1，光相當于棱鏡的折射率大于光相對于某種液體的折射率，即n0＞n；根據(jù)折射率公式，光在棱鏡中的傳播速度v光在某種介質(zhì)中的傳播速度v=聯(lián)立可知v0＜v綜上分析，故A正確，BCD錯誤。故選：A。【點評】本題主要考查了折射定律和折射率公式的運用；明確相對折射率的含義是解題的關鍵。4．（2024春?普陀區(qū)校級期末）下列說法正確的是（）A．激光是自然界某種物質(zhì)直接反光產(chǎn)生的 B．照相機鏡頭的增透膜應用了光的衍射原理 C．在雙縫干涉實驗中，若用白光作光源照射雙縫，當把雙縫中的一條縫用不透光的板遮住時，屏上將出現(xiàn)寬度不同、中間是白色條紋的彩色條紋 D．觀看立體電影需要用到特殊的眼鏡是利用了光的偏振現(xiàn)象，說明光是一種縱波【考點】發(fā)生雙縫干涉的條件；光的衍射現(xiàn)象；激光的特點及其應用．【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；理解能力．【答案】C【分析】根據(jù)光的干涉、衍射、偏振等知識分析?！窘獯稹拷猓篈、激光不是天然存在的光，是通過受激輻射產(chǎn)生的光，故A錯誤；B、照相機鏡頭的增透膜應用了光的干涉原理，故B錯誤；C、白光是多種色光的復合光，由于各種色光波長不同，形成的衍射條紋寬度不同，故屏上將出現(xiàn)寬度不同、中間是白色條紋的彩色衍射條紋，故C正確；D、觀看立體電影需要用到特殊的眼鏡是利用了光的偏振現(xiàn)象，說明光是一種橫波，故D錯誤。故選：C?！军c評】考查光的干涉、衍射、偏振等，要掌握這些基礎知識。5．（2024?郫都區(qū)校級模擬）如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡橫截面ABC的單色光從空氣射向E點，并偏折到F點，已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為邊AB、BC的中點，則下列說法正確的是（）A．光從空氣進入棱鏡，波長變長 B．光從空氣進入棱鏡，光速不變 C．該棱鏡的折射率為3 D．光在F點會發(fā)生全反射【考點】光的折射與全反射的綜合問題．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理能力．【答案】C【分析】由幾何知識分別得到入射角和折射角，求出折射率。根據(jù)光路可逆性原理，知光在F點不可能發(fā)生全反射。光從空氣進入棱鏡，頻率不變，波速變小，波長變小?！窘獯稹拷猓篈B．光從空氣進入棱鏡，光速減小，波長減小，故AB錯誤；C．由幾何關系可得入射光線在AB面上入射角為i＝60°折射角為r＝30°則棱鏡的折射率為n=sini故C正確；D．光線在F點的入射角等于AB面上的折射角，根據(jù)光路可逆性原理知，光在F點不可能發(fā)生全反射，故D錯誤。故選：C?！军c評】解決該題的關鍵是根據(jù)光路圖找到折射現(xiàn)象中的入射角和折射角，熟記折射定律，知道光速、波長和頻率的影響因素。6．（2024春?龍鳳區(qū)校級期末）下列關于光學現(xiàn)象的說法中正確的是（）A．用光導纖維束傳送圖像信息，這是光的衍射的應用 B．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結果 C．在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝水下和玻璃后的景物，可使影像更清晰 D．通過平行于日光燈的狹縫觀察正常發(fā)光的日光燈時能看到彩色條紋，這是由于光的折射而產(chǎn)生的色散現(xiàn)象【考點】光的色散現(xiàn)象；光的干涉現(xiàn)象；光的衍射現(xiàn)象；偏振現(xiàn)象的應用．【專題】定性思想；推理法；光線傳播的規(guī)律綜合專題；理解能力．【答案】C【分析】本題考查了光的衍射、干涉、色散、偏振等現(xiàn)象的應用，根據(jù)選項描述分析求解?！窘獯稹拷猓篈、光導纖維束傳送圖像信息，利用的是光的全反射現(xiàn)象，故A錯誤；B、太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的折射，故B錯誤；C、在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片，當偏振片的方向與偏振光的方向平行時，允許偏振光通過，當它們相互垂直時，偏振光不能通過，拍攝水下和玻璃后的景物，為了使影像更清晰，要過濾掉水面和玻璃面的反射光，所以要使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直，在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片，利用的是光的偏振原理，故C正確；D、通過平行于日光燈的狹縫觀察正常發(fā)光的日光燈時能看到彩色條紋，這是光繞過障礙物的現(xiàn)象，是光的衍射，故D錯誤。