第68頁（共68頁）2021-2025年高考物理真題知識點(diǎn)分類匯編之光學(xué)（四）一．選擇題（共8小題）1．（2021?北京）如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（）A．這是光的干涉現(xiàn)象 B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長 C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率 D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度2．（2021?山東）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是（）A． B． C． D．3．（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(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)O和兩出射點(diǎn)P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處，空氣中的四條細(xì)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(nèi)的速度為真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度 D．光束c的強(qiáng)度小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度4．（2021?遼寧）一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示。比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的（）A．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小 B．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小 C．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大 D．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大5．（2021?湖北）如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴(kuò)束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點(diǎn)最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則（）A．λ1＜λ2，M是波長為λ1的光出射位置 B．λ1＜λ2，N是波長為λ1的光出射位置 C．λ1＞λ2，M是波長為λ1的光出射位置 D．λ1＞λ2，N是波長為λ1的光出射位置6．（2021?江蘇）某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于AC面射入，可以看到光束從圓弧面ABC出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為（）A．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.87．（2021?海南）如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率為2。一束單色光在紙面內(nèi)以α＝45°的入射角從空氣射向MQ邊的中點(diǎn)O，則該束單色光（）A．在MQ邊的折射角為60° B．在MN邊的入射角為45° C．不能從MN邊射出 D．不能從NP邊射出8．（2021?江蘇）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）A． B． C． D．二．多選題（共2小題）（多選）9．（2022?山東）某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射 B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大 C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大 D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋（多選）10．（2021?浙江）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（）A．過肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋 C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化 D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°三．填空題（共1小題）11．（2021?甲卷）如圖，單色光從折射率n＝1.5、厚度d＝10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為3.0×108m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為m/s；對于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時間t的取值范圍是s≤t＜s（不考慮反射）。四．解答題（共13小題）12．（2022?乙卷）一細(xì)束單色光在三棱鏡ABC的側(cè)面AC上以大角度由D點(diǎn)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AB邊的E點(diǎn)，如圖所示。逐漸減小i，E點(diǎn)向B點(diǎn)移動，當(dāng)sini=16時，恰好沒有光線從AB邊射出棱鏡，且DE＝13．（2022?廣東）一個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，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，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n和激光在液體中的傳播速度v。14．（2022?甲卷）如圖，邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點(diǎn)。在截面所在平面內(nèi)，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC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。15．（2022?重慶）如圖所示，水面上有一透明均質(zhì)球，上半球露出水面，下半球內(nèi)豎直中心軸上有紅、藍(lán)兩種單色燈（可視為點(diǎn)光源），均質(zhì)球?qū)煞N色光的折射率分別為n紅和n藍(lán)。為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射（不考慮光線在球內(nèi)反射后的折射），若紅燈到水面的最大距離為h紅。①求藍(lán)燈到水面的最大距離；②兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍(lán)燈在紅燈的上方還是下方？為什么？16．（2022?江蘇）如圖所示，兩條距離為D的平行光線，以入射角θ從空氣射入平靜水面，反射光線與折射光線垂直。求：（1）水的折射率n；（2）兩條折射光線之間的距離d。17．（2022?湖北）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23d。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θ。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θ。已知水的折射率n=（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距離H。18．（2022?湖南）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制（可視角度θ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n＝2，屏障間隙L＝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。（ⅰ）若把發(fā)光像素單元視為點(diǎn)光源，要求可視角度θ控制為60°，求屏障的高度d；（ⅱ）若屏障高度d＝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，其可視角度θ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）。19．（2021?廣東）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α，折射角為β；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，求光從玻璃射向空氣時臨界角θ的正弦值表達(dá)式。20．（2021?河北）將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對位置，圓心上下錯開一定距離，如圖所示。用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設(shè)圓心處入射角為θ。當(dāng)θ＝60°時，A右側(cè)恰好無光線射出；當(dāng)θ＝30°時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h。不考慮多次反射。求：（ⅰ）半圓柱體對該單色光的折射率；（ⅱ）兩個半圓柱體之間的距離d。21．（2021?湖南）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認(rèn)識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm、深度為1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？