重庆市高考物理一轮专题：第53讲实验：光的折射全反射C卷
高考物理一轮复习：光的折射 全反射
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1. 判断下列说法是否正确． (1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射．( × ) (2)折射率跟折射角的正弦成正比. ( × ) (3)入射角足够大，也不一定能发生全反射. ( √ ) (4)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大 ( × ) (5)已知介质对某单色光的临界角为 C，则该介质的折射率等于sin1 C. ( √ )
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5. (2018·全国Ⅰ卷)如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°，一 束红光垂直 AB 边射入，从 AC 边上的 D 点射出，其折射角为 60°，则玻 璃对红光的折射率为____3____，若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在 D 点射出时的折射角__大__于____(填“小于”“等于”或“大于”)60°.
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四、 光的色散、棱镜 1. 色散现象：白光经过三棱镜后，透射光线在屏上形成按红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫的顺序排列的__彩__色__光__谱____．
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2. 三棱镜
(1)含义：截面是_三__角__形___的玻璃仪器，可以使光发生色散，如图所示．白 光的色散表明各色光在同一介质中的_折__射__率___不同．
2. 折射定律(如图所示)
(1)内容：折射光线跟入射光线和法线__在__同__一__平___面__内__；折射光线、入射 光线分居法线__两__侧____；入射角的正弦值与折射角的正弦值成__正__比____． (2)表达式：_ss_ii_nn_θθ_12_＝__n_1_2___，
2024版高考物理一轮复习教材：光的折射和全反射教学课件
第1讲 光的折射和全反射教材知识萃取1. 如图所示,等边△ABC 是三棱镜的横截面,一束单色光以60°的入射角射到AB 边的中点,经棱镜两次折射后,从AC 边的中点射出,测出经两次折射后光线的偏向角为60°,已知AB 边的长度为L ,光在真空中的传播速度为c ,则光沿图示路径通过三棱镜的时间是A.��B.�2�C.2��D.3�2�1.D 经两次折射后光线的偏向角为60°,由几何关系可知光线经AB 折射后的折射角为30°,所以该棱镜对该单色光的折射率n =sin60°sin30°=3,又n =��,所以光在介质中的传播速度为v =33c ,由几何关系可知光在介质中的路程为0.5L , 故光沿图示路径通过三棱镜的时间为t =0.5��=3�2�,D 项正确。
答案2. 如图所示的平面内,光束a 经圆心O 射入半圆形玻璃砖,进入玻璃砖后分成b 、 c 两束单色光。
下列说法正确的是A.玻璃对b 光的折射率小于对c 光的折射率B.在真空中b 光的波长小于c 光的波长C.在真空中b 光的频率小于c 光的频率D.在玻璃砖中b 光的传播速度大于c 光的传播速度（2.B 根据折射定律n =sin�sin�结合题图可知玻璃对b 光的折射率大于对c 光的折射率,即n b >n c ,则b 光的频率大于c 光的频率,A 、C 项均错误;根据c =λf ,可知在真空中b 光的波长小于c 光的波长,B 项正确;根据v =��可知,在玻璃砖中b 光的传播速度小于c 光的传播速度,D 项错误。
答案3. 如图所示为一个军事设施的观察孔,其宽度L =30 cm,厚度d =303cm,为了扩大观察视野,将折射率为n =2的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内,其厚度与孔的厚度相同。
则嵌入玻璃砖后,军事设施内的人通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角是A.60° B.90° C.120° D.180°3.B 军事设施内的人从内壁左侧最大范围观察右边的目标的光路如图所示。
高考物理考点详析 光的折射和全反射
1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。
2．折射定律（1）内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
（2）表达式：n =21sin sin θθ。
（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。
3．折射率（1）折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
（2）定义式：21sin sin θθ=n 。
（3）计算公式：vcn =，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1。
（4）当光从真空（或空气）射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空（或空气）时，入射角小于折射角。
4．全反射现象（1）条件：①光从光密介质射入光疏介质。
②入射角大于或等于临界角。
（2）现象：折射光完全消失，只剩下反射光。
5．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C =n1。
6．光的色散（1）光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
（2）光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。
（3）光的色散现象说明： ①白光为复色光；②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢。
（4）棱镜①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同。