故選：C?！军c評】考查光的干涉與衍射現(xiàn)象的區(qū)別，掌握光的全反射條件，理解偏振片的作用，了解各物理現(xiàn)象發(fā)生的原理。7．（2024?天心區(qū)校級模擬）一個光學圓柱體的橫截面如圖所示，中心部分是空的正方形，外邊界是半徑為R的圓，圓心O也是正方形的中心，C是正方形其中一個邊上的中點，B是≥圓周上的一點，已知OC＝BC，∠BCO＝120°，光速為c，一束單色光AB從B點射入介質(zhì)，入射角為60°，折射光線為BC，下列說法正確的是（）A．光在B點的折射角為45° B．正方形的邊長為23C．介質(zhì)對此單色光的折射率為2 D．光從B到C的傳播時間為3【考點】折射率的波長表達式和速度表達式．【專題】信息給予題；定量思想；推理法；光的折射專題；理解能力．【答案】B【分析】AC．由于OC＝CB，△BCO為等腰三角形，根據(jù)幾何關系求折射角；根據(jù)折射定律求折射率；B.根據(jù)數(shù)學知識求正方向的邊長；D.根據(jù)折射率公式求光在介質(zhì)中的傳播速度，再求傳播時間?！窘獯稹拷猓篈C．由于OC＝CB，△BCO為等腰三角形，根據(jù)幾何關系，光在B點的折射角為30°；根據(jù)折射定律，介質(zhì)對此單色光的折射率n=sin60°B．設正方形的邊長為a，根據(jù)數(shù)學知識a解得a=2D．根據(jù)折射率公式，光在介質(zhì)中的傳播速度為v=光從B到C的傳播時間為t=代入數(shù)據(jù)解得t=R故選：B。【點評】本題主要考查了光的折射，理解折射定律和折射率公式是解題的關鍵。8．（2024?梅州二模）如圖，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學實驗，在失重環(huán)境下，往水球中央注入空氣，形成了一個明亮的氣泡。若入射光在氣泡表面的p點恰好發(fā)生全反射，反射角為θ，光在真空中傳播速度為c，則（）A．水的折射率n＝sinθ B．光在水球中的傳播速度v=cC．光從空氣進入水球，波長變短 D．光從空氣進入水球，頻率變大【考點】光的折射與全反射的綜合問題；折射率的波長表達式和速度表達式；光的全反射現(xiàn)象．【專題】比較思想；幾何法；全反射和臨界角專題；分析綜合能力．【答案】C【分析】入射光在氣泡表面的p點恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，確定臨界角C，再由n=1sinC求水的折射率。根據(jù)n=c【解答】解：A、入射光在氣泡表面的p點恰好發(fā)生全反射，反射角為θ，根據(jù)反射定律可知入射角為θ，則臨界角為θ，水的折射率為n=1B、根據(jù)n=cv得光在水球中的傳播速度為v＝csinCD、光從空氣進入水球，波速變小，頻率不變，根據(jù)v＝λf可知波長變短，故C正確，D錯誤。故選：C?！军c評】本題考查光的折射，解題關鍵要掌握全反射的發(fā)生條件及臨界角的計算公式sinC=19．（2024春?濟南期末）臨床上常利用三棱鏡矯正斜視。如圖所示為兩眼均向右斜視患者的病因示意圖，由于眼球向右傾斜，光線會聚焦在視網(wǎng)膜一側的P點導致成像模糊。為使光線正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是（）A． B． C． D．【考點】光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；分析綜合能力．【答案】C【分析】根據(jù)光線通過三棱鏡后向底邊偏折的特點，作出選擇?！窘獯稹拷猓簽槭构饩€正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，射向兩眼的光線都需要向左偏折；根據(jù)光線通過三棱鏡后向底邊偏折的特點，可知虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是左邊是三棱鏡的底邊，故C正確，ABD錯誤。故選：C?！军c評】本題考查了光的折射問題，根據(jù)光在三棱鏡中的折射特點，判斷三棱鏡的擺放位置。10．（2024春?朝陽區(qū)校級期末）物理知識在生活中有廣泛的應用，下列說法正確的是（）A．如圖甲所示，陽光下觀察豎直放置的肥皂膜，看到彩色條紋是光的衍射產(chǎn)生的 B．如圖乙所示，光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的干涉現(xiàn)象來傳遞信息的 C．如圖丙所示，在多霧或多雨的城市中，采用紅燈圖作為各種交通警示，原因是紅光容易產(chǎn)生干涉 D．