22．（2021?全國）如圖，豎直平面內(nèi)的一半圓軌道（虛線）固定在一水平放置的玻璃板上，玻璃板的厚度為h（遠(yuǎn)小于玻璃板長度）、折射率為n。一激光筆以勻角速度ω從A點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動到B點(diǎn)。激光筆發(fā)出的激光束始終沿軌道半徑方向從圓心O處入射到玻璃板上。求在此過程中.（1）折射光線在玻璃板下表面的出射點(diǎn)移動的距離；（2）折射光線在玻璃板下表面出射點(diǎn)移動的平均速度。23．（2021?重慶）如圖所示，一直角棱鏡ABC，∠A＝90°，AC＝1。從AB邊界面垂直入射的甲、乙兩種不同頻率的單色光，在棱鏡中傳播速度分別為k1c和k2c（0＜k1＜k2＜1，c為真空中的光速），甲光第一次到達(dá)BC邊恰好發(fā)生全反射。求：（1）該棱鏡分別對甲光和乙光的折射率；（2）BC邊的長度。24．（2021?山東）超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎，其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為θ。一細(xì)束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離d＝100.0mm，脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們在棱鏡中的折射率分別為n1=2和n2=314。取sin37°=35，cos37（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求θ的取值范圍；（2）若θ＝37°，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差ΔL（保留3位有效數(shù)字）。

2021-2025年高考物理真題知識點(diǎn)分類匯編之光學(xué)（四）參考答案與試題解析一．選擇題（共8小題）題號12345678答案CDDCDACC二．多選題（共2小題）題號910答案ACDAB一．選擇題（共8小題）1．（2021?北京）如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（）A．這是光的干涉現(xiàn)象 B．在真空中光束b的波長大于光束c的波長 C．玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率 D．在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度【考點(diǎn)】折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式．【專題】定性思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)光路圖，判斷出玻璃磚對兩束光的折射率大小，從而知道兩束光的波長大小，根據(jù)v=c【解答】解：A、這是光的折射現(xiàn)象，故A錯誤；BC、由題圖可知，玻璃磚對b光的折射程度大，則nb＞nc，故b光的頻率較大，根據(jù)λ=vf可知b光波長較小，故B錯誤，D、由v=cn知，在玻璃磚中，nb＞nc，所以vb＜vc，故故選：C?！军c(diǎn)評】解答此類問題的思路是：由光線的偏折程度判斷折射率的關(guān)系，或由折射定律可得出兩光的折射率；再由光的性質(zhì)可知光的傳播速度、波長的關(guān)系。2．（2021?山東）用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】薄膜干涉條紋間距的影響因素及相關(guān)計算；光的衍射現(xiàn)象．【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；推理論證能力．【答案】D【分析】從透明薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為透明薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差Δx＝nλ時此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的透明薄膜的厚度差為λ2【解答】解：用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，從透明薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，發(fā)生干涉現(xiàn)象，出現(xiàn)條紋，所以此條紋是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光疊加后形成的，其光程差為透明薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差Δx＝nλ時此處表現(xiàn)為亮條紋，即當(dāng)薄膜的厚度：d=n?λ2時對應(yīng)的條紋為亮條紋，在題目的干涉條紋中，從左向右條紋的間距逐漸增大，結(jié)合干涉條紋公式對應(yīng)的厚度公式可知從左向右薄膜厚度的變化率逐漸減小，則四個選項中，只有D選項符合題意，故故選：D?！军c(diǎn)評】掌握了薄膜干涉的原理和相鄰條紋空氣層厚度差的關(guān)系即可順利解決此類題目。3．（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(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)O和兩出射點(diǎn)P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處，空氣中的四條細(xì)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(nèi)的速度為真空中光速的三分之二 C．光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度 D．光束c的強(qiáng)度小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度【考點(diǎn)】折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式．【專題】定量思想；推理法；圖析法；光線傳播的規(guī)律綜合專題；分析綜合能力．【答案】D【分析】依題意畫出光路圖，由幾何關(guān)系求得在O點(diǎn)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(zhì)中光速與真空中光速的關(guān)系式求得光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的倍數(shù)關(guān)系；由能量守恒定律分析各光速強(qiáng)度之間的關(guān)系，依據(jù)無能量損失時，入射光的強(qiáng)度等于反射光和折射光的強(qiáng)度之和進(jìn)行解析。【解答】解：AB、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(diǎn)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=sinα光在光盤內(nèi)的速度：v=光盤材料的折射率n=2，光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的22，故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(qiáng)度應(yīng)等于光束b、c、d和e的強(qiáng)度之和，若考慮光在傳播過程的能量衰減，則光束a的強(qiáng)度應(yīng)大于光束b、c、d和e的強(qiáng)度之和，總之光束a的強(qiáng)度應(yīng)一定大于光束b、c和d的強(qiáng)度之和，故C錯誤。D、在P點(diǎn)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(diǎn)處光束OP的強(qiáng)度等于光束c和光束PQ的強(qiáng)度之和，因此無論是否考慮傳播過程能量衰減，光束c的強(qiáng)度一定小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】本題考查了幾何光學(xué)中折射定律的應(yīng)用，以及在光傳播過程中能量守恒的相關(guān)問題，較簡單屬基礎(chǔ)題目。需理解在無能量損失的情況下，入射光的強(qiáng)度等于反射光和折射光的強(qiáng)度之和。4．（2021?遼寧）一束復(fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后分成a、b兩束單色光，光路如圖所示。比較內(nèi)芯中的a、b兩束光，a光的（）A．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角小 B．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角小 C．頻率小，發(fā)生全反射的臨界角大 D．頻率大，發(fā)生全反射的臨界角大【考點(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；全反射的條件、判斷和臨界角．【專題】定性思想；推理法；光的折射專題；理解能力．【答案】C【分析】比較兩束光對應(yīng)的折射角的大小，根據(jù)光的折射定律和全反射的條件進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓阂皇鴱?fù)色光從空氣射入光導(dǎo)纖維后，兩束光的入射角相同，b光對應(yīng)的折射角小，根據(jù)折射定律可知，a光的折射率小，則a光的頻率?。桓鶕?jù)全反射的條件可知：sinC=1n，所以a光對應(yīng)的臨界角大，故C正確、故選：C。【點(diǎn)評】本題主要是考查了光的折射和全發(fā)射；解答此類題目的關(guān)鍵是弄清楚光的傳播情況，然后根據(jù)光的折射定律和全反射的條件列方程求解。5．（2021?