②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散。
7．折射定律的理解与应用 解决光的折射问题的一般方法： （1）根据题意画出正确的光路图。
（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。
（3）利用折射定律建立方程进行求解。
8．玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。
9．三棱镜对光路的控制（1）光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示。
高考物理一轮复习课件基础课光的折射全反射
利用折射率可以判断光在不同介质中 的传播方向，进而分析各种光学现象 。
折射角与折射率关系
当光从折射率较小的介质射入折射率 较大的介质时，折射角小于入射角； 反之，折射角大于入射角。
02
全反射现象与条件
全反射现象及其实例
全反射现象
光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到临界 角时，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象。
高考物理一轮复习课件Байду номын сангаас础 课光的折射全反射
汇报人：XX 20XX-01-21
目录
• 光的折射现象与规律 • 全反射现象与条件 • 透镜成像原理及特点 • 光学仪器原理及使用 • 光的折射和全反射在生活中的应用 • 实验：探究光的折射和全反射规律
01
光的折射现象与规律
折射现象及其实例
折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质 时，传播方向发生改变的现象。
位差。
干涉仪
利用光的干涉原理来测 量长度、折射率等物理
量的仪器。
偏振光实验仪
用于研究光的偏振现象 及其应用的实验仪器。
光电效应实验仪
用于研究光电效应现象 及其应用的实验仪器。
05
光的折射和全反射在生活中的应 用
折射现象在生活中的应用
水中的筷子
当筷子插入水中时，由于光的折 射现象，我们观察到的筷子位置
实验结论
通过实验观察和测量，可以得出光在不 同介质中传播时遵循的折射和全反射规 律。当光线从光密介质射入光疏介质时 ，折射角随入射角的增大而增大；当入 射角达到临界角时，发生全反射现象。
VS
误差分析
实验中可能存在误差来源包括光源的稳定 性、半圆形玻璃砖的平面度、量角器的精 度等。为了减小误差，可以采取以下措施 ：使用稳定的光源、确保半圆形玻璃砖与 白纸紧密贴合、使用量角器时保持其稳定 并精确读数等。
2023高考物理光学专题冲刺训练--光的折射、全反射问题
光的折射、全反射一、折射定律和折射率1.对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝c n。
(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。
同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
2.光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的。
如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
3.解决光的折射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图。
(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。
(3)利用折射定律、折射率公式求解。
(4)注意折射现象中光路是可逆的。
二、针对练习1、(多选)如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC边的夹角为30°。
光在真空中的速度为c，则()A．玻璃的折射率为3B．玻璃的折射率为2C．光在三棱镜中的传播路程0.5LD．光在三棱镜中的传播时间为3L 2c2、（多选）一小球掉入一水池中，小球所受重力恰与其所受阻力和浮力的合力相等，使小球匀速下落，若从水面到池底深h＝1.5 m，小球3 s到达水底，那么，在下落处正上方观察时()A．小球的位移等于1.5 m B．小球的位移小于1.5 mC．小球的运动速度小于0.5 m/s D．小球的运动速度仍等于0.5 m/s3、（多选）把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体a和半径亦为d的半球体b，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上，从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是（）A．a中的字的位置比b中的字高B．b中的字的位置比a中的字高C．a、b中的字一样高D．a中的字的位置较没有玻璃时的高，b中的字的位置和没有玻璃时的一样4、（多选）由于覆盖着地球表面的大气，越接近地表面越稠密，折射率也越大，远处的星光经过大气层斜射向地面时要发生偏折，使我们看到的星星的位置，与实际位置间存在差距，这种效应叫作蒙气差。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：光的折射 全反射
考情分析光的折射2022·湖北卷·T142022·浙江1月选考·T112022·江苏卷·T122021·全国甲卷·T34(1)2021·湖南卷·T16(2)2021·浙江6月选考·T122019·全国卷Ⅰ·T34(2)光的折射与全反射的综合应用2022·全国甲卷·T34(2)2022·全国乙卷·T34(2)2022·辽宁卷·T52022·河北卷·T16(2)2022·广东卷·T16(2)2022·重庆卷·T16(2)2022·山东卷·T72022·浙江6月选考·T82021·全国乙卷·T34(2)2021·广东卷·T16(2)2021·河北卷·T16(2)2021·辽宁卷·T42020·全国卷Ⅱ·T34(2)2020·全国卷Ⅲ·T34(2)2020·浙江7月选考·T132019·全国卷Ⅲ·T34(2)光的干涉和衍射2022·浙江6月选考·T42022·山东卷·T102021·江苏卷·T62021·浙江6月选考·T162020·山东卷·T32020·北京卷·T12019·北京卷·T14几何光学与物理光学的综合应用2021·湖北卷·T52021·北京卷·T2实验：测量玻璃的折射率2019·天津卷·T9(2)实验：用双缝干涉测量光的波长2021·浙江6月选考·T17(2)2019·全国卷Ⅱ·T34(2)试题情境生活实践类全反射棱镜、光导纤维、增透膜、偏振滤光片、激光等学习探究类折射定律、全反射、测量玻璃的折射率、光的干涉现象、光的衍射、光的偏振现象、用双缝干涉测量光的波长第1讲光的折射全反射目标要求 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算．