如圖丁所示，立體電影利用了光的偏振現(xiàn)象【考點】偏振現(xiàn)象的應用；紅外線的特點和應用；光導纖維及其應用；薄膜干涉現(xiàn)象．【專題】定性思想；歸納法；光的干涉專題；光的衍射、偏振和電磁本性專題；理解能力．【答案】D【分析】根據(jù)薄膜干涉、全反射現(xiàn)象、光的衍射和光的偏振分析?！窘獯稹拷猓篈、如圖甲所示，陽光下觀察豎直放置的肥皂膜，看到彩色條紋是光的干涉產(chǎn)生的，故A錯誤；B、圖乙所示，光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射現(xiàn)象來傳遞信息的，故B錯誤；C、圖丙所示，在多霧或多雨的城市中，采用紅燈圖作為各種交通警示，原因是紅光容易產(chǎn)生衍射，故C錯誤；D、圖丁所示，立體電影利用了光的偏振現(xiàn)象，故D正確。故選：D?！军c評】知道生活中常見的干涉、衍射、偏振和全反射現(xiàn)象是解題的基礎。二．多選題（共5小題）（多選）11．（2024?迎澤區(qū)校級開學）一位潛水愛好者在水下利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號時，發(fā)現(xiàn)激光束只有在如圖所示的錐形范圍內(nèi)才能射出水面，已知圓錐的底面直徑為6m、母線長4m，下列說法正確的是（）A．水的折射率為1.5 B．潛水者不能看見岸上的救援人員 C．救援人員看見潛水者的位置比潛水者的實際位置高 D．潛水者在錐形范圍內(nèi)看見岸上的救援人員的位置比救援人員的實際位置高【考點】光的折射與全反射的綜合問題；光的折射定律．【專題】比較思想；幾何法；光的折射專題；理解能力．【答案】CD【分析】根據(jù)題意得出全反射的臨界角C，結合全反射的臨界角公式sinC=1【解答】解：A、如圖可知，激光恰好在圓錐面發(fā)生全反射。根據(jù)臨界角公式有sinC=1由幾何關系得sinC=3解得水的折射率為n=4B、如圖所示若激光照到水面時的入射角α小于全反射臨界角，則激光能照到岸上的救援人員，光路是可逆的，所以潛水者能看見岸上的救援人員，故B錯誤；CD、如上圖虛線可知，救援人員看見潛水者的位置比潛水者的實際位置高，相反，潛水者在錐形范圍內(nèi)看見岸上的救援人員的位置比救援人員的實際位置高，故CD正確。故選：CD。【點評】本題主要考查了折射定律的相關應用，理解全反射角的計算公式，結合折射定律和幾何關系即可完成分析。（多選）12．（2024春?唐山期末）光導纖維（簡稱光纖）由內(nèi)芯和外套兩層組成。如圖所示，某光纖內(nèi)芯半徑為a，折射率為n，外套折射率小于n，真空中的光速為c，傳播的信號從光纖軸線上的O點射向光纖。若一段該光纖長為L，則光在該光纖中傳播的最短時間為t（未知）；若光信號在光纖內(nèi)芯中傳播時相對外套的臨界角為C，為保證射入光纖內(nèi)芯的光信號在傳播過程中發(fā)生全反射，O點到光纖左端面距離的最小值為x（未知）。則（）A．t=LB．t=nLC．x=aD．x=【考點】光導纖維及其應用．【專題】定量思想；方程法；光線傳播的規(guī)律綜合專題；推理能力．【答案】BC【分析】（1）光信號在該光纖傳播路徑最短為L，根據(jù)位移計算公式求解；（2）畫出光信號的傳播途徑，當光恰好發(fā)生全反射時，根據(jù)幾何關系結合光的折射定律，全反射的條件進行解答?！窘獯稹拷猓海?）光在介質(zhì)中的傳播速度v=cn，光信號在該光纖傳播路徑最短為L，則傳播時間最短為（2）光信號在傳播過程中恰好發(fā)生全反射時如圖所示設光線從P點進入，入射角為α，折射角為β，光線進入光纖后照射在Q點，入射角為γ，光線在Q點恰好發(fā)生全反射，則有γ＝C，則有β＝90°﹣C，根據(jù)折射定律有n=sinαsinβ，解得sinα＝nsinβ＝ncosC，為保證射入光纖內(nèi)芯的光信號在傳播過程中發(fā)生全反射，光線最遠到達P點，即半徑a，對應O點到光纖左端面距離的最小值為x，根據(jù)幾何關系得sinα=a故選：BC?！军c評】考查光在介質(zhì)中的傳播速度、折射定律及全反射的條件，要熟悉公式的運用。（多選）13．（2024春?沙坪壩區(qū)校級期末）光導纖維已經(jīng)廣泛運用于各行業(yè)信息采集和傳輸過程。如圖所示為光導纖維傳輸?shù)氖疽鈭D，已知單色光從空氣中射向長為L的玻璃介質(zhì)O點。其中α、β分別為入射光線、折射光線與法線的夾角，若該單色光在介質(zhì)中的折射率為n=72，不考慮介質(zhì)對光的吸收，為保證進入介質(zhì)的入射光全部從介質(zhì)的另一端射出，則A．30° B．45° C．60° D．75°【考點】光導纖維及其應用；光的折射與全反射的綜合問題．【專題】定量思想；推理法；全反射和臨界角專題；推理能力．