湖北）如圖所示，由波長為λ1和λ2的單色光組成的一束復(fù)色光，經(jīng)半反半透鏡后分成透射光和反射光。透射光經(jīng)擴(kuò)束器后垂直照射到雙縫上并在屏上形成干涉條紋。O是兩單色光中央亮條紋的中心位置，P1和P2分別是波長為λ1和λ2的光形成的距離O點(diǎn)最近的亮條紋中心位置。反射光入射到三棱鏡一側(cè)面上，從另一側(cè)面M和N位置出射，則（）A．λ1＜λ2，M是波長為λ1的光出射位置 B．λ1＜λ2，N是波長為λ1的光出射位置 C．λ1＞λ2，M是波長為λ1的光出射位置 D．λ1＞λ2，N是波長為λ1的光出射位置【考點(diǎn)】光的干涉現(xiàn)象；光的折射定律．【專題】定性思想；實驗分析法；光的干涉專題；理解能力．【答案】D【分析】由雙縫干涉的實驗結(jié)論：x=Ld?【解答】解：AB、雙縫干涉的實驗結(jié)論：x=Ld?λ，由圖可得xOP1＞xCD、由λ＝cT或λ＝c1f知，λ越大f越小（f由光的色散實驗知，頻率f越大，穿過三棱鏡后偏折越大（或頻率f越大，折射率n越大）本題中由于λ1＞λ2故f1＜f2.故偏折角小的對應(yīng)f1，偏折大的對應(yīng)f2，所以當(dāng)λ1＞λ2時M是λ2射出點(diǎn)，N是λ1射出點(diǎn)，故C錯誤，D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】本題考查了雙縫干涉實驗和光的色散實驗，解題關(guān)鍵是要對教材實驗結(jié)論的記憶，平時多注意積累。6．（2021?江蘇）某種材料制成的半圓形透明磚平放在方格紙上，將激光束垂直于AC面射入，可以看到光束從圓弧面ABC出射，沿AC方向緩慢平移該磚，在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，該材料的折射率為（）A．1.2 B．1.4 C．1.6 D．1.8【考點(diǎn)】光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據(jù)題意作出光路圖，結(jié)合全反射公式可解得折射率。【解答】解：在如圖所示位置時，出射光束恰好消失，作出光路圖如下根據(jù)全反射公式可知n=根據(jù)幾何關(guān)系有sinθ聯(lián)立解得n＝1.2故A正確，BCD錯誤故選：A?！军c(diǎn)評】本題考查光的折射定律，解題關(guān)鍵在于理解題意，根據(jù)幾何關(guān)系解得臨界角。7．（2021?海南）如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率為2。一束單色光在紙面內(nèi)以α＝45°的入射角從空氣射向MQ邊的中點(diǎn)O，則該束單色光（）A．在MQ邊的折射角為60° B．在MN邊的入射角為45° C．不能從MN邊射出 D．不能從NP邊射出【考點(diǎn)】光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】C【分析】作出光路圖，根據(jù)折射定律以及全反射的臨界角公式求解折射角與臨界角；根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點(diǎn)發(fā)生全反射后到達(dá)NP邊的B點(diǎn)，根據(jù)光的折射的可逆性可知，光從NP邊的B點(diǎn)折射后的折射角為45°?！窘獯稹拷猓篈.光線從O點(diǎn)入射，設(shè)折射角為β，由折射定律有n=解得β＝30°即在MQ邊的折射角為30°，故A錯誤；B.設(shè)邊長NP＝1，則MN＝21，作出折射后的光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可知光在MN邊的入射角為60°，故B錯誤；C.光從光密到光疏發(fā)生全反射的臨界角設(shè)為θ，有sinθ=即θ＝45°，而MN邊的入射角為60°＞45°，且滿足光密到光疏，故光在MN邊發(fā)生全反射，即不能從MN邊射出，故C正確；D.根據(jù)幾何關(guān)系可知光在A點(diǎn)發(fā)生全反射后到達(dá)NP邊的B點(diǎn)，根據(jù)光的折射的可逆性可知，光從NP邊的B點(diǎn)折射后的折射角為45°，故D錯誤；故選：C?！军c(diǎn)評】解決該題的關(guān)鍵是正確作出光路圖，熟記折射定律的表達(dá)式以及全反射的臨界角的求解公式，能根據(jù)幾何知識求解相關(guān)的角度。8．（2021?江蘇）鐵絲圈上附有肥皂膜，豎直放置時，肥皂膜上的彩色條紋上疏下密，由此推測肥皂膜前后兩個面的側(cè)視形狀應(yīng)當(dāng)是（）A． B． C． D．【考點(diǎn)】光的干涉現(xiàn)象；光的衍射現(xiàn)象；液體的表面張力．【專題】實驗題；定性思想；推理法；光的干涉專題；實驗探究能力．【答案】C【分析】一束白光從右側(cè)射入肥皂薄膜，前后表面的反射光在前表面發(fā)生疊加，路程差即（膜的厚度的兩倍）是半波長的偶數(shù)倍，振動加強(qiáng)，為亮條紋，路程差是半波長的奇數(shù)倍，振動減弱，為暗條紋．【解答】解：因為路程差即（膜的厚度的兩倍）是半波長的偶數(shù)倍，振動加強(qiáng)，為亮條紋，路程差是半波長的奇數(shù)倍，振動減弱，為暗條紋。所以人從同側(cè)看，可看到亮條紋時，同一高度膜的厚度相同，則彩色條紋水平排列，條紋上疏下密，說明上面厚度變化比較緩慢，所以條紋稀疏，下面厚度變化較快，所以條紋比較密集，故C正確，ABD錯誤。故選：C。【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道光波干涉的條件，知道什么情況下出現(xiàn)明條紋，什么情況下出現(xiàn)暗條紋．二．多選題（共2小題）（多選）9．（2022?山東）某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L。同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣。下列描述正確的是（）A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射 B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大 C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大 D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋【考點(diǎn)】根據(jù)光程差和波長（或頻率）判斷某點(diǎn)條紋的明暗；改變雙縫到光屏的距離判斷干涉條紋間距的變化；光的單縫衍射和小孔衍射；光的雙縫干涉圖樣．【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；推理論證能力．【答案】ACD【分析】雙縫干涉圖樣是等間距條紋，狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，根據(jù)條紋間距公式Δx=L【解答】解：A、由圖可知，圖乙中間部分是等間距條紋，所以圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時，同時也發(fā)生衍射，故A正確；B、狹縫越小，衍射范圍越大，衍射條紋越寬，遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，則衍射現(xiàn)象減弱，圖丙中亮條紋寬度減小，故B錯誤；C、根據(jù)條紋間距公式Δx=Ldλ可知照射兩條狹縫時，增加LD、照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋，故D正確。故選：ACD?！军c(diǎn)評】本題考查光的干涉與衍射現(xiàn)象，解題關(guān)鍵掌握干涉條紋的特點(diǎn)，注意條紋寬度的計算公式。（多選）10．（2021?浙江）肥皂膜的干涉條紋如圖所示，條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是（）A．過肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面一定不是梯形 B．肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋 C．肥皂膜從形成到破裂，條紋的寬度和間距不會發(fā)生變化 D．將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°【考點(diǎn)】薄膜干涉現(xiàn)象．【專題】定性思想；模型法；光的干涉專題；理解能力．【答案】AB【分析】薄膜干涉為等厚干涉，根據(jù)肥皂膜的干涉條紋的形狀判斷；肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋；條紋的寬度和間距與膜的厚度有關(guān)?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知肥皂膜的干涉條紋是彎曲的，由于薄膜干涉為等厚干涉，故過肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面的長邊距離不相等，即兩長邊不平行，一定不是梯形，故A正確；B、肥皂膜上的條紋是薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加形成的干涉條紋，故B正確；C、薄膜是等厚干涉，肥皂膜從形成到破裂，由于液體在向下流動，薄膜上部逐漸變薄，下部逐漸變厚，條紋的寬度和間距會發(fā)生變化，故C錯誤；D、將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動90°，條紋不會跟著轉(zhuǎn)動，仍在水平方向，故D錯誤。故選：AB。【點(diǎn)評】解答本題應(yīng)理解薄膜干涉的原理，要知道薄膜干涉條紋位置取決于兩層肥皂膜的厚度而形成反射光的光程差，屬于等厚干涉。三．填空題（共1小題）11．（2021?甲卷）如圖，單色光從折射率n＝1.5、厚度d＝10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為3.0×108m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為2.0×108m/s；對于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時間t的取值范圍是5×10﹣10s≤t＜35×10﹣10s【考點(diǎn)】折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式．