考点一折射定律折射率1．折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：sin isin r＝n(n为比例常数)．2．折射率(1)定义式：n＝sin isin r.(2)计算公式：n＝cv.因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1.1．无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的．(√) 2．入射角越大，折射率越大．(×)3．若光从空气射入水中，它的传播速度一定增大．(×)4．根据n＝cv可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比．(√)1．对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v＝c n.(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．2．光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折例1(多选)如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出．已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有()A．a光束在玻璃砖中传播速度比b光小B．从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了D．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同答案AC解析玻璃对单色光b的折射率较小，那么光路图如图所示，光在介质中的传播速度为v＝cn，因为玻璃对单色光b的折射率较小，所以a光束在玻璃砖中传播速度比b光小，故A正确；根据光路的可逆性可知：下表面出射角等于上表面的入射角，即两束光下表面的出射角相等，故从玻璃砖下表面射出后，两束光仍然平行，故B错误；由于a光的折射率大，偏折程度大，从下表面射出后沿水平方向侧移的距离大，故两束光从下表面射出后，两束光之间的距离一定增大，故C 正确，D 错误．例2 (2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O 和两出射点P 、Q 恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a 、反射光束b 、出射光束c 和d ，已知光束a 和b 间的夹角为90°，则( )A ．光盘材料的折射率n ＝2B ．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C ．光束b 、c 和d 的强度之和等于光束a 的强度D ．光束c 的强度小于O 点处折射光束OP 的强度 答案 D解析 如图所示，由几何关系可得入射角为i ＝45°，折射角为r ＝30°根据折射定律有n ＝sin 45°sin 30°＝2212＝2，所以A 错误；根据v ＝c n ＝22c ，所以B 错误；因为在Q 处光还有反射光线，光束b 、c 和d 的强度之和小于光束a 的强度，所以C 错误； 光束c 的强度与反射光束PQ 强度之和等于折射光束OP 的强度，所以D 正确．例3 (2023·江苏省七市调研)如图所示，激光笔发出一束激光射向水面O 点，经折射后在水槽底部形成一光斑P .已知入射角α＝53°，水的折射率n ＝43，真空中光速c ＝3.0×108 m/s ，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.(1)求激光在水中传播的速度大小v ；(2)打开出水口放水，求水放出过程中光斑P 移动的距离x 与水面下降距离h 的关系． 答案 (1)2.25×108 m/s (2)x ＝712h解析 (1)由于v ＝cn代入数据解得v ＝2.25×108 m/s. (2)打开出水口后，光路图如图所示设水原来深度为H ，折射角为β，由折射定律有n ＝sin αsin β，解得sin β＝sin αn ＝0.6由几何关系有h tan α＋(H －h )tan β＝x ＋H tan β 代入数据解得x ＝712h .考点二 全反射1．光密介质与光疏介质介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速小大相对性若n甲＞n乙，则甲相对乙是光密介质若n甲＜n丙，则甲相对丙是光疏介质2.全反射(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象．(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝sin 90°sin C，得sin C＝1n.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．3．光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图)．1．光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质．(√)2．只要入射角足够大，就能发生全反射．(×)3．光线从光疏介质进入光密介质，入射角大于等于临界角时发生全反射现象．(×)分析综合问题的基本思路(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质．(2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象．(3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题．