【答案】ABC【分析】根據(jù)臨界角公式結合幾何關系計算即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)題意可得該單色光的臨界角為C，則n=1sinC，根據(jù)圖中幾何關系有β+C＝90°，根據(jù)折射率定義有n=sinαsinβ，聯(lián)立方程，代入數(shù)據(jù)解得故選：ABC?！军c評】掌握臨界角公式以及圖中的幾何關系是解題的基礎。（多選）14．（2024春?朝陽區(qū)校級期末）關于以下四幅圖的說法正確的是（）A．圖甲是一束單色光進入水珠后傳播的示意圖，其中a光束在水珠中傳播的速度一定小于b光束在水珠中傳播的速度 B．圖乙是一束單色光進入足夠長的平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i從0°增大到90°（不包括90°）過程中，始終有光線從bb′面射出 C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間距離L，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx將減小 D．圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏。當M固定不動緩慢轉動N時，光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波【考點】光的偏振現(xiàn)象及原理；光的折射定律；光的雙縫干涉圖樣．【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；推理能力．【答案】BCD【分析】根據(jù)折射定律分析折射率關系，再根據(jù)折射率和光的傳播速度之間的關系分析光在水珠中傳播速度大??；入射角i逐漸增大折射角逐漸增大，由于折射角小于入射角，不論入射角如何增大，玻璃磚中的光線不會消失，故肯定有光線從bb'面射出；根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式分析判斷；光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波?！窘獯稹拷猓篈．一束單色光進入水珠后傳播，兩束光的入射角相同，b光束的偏折程度較大，根據(jù)折射定律可知，b光束的折射率較大，根據(jù)v=c故a光束在水珠中傳播的速度大于b光束在水珠中傳播的速度，故A錯誤；B．圖乙中，當入射角i逐漸增大折射角逐漸增大，折射角小于入射角，不論入射角如何增大，由于光線在bb′邊的入射角等于在aa′的折射角，根據(jù)光路可逆性原理知，光線不會在bb′發(fā)生全反射，故光線一定會從bb'邊射出，故B正確；C．根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=L若只減小屏到擋板間距離L，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx將減小，故C正確；D．只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故D正確。故選：BCD。【點評】解決本題時要掌握折射率與光的偏折程度的關系，理解平行板玻璃磚的光學特性，知道光是一種橫波。（多選）15．（2024春?濟南期末）研究表明，光學介質(zhì)的折射率不僅與介質(zhì)材料有關，還與溫度有關。某實驗小組通過實驗探究了乙醇對某種單色光的折射率n隨溫度t的變化關系圖像如圖所示。該單色光在不同溫度下的乙醇中傳播時，下列說法正確的是（）A．溫度高時的速度較大 B．溫度高時的頻率較大 C．溫度高時的波長較大 D．溫度高時光從乙醇進入空氣發(fā)生全反射的臨界角較大【考點】全反射的條件、判斷和臨界角；折射率的波長表達式和速度表達式．【專題】定性思想；圖析法；全反射和臨界角專題；理解能力．【答案】ACD【分析】由圖可知，溫度升高，乙醇對該單色光的折射率n減小，根據(jù)光速與折射率的關系式可以得出速度的變化情況，根據(jù)折射率與波長的關系可以得出波長的變化情況，由全反射臨界角公式分析折射角的變化。【解答】解：A、溫度升高，折射率n減小，根據(jù)光速與折射率的關系式v=cB、光在介質(zhì)中傳播頻率不變，故B錯誤；C、波長越大折射率越小，溫度升高時折射率減小，故波長較大，故C正確；D、由全反射臨界角公式n=1故選：ACD。【點評】要熟練使用公式，了解其含義，結合選項進行分析。三．填空題（共5小題）16．（2024春?福州期末）“卓越超越最福清”2024年元宵燈會在福清利橋古街順利亮燈，如圖所示。本次燈會除了傳統(tǒng)風格的花燈外，燈組聚焦海絲文化、自然景觀和優(yōu)秀民俗文化等福清特色，讓市民游客感受濃濃年味。已知湖水對紅光的全反射角為45°，則水對紅光的折射率為2；若真空中光速為c，則紅光在水中傳播的速度v＝22c【考點】全反射的條件、判斷和臨界角；折射率的波長表達式和速度表達式．