【專題】定量思想；幾何法；光的折射專題；分析綜合能力．【答案】2.0×108，5×10﹣10，35×10﹣10【分析】當(dāng)光線垂直通過玻璃板時所用時間最短；當(dāng)入射角最大時，折射角也最大，光線通過玻璃板的時間最長。根據(jù)v=c【解答】解：光線在玻璃板的傳播速度為v=cn=3.0×1081.5已知d＝10.0cm＝0.10m，當(dāng)光線垂直通過玻璃板時所用時間最短，最短時間為tmin=dv=0.102.0×108s＝當(dāng)入射角為90°時折射角最大，設(shè)最大折射角為α，由折射定律得n=解得sinα=單色光玻璃板中傳播最長距離為s=dcosα=光線通過玻璃板的最長時間為tmax=sv=35502.0×108故該單色光通過玻璃板所用時間t的取值范圍是5×10﹣10s≤t＜35×10﹣10s故答案為：2.0×108，5×10﹣10，35×10﹣10【點(diǎn)評】解答本題時，要明確折射角與入射角的關(guān)系，知道入射角最大時折射角也最大。能熟練運(yùn)用折射定律、光速公式和幾何關(guān)系進(jìn)行解答。四．解答題（共13小題）12．（2022?乙卷）一細(xì)束單色光在三棱鏡ABC的側(cè)面AC上以大角度由D點(diǎn)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AB邊的E點(diǎn)，如圖所示。逐漸減小i，E點(diǎn)向B點(diǎn)移動，當(dāng)sini=16時，恰好沒有光線從AB邊射出棱鏡，且DE＝【考點(diǎn)】光的折射定律；光的折射與全反射的綜合問題；測量玻璃的折射率．【專題】計算題；定量思想；推理法；光的折射專題；全反射和臨界角專題；分析綜合能力．【答案】棱鏡的折射率為1.5?！痉治觥恳李}意作出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系求出入射角和折射角的正弦值，根據(jù)折射定律求折射率?！窘獯稹拷猓寒?dāng)sini=16時，恰好沒有光線從AB邊射出棱鏡，設(shè)在E點(diǎn)發(fā)生全反射臨界角為C，根據(jù)折射定律得sinC=由幾何關(guān)系得C+∠AED＝90°r+90°＝∠AED+∠EAD又因DE＝DA，則∠AED＝∠EAD可得：r＝90°﹣2C根據(jù)折射定律得n=聯(lián)立解得：n＝1.5。答：棱鏡的折射率為1.5。【點(diǎn)評】本題考查光的折射計算，此類題型通常需要正確作出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系求出入射角和折射角，再結(jié)合折射定律求解。13．（2022?廣東）一個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，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，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n和激光在液體中的傳播速度v?！究键c(diǎn)】折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；光的全反射現(xiàn)象；折射率及其測定．【專題】定性思想；方程法；全反射和臨界角專題；推理論證能力；應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力．【答案】液體的折射率n為2，激光在液體中的傳播速度v為22c【分析】先根據(jù)全反射的臨界角與折射率的關(guān)系求出液體的折射率，再根據(jù)折射率與光速的關(guān)系求出激光在液體中的傳播速度?！窘獯稹拷猓寒?dāng)光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光束，即恰好發(fā)生了全反射，設(shè)臨界角為C，則C＝45°有全反射的臨界角和折射率的關(guān)系可得：n=再由公式n=cv得激光在液體中的傳播速度v答：液體的折射率n為2，激光在液體中的傳播速度v為22c【點(diǎn)評】本題的突破點(diǎn)在于巧妙的從全反射的臨界角求出液體的折射率，難度不大。14．（2022?甲卷）如圖，邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為AB邊的中點(diǎn)。在截面所在平面內(nèi)，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60°，經(jīng)折射后在BC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。【考點(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；光的全反射現(xiàn)象．【專題】定量思想；方程法；幾何法；光的折射專題；分析綜合能力；應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力．【答案】棱鏡的折射率為72，P、C兩點(diǎn)之間的距離為3【分析】根據(jù)題目條件，分別用折射定律和全反射的臨界角與折射率的關(guān)系寫出折射率的表達(dá)式，再利用幾何關(guān)系聯(lián)立求解即可得出折射率的大小；再根據(jù)幾何關(guān)系求出P、C兩點(diǎn)之間的距離即可?！窘獯稹拷猓涸O(shè)該棱鏡的臨界角為α，折射率為n，由臨界角和折射率的關(guān)系可知：sinα=設(shè)光線從M點(diǎn)射入棱鏡后折射角為β，由幾何關(guān)系可得：β＝90°﹣α由折射定律可知：n=聯(lián)立可得：sin60°解得：sinα=2即棱鏡的折射率為7將上述幾何關(guān)系表示在下圖：由數(shù)學(xué)知識可求得：tanα且由幾何關(guān)系可得：BN＝BM?tanαNC＝BC﹣BNPC=M是AB的中點(diǎn)，所以BM=12a，且聯(lián)立解得：PC=即P、C兩點(diǎn)之間的距離為3答：棱鏡的折射率為72，P、C兩點(diǎn)之間的距離為3【點(diǎn)評】本題考查光的折射定律、全反射等相關(guān)知識和計算問題，突破點(diǎn)在于靈活運(yùn)用折射率的不同表達(dá)形式，并聯(lián)合幾何知識快速求解。15．（2022?重慶）如圖所示，水面上有一透明均質(zhì)球，上半球露出水面，下半球內(nèi)豎直中心軸上有紅、藍(lán)兩種單色燈（可視為點(diǎn)光源），均質(zhì)球?qū)煞N色光的折射率分別為n紅和n藍(lán)。為使從光源照射到上半球面的光，都能發(fā)生折射（不考慮光線在球內(nèi)反射后的折射），若紅燈到水面的最大距離為h紅。①求藍(lán)燈到水面的最大距離；②兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍(lán)燈在紅燈的上方還是下方？為什么？【考點(diǎn)】光的折射定律．【專題】計算題；定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】①藍(lán)燈到水面的最大距離為n紅②兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍(lán)燈在紅燈的上方，原因見解析。【分析】①紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)sinC=1②若要使兩種色光均可從半球面射出，折射率越大，深度越小?！窘獯稹拷猓孩贋槭箯墓庠凑丈涞缴习肭蛎娴墓舛寄馨l(fā)生折射，以紅光為例，當(dāng)折射角最大達(dá)到臨界角C時，光線恰好射在水面處，光路如圖所示設(shè)半球半徑為R，根據(jù)全反射的臨界條件和幾何關(guān)系可得sinC紅=同理可知，對于藍(lán)光sinC藍(lán)=聯(lián)立解得：h藍(lán)=n②藍(lán)光折射率大于紅光折射率，即n藍(lán)＞n紅，根據(jù)（1）的結(jié)果得h藍(lán)＜h紅所以藍(lán)光應(yīng)在紅光上方。答：①藍(lán)燈到水面的最大距離為n紅②兩燈都裝在各自到水面的最大距離處，藍(lán)燈在紅燈的上方，原因見解析?！军c(diǎn)評】解決該題需要熟記紅光和藍(lán)光之間的折射率大小關(guān)系，掌握全反射的臨界角的求解公式，知道若要使兩種色光均可從半球面射出，則入射角小于臨界角。16．（2022?江蘇）如圖所示，兩條距離為D的平行光線，以入射角θ從空氣射入平靜水面，反射光線與折射光線垂直。求：（1）水的折射率n；（2）兩條折射光線之間的距離d?！究键c(diǎn)】光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】（1）水的折射率為tanθ；（2）兩條折射光線之間的距離為Dtanθ?！痉治觥浚?）根據(jù)折射定律解得折射率；（2）根據(jù)幾何關(guān)系可解得?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知折射角r＝90°﹣θ根據(jù)折射定律有：n=sinθsinr=（2）如圖兩個入射點(diǎn)的間距AC=同理d＝CD＝ACsinθ解得：d＝Dtanθ答：（1）水的折射率為tanθ；（2）兩條折射光線之間的距離為Dtanθ?！军c(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵要抓住入射光線和折射光線之間的關(guān)系，根據(jù)幾何知識求出折射角，注意折射定律的應(yīng)用。17．（2022?湖北）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23d。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θ。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θ。已知水的折射率n=（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距離H?！究键c(diǎn)】光的折射定律；平拋運(yùn)動速度的計算．