例4(2023·福建三明市模拟)如图是在高山湖泊边拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物(石块、砂砾等)都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确的是()A ．远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了全反射B ．远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，可能发生了全反射，所以看不见C ．近处水面下景物的光线射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人眼睛中D ．光线由水射入空气，光的波速变大，波长变小 答案 B解析 远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰发出的光线在水面上发生了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生，故A 错误；远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，若入射角大于或等于全反射临界角时，则将发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故B 正确；近处水面下景物的光线射到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，射出水面而进入人眼睛中的能量越多，故C 错误；光线由水射入空气，根据v ＝cn 可知，光的波速变大，而光的频率不变，根据v ＝λf 可知波长变大，故D 错误．例5 如图甲所示，在平静的水面下深h 处有一个点光源s ，它发出的a 、b 两种不同颜色的光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的圆形复色光区域，周围为环状区域，且为a 光的颜色(如图乙)．设b 光的折射率为n b ，则下列说法正确的是( )A ．在水中，a 光的波长比b 光小B ．水对a 光的折射率比b 光大C ．在水中，a 光的传播速度比b 光小D ．复色光圆形区域的面积为S ＝πh 2n b 2－1答案 D解析 a 光的照射面积大，知a 光的临界角较大，根据sin C ＝1n知a 光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大，根据v ＝cn 知，在水中，a 光的传播速度比b 光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由v ＝λf 可知，在水中，a 光的波长比b 光大，A 、B 、C 错误；设圆形复色光区域半径为r ，圆形复色光区域边缘处b 光恰好发生全反射，依据sin C ＝1n b ，结合几何关系可知sin C ＝r h 2＋r 2，而圆形复色光区域的面积S ＝πr 2，联立解得S ＝πh 2n b 2－1，D 正确．考点三 光的折射和全反射的综合应用例6 (2023·福建莆田市模拟)如图所示，用折射率为2的某种材料制成横截面为直角三角形的透明介质，其中边长MN 为2L ，∠NMO ＝30°，∠MON ＝90°，已知光在真空中传播的速度为c ，一束平行光垂直于MN 边入射，到达ON 界面的光________(填“能”或“不能”)发生全反射；从OM 界面射出的光线折射角为______；从OM 界面射出的光，在介质中传播的最长时间为________(不考虑多次反射)．答案 能 45°263cL 解析 根据全反射的临界角公式有sin C ＝1n ＝22，解得临界角为C ＝45°，由几何关系知，到达ON 界面的光入射角为60°，大于临界角，故能发生全反射；根据光路图可知，从OM 界面射出的光线的入射角为30°，由折射定律有n ＝sin θsin 30°，解得从OM 界面射出的光线折射角为θ＝45°；光在介质中传播的速度为v ＝c n ＝22c ，经ON 界面发生全反射从OM 界面射出的光，在介质中传播的时间较长，设光线在ON 界面上的入射点为P ，则光在介质中传播的路程为s ＝x sin 60°＋L －x sin 60°＝233L －36x ，当x ＝0时，光路最长，即从N 点入射，从OM 界面射出的光，在介质中传播的最长时间，且为t ＝s m v ＝263cL .例7 (2022·全国甲卷·34(2))如图，边长为a 的正方形ABCD 为一棱镜的横截面，M 为AB 边的中点．在截面所在的平面，一光线自M 点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC 边的N 点恰好发生全反射，反射光线从CD 边的P 点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P 、C 两点之间的距离．答案723－12a 解析 设光线在AB 面的折射角为θ，则有sin 60°＝n sin θ，由题知，光线经折射后在BC 边的N 点恰好发生全反射，则有sin C ＝1n ，C ＝90°－θ联立解得tan θ＝32，n ＝72根据几何关系有tan θ＝MB BN ＝a2BN解得NC ＝a －BN ＝a －a 3再由tan θ＝PCNC ，解得PC ＝3－12a .课时精练1.(2023·山东青岛市检测)如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从柱体的O 点(半圆的圆心)射向空气，入射角α＝30°，产生的反射光束1和折射光束2恰好垂直，下列说法正确的是( )A ．玻璃柱体对该单色光束的折射率为 2B ．光束1和光束2的传播速度相同C ．光束1和光束2的传播频率相同D ．无论α增加到多大，都不可能发生全发射 答案 C解析 反射光束1和折射光束2恰好垂直，由几何知识可求得此时的折射角为γ＝60°，由折射定律可得，玻璃柱体对该单色光束的折射率为n ＝sin 60°sin 30°＝3，故A 错误；同一单色光，在不同介质中传播时，速度不同，但频率相同，故B 错误，C 正确；光从光密介质进入光疏介质，当入射角大于或等于临界角时，将发生全反射现象，根据sin C ＝1n ＝33，可知当α≥C时，将发生全反射，故D 错误．2.人的眼球可简化为如图所示的光学模型，即眼球可视为由两个折射率相同但大小不同的球体组成．