【專題】定性思想；方程法；全反射和臨界角專題；理解能力．【答案】（1）2；（2）22【分析】已知全反射角，根據(jù)光的全反射臨界角公式可得出折射率，根據(jù)光速與折射率的關系式計算出速度?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)光的全反射臨界角公式n=1sinC，代入數(shù)據(jù)得出（2）根據(jù)光速與折射率的關系式v=cn可知，故答案為：（1）、2；（2）、22【點評】考查對光的折射反射和光速與折射率的關系的理解。17．（2024春?嘉定區(qū)校級期末）偏振光通過糖溶液后，迎著光看，偏振方向以傳播方向為軸，旋轉角θ稱“旋光角”，θ與糖溶液濃度有關，θ測量值與標準值比較能確定含糖量，如圖自然光源S，偏振片A、B，轉動B使O處光最強，然后將被測樣品P置于A、B間，則O處光強減弱（選填“減弱”、“增強”、“不變”、“可能增強也可能減弱”）。若保持A不動，將B朝某一方向轉過角度θ后發(fā)現(xiàn)O處光強最大；若保持B不動，將A朝相同方向（選填“相同方向”、“相反方向”、“任意方向”）轉過角度θ后O處光強也一定最大。【考點】光的偏振現(xiàn)象及原理．【專題】定性思想；歸納法；光的衍射、偏振和電磁本性專題；理解能力．【答案】減弱，相同方向?！痉治觥糠胖脴悠泛螅捎跇悠窌菇?jīng)過A的偏振光產(chǎn)生旋轉角，所以此時穿過樣品的偏振光振動方向與B的透振方向不再平行，據(jù)此分析。【解答】解：不放樣品時，轉動B使O處光最強，此時A、B的透振方向相同，放置樣品后，由于樣品會使經(jīng)過A的偏振光產(chǎn)生旋轉角，所以此時穿過樣品的偏振光振動方向與B的透振方向不再平行，O處光強將明顯減弱；根據(jù)前面分析可知，放入樣品后，穿過樣品的偏振光振動方向與B的透振方向存在夾角θ，若B轉一角度使O處光強最大，則B轉過角度θ，同理可知若A轉一角度使O處光強最大，則A朝相同方向轉過角度θ后O處光強也一定最大。故答案為：減弱，相同方向?！军c評】知道兩個偏振片方向相互平行時透射光的光強最強是解題的關鍵。18．（2024?德陽模擬）德陽燈會歷來就有“川西燈會看德陽”之盛譽。時隔8年，第十五屆德陽燈會將于2024年2月2日至3月9日在德陽玄珠湖公園舉行，屆時240米吉尼斯龍燈旋連“三星堆寶藏”等1000余組彩燈共鑲“華燈盛宴”。如圖所示，深度足夠的、灌滿透明湖水的圓柱形玄珠湖直徑為12m，在湖面中央O點正下方合適的位置處安裝綠色點光源（圖中未畫出），使得岸上的游客能看到整個湖面恰好都被照亮，已知湖水對綠光的折射率為43。假如你就是“華燈盛宴”的設計師，請你幫安裝師傅設計出綠色光源的深度h＝27m；若在O點正下方再安裝一個紅色點光源，仍然要求恰好照亮整個湖面，則安裝的深度應更淺些【考點】光的全反射現(xiàn)象；光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；全反射和臨界角專題；推理能力．【答案】27【分析】畫出光路圖，根據(jù)幾何關系計算深度；根據(jù)臨界角計算；因為紅光的折射率小，則紅光在水中的傳播速度大，根據(jù)路程和速度的關系計算時間。【解答】解：由全反射知識可知，當光發(fā)生全反射時，設臨界角為α，如圖則有sinα=1tanα=R解得h=27若換成發(fā)出紅光的點光源，頻率更小，折射率n更小，仍然要求恰好照亮整個湖面，則安裝的深度應更淺些光在水中的速度為v=c故答案為：27【點評】做出光路圖是解題的關鍵，掌握臨界角公式和v=c19．（2024春?浦東新區(qū)校級期末）現(xiàn)要測量一玻璃圓盤的折射率，但是由于手邊沒有角度測量工具，一同學想到用表盤輔助測量。使一束單色光從11點處水平射入，發(fā)現(xiàn)從7點處水平射出，玻璃折射率n＝3。【考點】光的折射定律．【專題】定量思想；幾何法；光的折射專題；實驗能力．【答案】3。【分析】根據(jù)題意畫出光路圖，結合幾何關系和光的折射定律求解玻璃的折射率n的大小。【解答】解：根據(jù)題意，由折射定律和反射定律畫出光路圖，如圖所示。由幾何關系可得，光線在11點處的入射角為i＝60°，折射角為r＝30°，則折射率為n=故答案為：3?！军c評】本題主要考查光的折射定律，要掌握光的傳播規(guī)律，結合幾何關系和折射定律即可完成分析。20．（2024?福建）一束光以入射角i（i＞0）射入透鏡，遇反射膜反射，垂直射到反射膜則原路返回成為激光。已知透鏡對藍光折射率大于綠光，則透鏡中藍光折射角小于（大于，等于，小于）綠光，若此時激光為藍光，要變?yōu)榫G光，則順時針（順時針，逆時針）改變?nèi)肷浣?。【考點】光的折射定律．【專題】比較思想；圖析法；光的折射專題；理解能力．【答案】小于，順時針?！