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】（1）tanθ的值為43（2）B位置到水面的距離為4d【分析】（1）根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律解答；（2）根據(jù)折射定律結(jié)合幾何關(guān)系解得?！窘獯稹拷猓海?）由平拋運(yùn)動的規(guī)律可知水平方向：d＝v0t豎直方向：23dtanθ解得tanθ=（2）因tanθ=43可知θ＝53°，從A點(diǎn)射到水面的光線的入射角為α，折射角為i＝90°﹣θ＝n=解得α＝53°由幾何關(guān)系可知Htan37°+23dtan53解得H=答：（1）tanθ的值為43（2）B位置到水面的距離為4d【點(diǎn)評】本題考查光的折射，解題關(guān)鍵掌握折射定律與平拋運(yùn)動的綜合運(yùn)用，注意幾何關(guān)系的尋找。18．（2022?湖南）如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度θ的控制（可視角度θ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n＝2，屏障間隙L＝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。（?。┤舭寻l(fā)光像素單元視為點(diǎn)光源，要求可視角度θ控制為60°，求屏障的高度d；（ⅱ）若屏障高度d＝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，其可視角度θ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）?！究键c(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；臨界法；光的折射專題；分析綜合能力．【答案】（?。┢琳系母叨萪為1.55mm；（ⅱ）像素單元寬度x最小為0.35mm時，其可視角度θ剛好被擴(kuò)為180°?！痉治觥浚á。┯深}意可知最大折射角為θ2，由折射定律求得最大入射角，作出（ⅱ）與（ⅰ）同理求得對應(yīng)的最大入射角，作出臨界的光路圖，由幾何關(guān)系確定像素單元寬度x最小長度并求解。【解答】解：（?。┊?dāng)可視角度θ＝60°時，由題意可知最大折射角為θ2=30°，光路圖如圖1所示，設(shè)對應(yīng)的最大入射角為sinθ代入數(shù)據(jù)解得：sinα=可得：tanα=由題意可知發(fā)光像素到屏障的距離為L2L2代入數(shù)據(jù)解得：d＝0.415mm≈1.55mm。（ⅱ）依題意當(dāng)可視角度θ＝180°時，可知最大折射角為θ2=90°，設(shè)對應(yīng)的最大入射角為sin90°代入數(shù)據(jù)解得：sinβ=12，可得：β＝作出光路圖如圖2所示，像素單元的右端點(diǎn)a恰好掠過左側(cè)屏障的上端之后射出，像素單元的左端點(diǎn)e恰好掠過右側(cè)屏障的上端之后射出，則ae的長度為像素單元寬度x最小值。由圖中幾何關(guān)系得像素單元的右端點(diǎn)a到左側(cè)屏障的距離為：ab＝d?tanβ＝1.0×tan30°mm=3由對稱性可知像素單元的左端點(diǎn)e到右側(cè)屏障的距離ef與ab相等，則像素單元寬度x最小值為：xmin＝2ab﹣L＝2×33mm﹣0.8mm≈答：（?。┢琳系母叨萪為1.55mm；（ⅱ）像素單元寬度x最小為0.35mm時，其可視角度θ剛好被擴(kuò)為180°?！军c(diǎn)評】本題考查了折射定律在實際場景中的應(yīng)用，理解題意是關(guān)鍵，幾何光學(xué)作出光路圖是解題的前提，應(yīng)用幾何知識結(jié)合物理原理解答。19．（2021?廣東）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α，折射角為β；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，求光從玻璃射向空氣時臨界角θ的正弦值表達(dá)式?！究键c(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；光的全反射現(xiàn)象．【專題】計算題；定量思想；幾何法；光的折射專題；分析綜合能力．【答案】光從玻璃射向空氣時臨界角θ的正弦值表達(dá)式為sinαsinβ【分析】光線在M點(diǎn)發(fā)生折射，已知入射角和折射角，根據(jù)折射定律求出玻璃的折射率，再根據(jù)sinC=1n求光從玻璃射向空氣時臨界角【解答】解：設(shè)玻璃的折射率為n。光線在M點(diǎn)發(fā)生折射，由于光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)折射，則由折射定律得n=由題可知，臨界角C＝θ，則sinθ=答：光從玻璃射向空氣時臨界角θ的正弦值表達(dá)式為sinαsinβ【點(diǎn)評】解答本題的關(guān)鍵要掌握折射定律，知道光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)折射時，入射角正弦與折射角正弦之比等于折射率的倒數(shù)。20．（2021?河北）將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對位置，圓心上下錯開一定距離，如圖所示。用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設(shè)圓心處入射角為θ。當(dāng)θ＝60°時，A右側(cè)恰好無光線射出；當(dāng)θ＝30°時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h。不考慮多次反射。求：（?。┌雸A柱體對該單色光的折射率；（ⅱ）兩個半圓柱體之間的距離d?！究键c(diǎn)】光的折射定律；光的折射與全反射的綜合問題．【專題】計算題；定量思想；圖析法；全反射和臨界角專題；分析綜合能力．【答案】（?。┌雸A柱體對該單色光的折射率為23（ⅱ）兩個半圓柱體之間的距離d為2h-2【分析】（?。┯扇瓷涠汕笳凵渎剩唬áⅲ└鶕?jù)折射定律求出入射光在兩個半圓柱體中的折射角和入射角，根據(jù)幾何關(guān)系求出兩個半圓柱體之間的距離d?！窘獯稹拷猓海á。┊?dāng)θ＝60°時，A右側(cè)恰好無光線射出，即光線發(fā)生全反射，根據(jù)全反射條件可知：n=半圓柱體對該單色光的折射率n=（ⅱ）做出光路圖如圖所示：入射光在半圓柱體A上發(fā)生折射時，由折射定律可知：n=其中θ＝30°，解得：sinα=入射光在半圓柱體B上發(fā)生折射時，由折射定律可知：n=解得：sinβ=則PM＝Rsinβ=則由幾何關(guān)系可知tanα=聯(lián)立解得：d=2h答：（?。┌雸A柱體對該單色光的折射率為23（ⅱ）兩個半圓柱體之間的距離d為2h-2【點(diǎn)評】本題考查光的全反射定律，主要是根據(jù)全反射定律求出折射率，然后根據(jù)折射定律求出入射角和折射角，由幾何關(guān)系求出距離。21．（2021?湖南）我國古代著作《墨經(jīng)》中記載了小孔成倒像的實驗，認(rèn)識到光沿直線傳播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有一個圓柱形孔洞，直徑為1.0cm、深度為1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示?，F(xiàn)在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質(zhì)，不考慮光在透明介質(zhì)中的反射。（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為多少？【考點(diǎn)】光的折射定律；光沿直線傳播及其產(chǎn)生的光現(xiàn)象．【專題】定量思想；方程法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為1.37；（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為1.72?！痉治觥浚╥）只要頭部能夠在后面成像，則腳也一定能夠成像，畫出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系求解入射角正弦值和折射角的正弦值，根據(jù)折射定律求解折射率；（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，入射角等于90°時光線能夠射出，折射率最小，畫出光路圖，求出折射角的正弦值，根據(jù)折射定律求解?！窘獯稹拷猓海╥）若該人通過小孔能成完整的像，作出的光路圖如圖1所示（根據(jù)對稱性可知，只要頭部能夠在后面成像，則腳也一定能夠成像），根據(jù)幾何關(guān)系可得：sinα=AC其中AC=12×1.6m=0.8m，DE＝1.0cm＝sinβ=DEDE2+O根據(jù)折射定律可得：n=代入數(shù)據(jù)解得：n＝1.37；（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，折射率最小時光的傳播情況如圖2所示；根據(jù)幾何關(guān)系可得α′＝90°，sinβ′＝sinβ根據(jù)折射定律可得：n′=解得：n′＝1.72。答：（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質(zhì)的折射率最小為1.37；（ii）若讓掠射進(jìn)入孔洞的光能成功出射，透明介質(zhì)的折射率最小為1.72?！军c(diǎn)評】本題考查了折射定律，解答此類題目的關(guān)鍵是弄清楚光的傳播情況，畫出光路圖，根據(jù)圖中的幾何關(guān)系求出折射角或入射角，然后根據(jù)光的折射定律或全反射的條件列方程求解。22．（2021?全國）如圖，豎直平面內(nèi)的一半圓軌道（虛線）固定在一水平放置的玻璃板上，玻璃板的厚度為h（遠(yuǎn)小于玻璃板長度）、折射率為n。一激光筆以勻角速度ω從A點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動到B點(diǎn)。激光筆發(fā)出的激光束始終沿軌道半徑方向從圓心O處入射到玻璃板上。求在此過程中.（1）折射光線在玻璃板下表面的出射點(diǎn)移動的距離；（2）折射光線在玻璃板下表面出射點(diǎn)移動的平均速度。【考點(diǎn)】光的折射定律．