痉治觥扛鶕?jù)光的折射規(guī)律列式，再根據(jù)兩光折射率大小比較得出結論；折射角相同，根據(jù)折射定律判斷入射角大小?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)n=sini其中入射角相同，由于透鏡對藍光折射率大于綠光，則透鏡中藍光折射角小于綠光；若折射角相同，則透鏡中藍光入射角大于綠光，則激光為藍光，要變?yōu)榫G光要減小入射角，即順時針改變?nèi)肷浣?。故答案為：小于，順時針。【點評】本題考查光的折射定律，題型較為簡單。四．解答題（共5小題）21．（2024春?遼寧期末）如圖甲所示，玻璃半球半徑為R，O為球心，AB為直徑，現(xiàn)有均勻分布的單色光垂直入射到半球的底面。已知玻璃對單色光的折射率為2。如圖乙所示，球冠（不含圓底面）的表面積為S＝2πRh。其中h為球冠高度，只考慮首次射到球面的光。則：（1）所有從半球底面射入的光發(fā)生全反射的占總數(shù)的幾分之幾？（2）整個半球面透光的面積為多少？（3）從半球球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播的最短時間為多少秒？【考點】光的折射與全反射的綜合問題．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；分析綜合能力．【答案】（1）所有從半球底面射入的光發(fā)生全反射的占總數(shù)的12（2）整個半球面透光的面積為(2?2（3）從半球球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播的最短時間Rc【分析】（1）作出光路圖，由幾何知識求出所有從半球底面射入的光發(fā)生全反射的占比；（2）由幾何知識求出整個半球面透光的面積；（3）根據(jù)折射率與光速的關系結合幾何知識，求從半球球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播的最短時間?！窘獯稹拷猓海?）設發(fā)生全反射的臨界角為C，作出光路圖，如圖所示則有1n解得r=2發(fā)生全反射的光入射位置的面積為S1，底面總面積為S2，則有S1=πR則S1（2）由幾何關系可知O點到球冠圓底面的距離為22?=R?2則由球冠面積公式，透光面積為S＝2πRh解得S=(2?2（3）射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播路徑最短為x=2根據(jù)折射率與光速的關系式有n=c光在玻璃內(nèi)的傳播的最短時間t=x解得t=R答：（1）所有從半球底面射入的光發(fā)生全反射的占總數(shù)的12（2）整個半球面透光的面積為(2?2（3）從半球球面射出的光中，在玻璃內(nèi)的傳播的最短時間Rc【點評】本題考查光學的全反射知識，要注意掌握折射定律，結合數(shù)學幾何知識求光線傳播的距離是解題的關鍵。22．（2024?甲卷）一玻璃柱的折射率n=3【考點】光的全反射現(xiàn)象；光的折射定律．【專題】計算題；信息給予題；定量思想；推理法；光的折射專題；全反射和臨界角專題；理解能力．【答案】此時h與R的比值為2+2【分析】根據(jù)題意作出光路圖，根據(jù)折射定律、臨界角公式和數(shù)學知識求解作答?！窘獯稹拷猓喝肷涔饩€與AB邊的距離為h時，光線進入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射；設入射角為α，折射角為β，折射光線在BC邊的入射角為θ，光路圖如圖所示：根據(jù)折射定律n=根據(jù)全反射的臨界角公式sinθ=在直角△ODB中，根據(jù)數(shù)學知識sinα=根據(jù)幾何關系α＝θ+β則sinβ＝sin（α﹣θ）＝sinαcosθ﹣cosαsinθ又因為sin2α+cos2α＝1代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得?R答：此時h與R的比值為2+2【點評】本題主要考查了光的折射和全反射，確定臨界光線是解題的關鍵；要掌握折射定律、臨界角公式和三角函數(shù)的相關知識。23．（2024?涼山州模擬）如圖所示，某透明材料的橫截面是半徑為R的半圓，AB為直徑，O為圓心。P為圓周上的一點，P到AB的距離為32（?。┩该鞑牧系恼凵渎?；（ⅱ）光通過透明材料的時間?！究键c】光的折射定律．【專題】計算題；學科綜合題；定量思想；方程法；光的折射專題；應用數(shù)學處理物理問題的能力．