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】（1）折射光線在玻璃板下表面的出射點(diǎn)移動的距離為2h（2）折射光線在玻璃板下表面出射點(diǎn)移動的平均速度為2h【分析】（1）根據(jù)幾何關(guān)系結(jié)合折射定律可解得；（2）根據(jù)角速度與時間的關(guān)系結(jié)合平均速度的計算公式解得。【解答】解：（1）根據(jù)題意可知，當(dāng)入射角為90°時，折射光線在玻璃板下表面的出射點(diǎn)a最遠(yuǎn)，設(shè)此時折射角為θ，則根據(jù)折射定律有n=可得sinθ=根據(jù)幾何關(guān)系有Oa=折射光線在玻璃板下表面的出射點(diǎn)移動的距離x＝2Oasinθ聯(lián)立解得：x=（2）根據(jù)題意可知，激光筆以勻角速度ω從A點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動到B點(diǎn)的時間為t=則折射光線在玻璃板下表面出射點(diǎn)移動的平均速度v=答：（1）折射光線在玻璃板下表面的出射點(diǎn)移動的距離為2h（2）折射光線在玻璃板下表面出射點(diǎn)移動的平均速度為2h【點(diǎn)評】本題考查光的折射定律，解題關(guān)鍵掌握幾何關(guān)系與折射定律的應(yīng)用。23．（2021?重慶）如圖所示，一直角棱鏡ABC，∠A＝90°，AC＝1。從AB邊界面垂直入射的甲、乙兩種不同頻率的單色光，在棱鏡中傳播速度分別為k1c和k2c（0＜k1＜k2＜1，c為真空中的光速），甲光第一次到達(dá)BC邊恰好發(fā)生全反射。求：（1）該棱鏡分別對甲光和乙光的折射率；（2）BC邊的長度?！究键c(diǎn)】光的折射與全反射的綜合問題；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；光的全反射現(xiàn)象．【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】（1）該棱鏡分別對甲光為1k1，乙光的折射率為（2）BC邊的長度為1k【分析】（1）根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率關(guān)系解得；（2）根據(jù)全反射臨界角公式結(jié)合幾何關(guān)系解得?！窘獯稹拷猓海?）由光速與折射率的關(guān)系n=c該棱鏡對乙光的折射率n（2）設(shè)BC邊的長度為L，根據(jù)題述甲光第一次到達(dá)BC邊恰好發(fā)生全反射，可畫出光路圖根據(jù)全反射臨界條件有：sinθ根據(jù)幾何關(guān)系有：cosC＝sinθcosC=聯(lián)立解得：L答：（1）該棱鏡分別對甲光為1k1，乙光的折射率為（2）BC邊的長度為1k【點(diǎn)評】解決該題的關(guān)鍵是正確作出光路圖，能根據(jù)幾何知識求解光在介質(zhì)中傳播的長度和相關(guān)的角度，熟記折射定律的表達(dá)式以及光速的求解公式。24．（2021?山東）超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法曾獲諾貝爾物理學(xué)獎，其中用到的一種脈沖激光展寬器截面如圖所示。在空氣中對稱放置四個相同的直角三棱鏡，頂角為θ。一細(xì)束脈沖激光垂直第一個棱鏡左側(cè)面入射，經(jīng)過前兩個棱鏡后分為平行的光束，再經(jīng)過后兩個棱鏡重新合成為一束，此時不同頻率的光前后分開，完成脈沖展寬。已知相鄰兩棱鏡斜面間的距離d＝100.0mm，脈沖激光中包含兩種頻率的光，它們在棱鏡中的折射率分別為n1=2和n2=314。取sin37°=35，cos37（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求θ的取值范圍；（2）若θ＝37°，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差ΔL（保留3位有效數(shù)字）?！究键c(diǎn)】光的折射定律．【專題】信息給予題；定性思想；模型法；光的折射專題；分析綜合能力．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】本題要求熟練掌握折射定律，會計算全反射的臨界角，尋找兩束光滿足的臨界條件，光線在第一個三棱鏡右側(cè)斜面上恰好發(fā)生全反射時，sinC=1n，解出頂角θ的范圍；根據(jù)折射定律n1=sinα1sinθ，n2=sinα2sinθ【解答】解：（1）設(shè)C是全反射的臨界角，光線在第一個三棱鏡右側(cè)斜面上恰好發(fā)生全反射時，根據(jù)折射定律得：sinC=代入較大的折射率得：C＝45°所以頂角θ的范圍為0＜θ＜45°（或θ＜45°）（2）脈沖激光從第一個三棱鏡右側(cè)斜面射出時發(fā)生折射，設(shè)折射角分別為α1和α2，由折射定律得：n1=sin設(shè)兩束光在前兩個三棱鏡斜面之間的路程分別為L1和L2，則滿足：L1=dcosα1，L2=dcosα聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：ΔL＝14.4mm答：（1）為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，θ的取值范圍為0＜θ＜45°；（2）若θ＝37°，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差為14.4mm?！军c(diǎn)評】本題借助“超強(qiáng)超短光脈沖產(chǎn)生方法”這一材料來考查光的折射定律和臨界角的相關(guān)知識，結(jié)合幾何關(guān)系。聯(lián)立解題。

考點(diǎn)卡片1．平拋運(yùn)動速度的計算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.平拋運(yùn)動的性質(zhì)：平拋運(yùn)動可以看成水平方向上的勻速直線運(yùn)動和豎直方向上的自由落體運(yùn)動。2.設(shè)物體在平拋運(yùn)動ts后，水平方向上的速度vx＝v0豎直方向上的速度vy＝gt從而可以得到物體的速度為v=3.同理如果知道物體的末速度和運(yùn)動時間也可以求出平拋運(yùn)動的初速度?！久}方向】如圖所示，小球以6m/s的初速度水平拋出，不計空氣阻力，0.8s時到達(dá)P點(diǎn)，取g＝10m/s2，則（）A、0.8s內(nèi)小球下落的高度為4.8mB、0.8s內(nèi)小球下落的高度為3.2mC、小球到達(dá)P點(diǎn)的水平速度為4.8m/sD、小球到達(dá)P點(diǎn)的豎直速度為8.0m/s分析：平拋運(yùn)動在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動，根據(jù)時間求出下降的高度以及豎直方向上的分速度。解答：AB、小球下落的高度h=12gt2C、小球在水平方向上的速度不變，為6m/s。故C錯誤。D、小球到達(dá)P點(diǎn)的豎直速度vy＝gt＝8m/s。故D正確。故選：BD。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解?！窘忸}思路點(diǎn)撥】做平拋運(yùn)動的物體，水平方向的速度是恒定的，豎直方向是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，滿足vy＝gt。2．光沿直線傳播及其產(chǎn)生的光現(xiàn)象【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.光沿直線傳播是光學(xué)中的一個基本原理，意味著光在均勻介質(zhì)中傳播時，會沿著一條直線前進(jìn)，不會改變方向。2.這一原理在日常生活中有許多應(yīng)用和體現(xiàn)，其中最為典型的現(xiàn)象包括：小孔成像、手影游戲、日食和月食等。（1）小孔成像：當(dāng)光線通過一個小孔時，會在屏幕上形成倒立的實像。這是因為光沿直線傳播，通過小孔的光線在屏幕上形成了與物體相反的像。這一現(xiàn)象不僅在科學(xué)實驗中用來探索光的性質(zhì)，也在生活中有著廣泛的應(yīng)用，比如攝影和針孔相機(jī)。（2）手影游戲：通過手或其他物體擋住光源，會在屏幕上形成各種形狀的影子。這是因為手或其他物體擋住了光線，使得光線無法到達(dá)屏幕的某些部分，從而形成了影子。手影游戲是一種簡單而有趣的活動，通過不同的手勢可以創(chuàng)造出各種有趣的影子圖案。（3）日食和月食：當(dāng)?shù)厍颉⒃虑蚝吞柎笾屡懦梢粭l直線時，月球擋住了太陽照射到地球上的光線，就會發(fā)生日食。相反，當(dāng)?shù)厍蛭挥谔柡驮虑蛑g，擋住了射向月球的光線時，就會發(fā)生月食。這兩種現(xiàn)象都是由于光沿直線傳播的原理造成的，是天空中壯觀的天文現(xiàn)象。這些現(xiàn)象不僅展示了光沿直線傳播的原理，也讓我們對光的性質(zhì)有了更深入的理解。通過觀察和分析這些現(xiàn)象，我們可以更好地掌握光學(xué)的基本規(guī)律，進(jìn)一步探索光學(xué)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展??！久}方向】關(guān)于光的傳播，下列說法正確的是（）A、光只有在空氣中才沿直線傳播B、光在任何情況下都沿直線傳播C、光在玻璃中不是沿直線傳播的D、光在同種均勻介質(zhì)里是沿直線傳播的分析：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，介質(zhì)不同或同種介質(zhì)但介質(zhì)不均勻，光不會沿直線傳播；解答：光的傳播不需要介質(zhì)，它可以在真空中傳播，A選項說法不正確；光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同，在真空中傳播速度最大，所以光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，故D正確BC錯誤。故選：D。點(diǎn)評：本題考查了光的直線傳播的條件，屬于基礎(chǔ)題．【解題思路點(diǎn)撥】光沿直線傳播是光學(xué)中的一個基本原理，意味著光在均勻介質(zhì)中傳播時，會沿著一條直線前進(jìn)，不會改變方向，生活中的小孔成像、影子以及日食和月食都是光沿直線傳播的例子。3．