【答案】（i）透明材料的折射率為62（ⅱ）光通過透明材料的時間為3R【分析】（i）畫出光路圖，根據(jù)幾何關系結合求出出射光線的折射角，再根據(jù)折射定律求出折射率；（ii）根據(jù)幾何關系求出光通過透明材料經(jīng)過的路程，由v=c【解答】解：（i）光路圖如圖所示，各個角在圖中已標出根據(jù)幾何關系可知sini=可得i＝60o由幾何關系可得（i﹣r）+（i﹣r）＝30o得r＝45o折射率n=（ii）光通過透明材料的時間t=而v=聯(lián)立解得t=答：（i）透明材料的折射率為62（ⅱ）光通過透明材料的時間為3R【點評】本題是考查了折射定律的應用，關鍵作出光路圖，通過幾何關系求解相關角度和光程。24．（2024?光明區(qū)校級模擬）如圖所示，半徑為R的玻璃球，削去球冠形成臺面，球臺平面對應的球心角為120°，與球臺平面等面積的單色光柱垂直臺面射向球體，與玻璃球臺邊緣距離為34（1）玻璃球臺對該單色光的折射率；（2）光在玻璃球臺內(nèi)傳播的最長時間。（只考慮全反射）【考點】光的折射與全反射的綜合問題．【專題】計算題；信息給予題；定量思想；推理法；光的折射專題；理解能力．【答案】（1）玻璃球臺對該單色光的折射率為43（2）光在玻璃球臺內(nèi)傳播的最長時間163【分析】（1）根據(jù)數(shù)學知識求解入射角的正弦，根據(jù)臨界角公式求求折射率；（2）從玻璃球臺邊緣射入的光在玻璃球臺通過的路程最長，根據(jù)折射率公式求出光在玻璃中的傳播速度，作出光路圖，根據(jù)幾何知識求出光的路程，然后求出傳播時間?！窘獯稹拷猓汗饴穲D如圖1所示：根據(jù)數(shù)學知識∠BAO＝30°因此AB=Rcos30°=所以EB=AB?AE=在直角△OFD中，sinC=根據(jù)臨界角公式sinC=解得折射率n=（2）從玻璃球臺邊緣射入的光在玻璃球臺通過的路程最長，如圖2所示：根據(jù)數(shù)學知識，∠OAP＝∠AOP＝60°光在P點發(fā)生全反射，根據(jù)反射定律∠OPQ＝60°根據(jù)幾何知識，Q點在O點正下方，因此光在玻璃球臺中傳播的距離s＝4R根據(jù)折射率公式，光在玻璃球臺中的傳播速度v=傳播時間t=s答：（1）玻璃球臺對該單色光的折射率為43（2）光在玻璃球臺內(nèi)傳播的最長時間163【點評】本題主要考查了光的全反射和光的反射，結合光路圖，明確光在玻璃球臺通過的路程最長的臨界光線是解題的關鍵；掌握臨界角公式和折射率公式等基礎知識是解題的前提。25．（2024?桃城區(qū)校級模擬）如圖，直角三角形玻璃磚平放在紙面上，其中AB＝a，∠ACB＝30°，BC側面涂有反光材料，屏CD與BC垂直，屏足夠大，一束寬也為a的平行光沿平行于紙面垂直射向AB側面，光恰好在AC側面發(fā)生全反射，已知光速為c，求：（1）玻璃磚的折射率；（2）光自AB側面射入玻璃磚至達到屏上的最長時間?！究键c】與全反射有關的分析與計算；光的折射定律．【專題】定量思想；圖析法；全反射和臨界角專題；應用數(shù)學處理物理問題的能力．【答案】（1）玻璃磚的折射率為23（2）光自AB側面射入玻璃磚至達到屏上的最長時間為(2+3【分析】（1）畫出光路圖，得出光在AC側面的入射角為60°，根據(jù)n=1（2）由v=c【解答】解：（1）其光路圖如圖所示光在AC側面的入射角為60°，正好發(fā)生全反射，即全反射臨界角C＝60°，折射率n=解得n=2（2）光在玻璃磚中的速度v=c故v=3由幾何關系可知，沿AB側面不同位置入射的光在玻璃磚中通過的路程均相同，光在AC側面的出射點越接近A點，自AC出射至打到CD屏的路程越長，故緊靠A點入射的光時間最長，如圖根據(jù)幾何關系可知射出AC邊的光線都垂直于AC邊，故射向BC邊的光線也都是平行的，由于∠AGH＝30°根據(jù)光的反射定律可知∠HGM＝120°所以∠MGC＝∠EAC＝30°∠AEF＝60°光線在玻璃中傳播的路程x1由幾何知識可知光線在玻璃磚外傳播的路程x2解得x1=3則t=x解得t=2+答：（1）玻璃磚的折射率為23（2）光自AB側面射入玻璃磚至達到屏上的最長時間為(2+3【點評】對于幾何光學問題，首先要正確作出光路圖，其次要運用幾何知識分析入射角與折射角的關系，求解相關距離或角度，求解時間時一定要注意材料的中光速并非真空中光速。

考點卡片1．紅外線的特點和應用2．光的折射定律【知識點的認識】一、光的折射1．光的折射現(xiàn)象：光射到兩種介質(zhì)的分界面上時，一部分光進入到另一種介質(zhì)中去，光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射。2．光的折射定律：折射光線與入射光線、法線處于同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線兩側，入射角的正弦與折射角的正弦成正比。3．在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。4．折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比，叫做介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率。