光的折射定律【知識點(diǎn)的認(rèn)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(jìn)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(cè)，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(dá)式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2?！久}方向】如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個側(cè)面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC＝β．從點(diǎn)光源S發(fā)出的細(xì)光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上，適當(dāng)調(diào)整入射光SO的方向，當(dāng)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(guān)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(diǎn)評：解決幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵是根據(jù)題意正確畫出光路圖，然后根據(jù)幾何關(guān)系以及相關(guān)物理知識求解?！窘忸}方法點(diǎn)撥】光的折射問題，解題的關(guān)鍵在于正確畫出光路圖、找出幾何關(guān)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(guān)系；（3）依光的折射定律列式求解。4．折射率及其測定【知識點(diǎn)的認(rèn)識】一、光的折射1．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)．2．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(dá)式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2．【命題方向】一個圓柱形筒，如圖所示，直徑d＝12cm，高H＝16cm，人眼在筒側(cè)上方某處觀察，所見筒左側(cè)的深度為h＝9cm，當(dāng)筒中裝滿液體時，則恰能看到筒左側(cè)的最低點(diǎn)。光在真空中傳播速度c＝3.0×108m/s。求：（1）此液體的折射率n．（2）光在此液體中的傳播速度v。分析：（1）畫出光路圖，根據(jù)幾何知識求出入射角正弦和折射角正弦，運(yùn)用折射定律求出液體的折射率n。（2）根據(jù)v=cn求出光在液體中的傳播速度解答：（1）光路圖如圖所示根據(jù)幾何知識有sinθ1根據(jù)折射定律有n（2）光在此液體中的傳播速度為v答：（1）此液體的折射率n為43（2）光在此液體中的傳播速度v為2.25×108m/s。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵是畫出光路圖，運(yùn)用幾何知識求出入射角正弦和折射角正弦，要掌握折射率的定義式和光速與折射率關(guān)系公式?！窘忸}思路點(diǎn)撥】折射率的定義式n=sinθ1sinθ25．折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.折射率的兩種計算方法（1）光的折射定律：n=（2）用光速進(jìn)行計算：n=c2.對折射率計算公式的理解（l）折射率n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)。（2）從公式n=cv看，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率都大于（3）由于n＞1，從公式n=sin【命題方向】如圖所示，真空中有一下表面鍍反射膜的平行玻璃磚，其折射率n=2．一束單色光與界面成θ＝45°角斜射到玻璃磚表面上，最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點(diǎn)A和B，A和B相距h＝2.0cm。已知光在真空中的傳播速度c＝3.0×108m/s①該單色光在玻璃磚中的傳播速度。②玻璃磚的厚度d。一束光斜射在表面鍍反射膜的平行玻璃磚，則反射光線在豎直光屏上出現(xiàn)光點(diǎn)A，而折射光線經(jīng)反射后再折射在豎直光屏上出現(xiàn)光點(diǎn)B，根據(jù)光學(xué)的幾何關(guān)系可由AB兩點(diǎn)間距確定CE間距，再由折射定律，得出折射角，最終算出玻璃磚的厚度。解：①由折射率公式n解得v②由折射率公式n解得sinθ2=12，θ2＝作出如圖所示的光路，△CDE為等邊三角形，四邊形ABEC為梯形，CE＝AB＝h．玻璃的厚度d就是邊長h的等邊三角形的高。故d=答：①該單色光在玻璃磚中的傳播速度32②玻璃磚的厚度1.732cm。根據(jù)光路可逆及光的反射可得出AC與BE平行，從而確定CE的長度?！局R點(diǎn)的認(rèn)識】折射率的定義式中n=sinθ1sinθ2的6．全反射的條件、判斷和臨界角【知識點(diǎn)的認(rèn)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(shè)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(dǎo)纖維：主要應(yīng)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(yīng)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(xué)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(shè)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=∴C＝45°在△Oab中，Oa=2R，根據(jù)數(shù)學(xué)知識得sin(180°得到sinr即r＝30°，則∠θ＝C﹣r＝45°﹣30°＝15°又∠O′Oa＝i，由sinisinr=n∴i＝45°即∠O′Ob＝i+θ＝45°+15°＝60°當(dāng)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O(shè)O'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，h=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)部將沒有光線射出．答：（1）球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域為以O(shè)O′為中心線，上、下（左、右）各60°的圓錐球殼內(nèi)有光線射出．（2）要使球殼內(nèi)部沒有光線射出，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．點(diǎn)評：本題是折射定律、臨界角和幾何知識的綜合應(yīng)用，作出光路圖是基礎(chǔ)．【解題思路點(diǎn)撥】解決全反射回題的思路（1）確定光是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。（2）若由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，則根據(jù)sinC=1（3）根據(jù)題設(shè)條件，畫出入射角等于臨界角的“臨界光路”。（4）運(yùn)用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進(jìn)行判斷推理，進(jìn)行動態(tài)分析或定量計算。7．光的全反射現(xiàn)象【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，同時發(fā)生折射和反射。如果入射角逐漸增大，折射光離法線會越來越遠(yuǎn)，而且越來越弱，反射光卻越來越強(qiáng)。當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫作全反射（totalreflection），這時的入射角叫作臨界角（criticalangle）。2.全反射現(xiàn)象再生活中的應(yīng)用有光導(dǎo)纖維和全反射棱鏡等?！久}方向】下列現(xiàn)象中屬于光的全反射現(xiàn)象的是（）A、陽光照射存肥皂泡上，?？吹椒试砼萆嫌胁噬yB、玻璃中的氣泡，有時看上去特別明亮C、在陽光下用白紙對著凸鏡前后移動時，在一定距離處紙上會出現(xiàn)耀眼的光斑D、飛機(jī)在陽光下作特技飛行時，有時會看到飛機(jī)突然變得非常明亮分析：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角時，光線全部反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象．對照全反射的定義依次分析說明．解答：A、在陽光照射下，?？吹椒试砼萆嫌胁噬y是由于薄膜干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的，故A錯誤。B、玻璃中的氣泡有時看上去特別明亮，是由于光從玻璃射入氣泡時發(fā)生全反射形成的。故B正確。C、在陽光下用白紙對著凸鏡前后移動時，在一定距離處紙上會出現(xiàn)耀眼的光斑，這是光的折射現(xiàn)象。故C錯誤。D、飛機(jī)在陽光下作特技飛行時，有時會看到飛機(jī)變得非常明亮，是由于光的反射形成的。故D錯誤。故選：B。點(diǎn)評：本題關(guān)鍵要掌握各種光現(xiàn)象形成的原因，知道全反射的定義和產(chǎn)生條件．【解題思路點(diǎn)撥】對全反射現(xiàn)象的理解（1）全反射的條件①光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)②入射角大于或等于臨界角。（2）全反射遵循的規(guī)律：發(fā)生全反射時，光全部返回原介質(zhì)，入射光線與反射光線遵循光的反射定律，由于不存在折射光線，光的折射定律不再適用。