表示為n=sin實驗證明，介質(zhì)的折射率等于光在真空中與在該介質(zhì)中的傳播速度之比，即n=c大于1，．兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)。5．相對折射率光從介質(zhì)Ⅰ（折射率為n1、光在此介質(zhì)中速率為v1）斜射入介質(zhì)Ⅱ（折射率為n2、光在此介質(zhì)中的速率為v2）發(fā)生折射時，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率。用n21表示。n21=Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率又等于Ⅱ介質(zhì)的折射率n2跟Ⅰ介質(zhì)的折射率n1之比，即n21=n由以上兩式，可得到光的折射定律的一般表達式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2?！久}方向】題型一：光的折射定律的應用如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個側面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC＝β．從點光源S發(fā)出的細光束SO射到棱鏡的另一側面AC上，適當調(diào)整入射光SO的方向，當SO與AC成α角時，其折射光與鏡面發(fā)生一次反射，從AC面射出后恰好與SO重合，則此棱鏡的折射率為（）分析：由題意可知從AC面出射的光線與入射光線SO恰好重合，因此根據(jù)光路可逆可知SO的折射光線是垂直于BC的，然后根據(jù)折射定律即可求解折射率。解答：作出光路圖，依題意可知光垂直BC反射才能從AC面射出后恰好與SO重合，則光在AC面的入射角為90°﹣α，由幾何關系可知折射角為：r＝90°﹣β。根據(jù)折射定律：n=sin(90°?α)故選：A。點評：解決幾何光學問題的關鍵是根據(jù)題意正確畫出光路圖，然后根據(jù)幾何關系以及相關物理知識求解?！窘忸}方法點撥】光的折射問題，解題的關鍵在于正確畫出光路圖、找出幾何關系。解題的一般步驟如下：（1）根據(jù)題意正確畫出光路圖；（2）根據(jù)幾何知識正確找出角度關系；（3）依光的折射定律列式求解。3．折射率的波長表達式和速度表達式4．全反射的條件、判斷和臨界角【知識點的認識】1．光照射到兩種介質(zhì)界面上時，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象．2．發(fā)生全反射的條件：①光線從光密介質(zhì)斜射向光疏介質(zhì)．②入射角大于或等于臨界角．3．臨界角：折射角等于90°時的入射角．設光線從某種介質(zhì)射向真空或空氣時的臨界角為C，則sinC=1光線從折射率為n1的介質(zhì)斜射入折射率為n2的介質(zhì)，（n1＞n2）發(fā)生全反射時的臨界角為C′，sinC′=n4．光導纖維：主要應用：a．內(nèi)窺鏡；b．光纖通信．【命題方向】題型一：光的全反射及臨界角的應用如圖所示，用折射率n=2的玻璃做成內(nèi)徑為R、外徑為R′=（1）球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域；（2）要使球殼內(nèi)部沒有光線射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行？分析：（1）光線射到內(nèi)球面時，若入射角大于或等于臨界角時，會發(fā)生全反射，光線將不能射入球殼內(nèi)部．根據(jù)折射定律求出臨界角．作出光路圖，由幾何知識求出光線射到內(nèi)球面剛好發(fā)生全反射時，在外球面的折射角，由數(shù)學知識求出球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域．（2）根據(jù)光路圖，由幾何知識求出遮光板的大小，確定如何放置．解答：（1）設光線a′a射入外球面，沿ab方向射向內(nèi)球面，剛好發(fā)生全反射，則sinC=1∴C＝45°在△Oab中，Oa=2根據(jù)數(shù)學知識得sin(180°?C)2得到sinr=即r＝30°，則∠θ＝C﹣r＝45°﹣30°＝15°又∠O′Oa＝i，由sinisinr=∴i＝45°即∠O′Ob＝i+θ＝45°+15°＝60°當射向外球面的入射光線的入射角小于i＝45°時，這些光線都會射出內(nèi)球面．因此，以OO'為中心線，上、下（左、右）各60°的圓錐球殼內(nèi)有光線射出．（2）由圖中可知，?=R′sini=2所以，至少用一個半徑為R的遮光板，圓心過OO′軸并垂直該軸放置，才可以擋住射出球殼的全部光線，這時球殼內(nèi)部將