（3）從能量角度來理解全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，隨著入射角增大，折射角也增大﹔同時折射光線強(qiáng)度減弱，即折射光線能量減小，反射光線強(qiáng)度增強(qiáng)，能量增加，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時，折射光線強(qiáng)度減弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。8．光的折射與全反射的綜合問題【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.對全反射的理解光投射到兩種介質(zhì)的界面上會發(fā)生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的關(guān)系分別遵守反射定律和折射定律，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)中時，若入射角等于或者大于臨界角會發(fā)生全反射現(xiàn)象。2.對臨界角的理解光線從介質(zhì)進(jìn)入真空或空氣，折射角θ2＝90°時，發(fā)生全反射，此時的入射角θ1叫臨界角C。由1n=sinθ1(介3.綜合類問題的解題思路（1）確定光是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，還是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，并根據(jù)sinC=1（2）畫出光線發(fā)生折射、反射的光路圖（全反射問題中關(guān)鍵要畫出入射角等于臨界角的“臨界光路圖”）。（3）結(jié)合光的反射定律、折射定律及臨界角C、幾何關(guān)系進(jìn)行分析與計算?！久}方向】用折射率n＝3/2的光學(xué)材料制成如圖棱鏡，用于某種光學(xué)儀器中，現(xiàn)有束光線沿MN方向從空氣射到棱鏡的AB面上，入射角的大小滿足關(guān)系sini=34，該束光經(jīng)AB面折射后射到BC面的①求光在棱鏡中傳播的速率（光在空氣中的速度近似為在真空中的速度）②通過計算判斷該光束射到P點(diǎn)后能否發(fā)生全反射并畫出光束在棱鏡中的光路圖。①根據(jù)v=c②根據(jù)折射定律求出光線進(jìn)入棱鏡后的折射角，由幾何知識求出光線射到BC面上P點(diǎn)的入射角，與臨界角大小進(jìn)行比較，分析能否發(fā)生全反射，再作出光路圖。解：①光在棱鏡中傳播的速率為：v=cn=3×10②由折射定律得：n=解得光線在AB面上的折射角為：r＝30°由幾何知識得光線在BC面的入射角為：θ＝45°由sinC=1n=23則θ＞C，故光線在BC面上發(fā)生全反射，之后垂直AC面射出棱鏡畫出光路圖如圖所示。答：①光在棱鏡中傳播的速率v是2×108m/s。②該光束射到P點(diǎn)后能發(fā)生全反射，光束在棱鏡中的光路圖如圖所示。本題要根據(jù)折射定律和幾何知識，通過計算來研究光路，要注意當(dāng)光從光密進(jìn)入光疏介質(zhì)時要考慮能否發(fā)生全反射?！窘忸}思路點(diǎn)撥】（1）解決幾何光學(xué)問題應(yīng)先準(zhǔn)確畫好光路圖。（2）用光的全反射條件來判斷在某界面是否發(fā)生全反射；用折射定律找入射角和折射角的關(guān)系。（3）在處理幾何光學(xué)問題時應(yīng)充分利用光的可逆性、對稱性、相似性等幾何關(guān)系。9．光的干涉現(xiàn)象【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.光的干涉現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：光的干涉現(xiàn)象是波動獨(dú)有的特征，如果光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象。1801年，英國物理學(xué)家托馬斯?楊（1773—1829）在實驗室里成功地觀察到了光的干涉。2.光的干涉現(xiàn)象的定義：兩列或幾列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象，證實了光具有波動性。3.光的干涉現(xiàn)象的意義：光能發(fā)生干涉現(xiàn)象說明光是一種波?！久}方向】下列幾種應(yīng)用或技術(shù)中，用到光的干涉原理的是（）A、照相機(jī)鏡頭上的增透膜B、透過羽毛看到白熾燈呈現(xiàn)彩色C、在磨制平面時，檢查加工表面的平整度D、在醫(yī)療中用X射線進(jìn)行透視分析：波的干涉則是兩列頻率完全相同的波相互疊加時，會出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象．而波的衍射則是能繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象．解答：A、照相機(jī)鏡頭上的增透膜，利用薄膜得到頻率相同的兩列光波，進(jìn)行相互疊加，出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，故A正確；B、透過羽毛看到白熾燈呈現(xiàn)彩色，這是單縫衍射現(xiàn)象，故B錯誤；C、在磨制平面時，檢查加工表面的平整度，這是利用磨制平面與標(biāo)準(zhǔn)平面形成頻率相同的兩列光波，相互疊加進(jìn)行干涉，從而由明暗條紋的平行性，來確定加工表面的平整度，故C正確；D、在醫(yī)療中用X射線進(jìn)行透視，則是利用X射線的穿透性。故D錯誤；故選：AC。點(diǎn)評：干涉與衍射均是波的特性，穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象必須是頻率完全相同，而明顯的衍射現(xiàn)象必須是波長比阻礙物尺寸大得多或相差不大．而在干涉圖樣中，振動加強(qiáng)區(qū)位移時大時?。窘忸}思路點(diǎn)撥】高中階段主要介紹光的雙縫干涉和薄膜干涉，光的干涉現(xiàn)象再生產(chǎn)和生活中都有廣泛的應(yīng)用。10．光的雙縫干涉圖樣【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.通過雙縫干涉實驗可以得到一組明暗相間的條紋，這就是光的雙縫干涉圖樣，如下圖：2.條紋的特點(diǎn)：除邊緣條紋外，單色光的雙縫干涉條紋是相互平行、寬度相等、明暗相間的直條紋?！久}方向】如圖所示，a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣。分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是（）A、a、b是光的干涉圖樣B、c、d是光的干涉圖樣C、形成a圖樣光的波長比形成b圖樣光的波長短D、形成c圖樣光的波長比形成d圖樣光的波長短分析：干涉條紋的間距是相等的，條紋間距大的光波波長長。解答：干涉圖樣的條紋等間距，故A正確，B錯誤；無論是干涉還是衍射，形成的條紋間距大的波長長，故C、D均錯誤。故選：A。點(diǎn)評：本題考查了干涉圖樣的特點(diǎn)，條紋間距與光波的波長成正比?！窘忸}思路點(diǎn)撥】區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法（l）根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的，而單縫衍射條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)的亮條紋逐漸變窄。（2）根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮條紋往兩側(cè)亮度變化很小，而單縫衍射條紋的中央亮條紋最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗。11．根據(jù)光程差和波長（或頻率）判斷某點(diǎn)條紋的明暗【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.實驗裝置如下圖所示2.單縫屏的作用獲得一個線光源，使光源有唯一的頻率和振動情況。如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏（托馬斯?楊所處年代沒有激光）。3.雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光。4.相鄰亮條紋（或暗條紋）間的距離△x與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如下圖所示，雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l。雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0。對屏上與P0距離為x的一點(diǎn)P，兩縫與P的距離PS1＝r1，PS2＝r2。在線段PS2上作PM＝PS1，則S2M＝r2﹣r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ聯(lián)立可得r2﹣r1＝dx若P處為亮條紋，則dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距Δx=ld5.屏上某處出現(xiàn)亮、暗條紋的條件（1）出現(xiàn)亮條紋的條件：屏上某點(diǎn)P到兩條縫S1和S2的路程差正好是波長的整數(shù)倍或半波長的偶數(shù)倍，即|PS1﹣PS2|＝kλ＝2k?λ2（k＝0，1，2，3k＝0時，PS1＝PS2，此時P點(diǎn)位于屏上的O處，為亮條紋，此處的條紋叫中央亮條紋或零級亮條紋。k為亮條紋的級次。（2）出現(xiàn)暗條紋的條件：屏上某點(diǎn)P到兩條縫S1和S2的路程差正好是半波長的奇數(shù)倍，即|PS1﹣PS2|＝kλ＝（2k﹣1）?λ2（k＝1，2，3k為暗條紋的級次，從第1級暗條紋開始向兩側(cè)展開?！久}方向】在雙縫干涉實驗中，用氦氖激光器作光源，其發(fā)出的紅光頻率為4.74×1014Hz，從雙縫射出的光的振動情況完全相同，它們到達(dá)光屏上某點(diǎn)的路程差為2531.6nm．那么該點(diǎn)將出現(xiàn)怎樣的干涉圖樣？分析：先根據(jù)公式c＝λf求出紅光的波長，然后判斷路程差是半波長的奇數(shù)倍還是偶數(shù)倍，若是偶數(shù)倍即波長的整數(shù)倍則出現(xiàn)亮條紋．解答：本題考查雙縫干涉實驗中出現(xiàn)明暗條紋的