沿平行于球心连线方向，入射宽度为2R 的平行光束进入眼睛，会聚于视网膜上的P 处(两球心连线的延长线在大球表面的交点)，图中小球半径为R ，光线会聚角为α＝30°，则两球体折射率为( )A.62B. 3 C ．2 D. 2 答案 D解析 根据几何关系可知，平行光束射入小球的入射角为45°，折射角为45°－15°＝30°，由折射定律可知n ＝sin 45°sin 30°＝2，故选D.3.如图，一长方体透明玻璃砖在底部挖去半径为R 的半圆柱，玻璃砖长为L .一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面．已知玻璃砖对该单色光的折射率为2，则半圆柱面上有光线射出( )A ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRL2B ．在半圆柱穹顶部分，面积为πRLC ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL2D ．在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL 答案 A解析 该单色光经过玻璃砖上表面到达下方的半圆柱面出射时可能发生全反射，如图．设恰好发生全反射时的临界角为C ，则有n ＝1sin C ，解得C ＝π4，则半圆柱面上有光线射出部分的面积为S ＝2CRL ，代入数据解得S ＝12πRL ，故选A.4.(多选)(2023·福建泉州市模拟)如图所示，由红光和蓝光组成的一细光束投射到一块玻璃碎片上被分成①、②两光束，则下列说法正确的是( )A ．①是蓝光，②是红光B ．在真空中，②的传播速度比较大C ．玻璃对①的折射率较大D ．适当增大此细光束射到玻璃左侧面的入射角，在玻璃中①的折射光先消失 答案 AC解析 因蓝光的折射率比红光大，由光路图可知，玻璃对①的折射率较大，①是蓝光，②是红光，故A 、C 正确；在真空中任何光的传播速度均相同，故B 错误；光从空气进入玻璃时是从光疏介质进入光密介质，适当增大此细光束射到玻璃左侧面的入射角，在玻璃中①的折射光不会消失，故D 错误．5.如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，AB长0.2 m，AC长0.1 m．一细光束沿平行于BC边的方向从AB边入射后直接射到AC边，恰好在AC边发生全反射，则棱镜对该细光束的折射率为()A.55 B.255 C.355 D.455答案 C解析光路图如图所示由几何关系可知sin i＝0.20.22＋0.12＝255，根据折射定律有sin isin α＝n，sin β＝1n，又因为α＋β＝90°，联立解得n＝355，故C正确．6．(2022·辽宁卷·5)完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮.2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球．如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球．下列说法正确的是()A．此单色光从空气进入水球，频率一定变大B．此单色光从空气进入水球，频率一定变小C．若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D．若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射答案 C解析光的频率是由光源决定的，与介质无关，故此单色光从空气进入水球频率不变，A、B 错误；由题图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为r、光线进入水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ，根据几何关系有sin (π－θ)R ＝sin αr ，则可得出光线2进入气泡的入射角大于光线1进入气泡的入射角，故若光线1在M 处发生全反射，则光线2在N 处一定发生全反射，若光线2在N 处发生全反射，光线1在M 处不一定发生全反射，C 正确，D 错误．7.(多选)如图所示，一束复色光沿PO 方向射向一上、下表面平行的无限大的厚玻璃平面镜的上表面，一共得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ.则( )A ．该复色光由三种颜色的光混合而成B ．光束Ⅱ在玻璃平面镜中的传播速度比光束Ⅲ小C ．光束Ⅱ、Ⅲ在玻璃平面镜内部传播的时间不可能相同D ．改变α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定始终与光束Ⅰ平行 答案 BD解析 根据题意将光路图补充完整，如图所示，其中β为光束Ⅱ的折射角，γ为光束Ⅲ的折射角光束Ⅰ为反射光线，仍是复色光，光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率不同导致偏折分离，为单色光，即该复色光由两种颜色的光混合而成，A 错误；根据折射率的定义，光束Ⅱ、Ⅲ的折射率表示为n 2＝cos αsin β＝c v 2，n 3＝cos αsin γ＝c v 3，因为β<γ<90°，则有n 2>n 3，v 2<v 3，光束Ⅱ在玻璃平面镜中的传播速度比光束Ⅲ小，B 正确；设玻璃平面镜的厚度为d ，光束Ⅱ、Ⅲ在玻璃平面镜中传播的时间表示为t 2＝2d cos βv 2＝2d cos αc cos βsin β＝4d cos αc sin 2β，t 3＝2dcos γv 3＝2d cos αc cos γsin γ＝4d cos αc sin 2γ，当满足sin 2β＝sin 2γ时，t 2＝t 3，即2γ＝π－2β或2β＝2γ，又因为β<γ，且均为锐角，则有β＋γ＝π2，因此光束Ⅱ、Ⅲ在玻璃平面镜内部传播的时间有可能相同，C 错误；玻璃平面镜上、下表面平行，根据光的反射定律及光路的可逆性，改变α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定始终与光束Ⅰ平行，D 正确．8.(2022·山东卷·7)柱状光学器件横截面如图所示，OP 右侧是以O 为圆心、半径为R 的14圆，左侧是直角梯形，AP 长为R ，AC 与CO 夹角45°，AC 中点为B .a 、b 两种频率的细激光束，垂直AB 面入射，器件介质对a 、b 光的折射率分别为1.42、1.40.保持光的入射方向不变，入射点从A 向B 移动过程中，能在PM 面全反射后，从OM 面出射的光是(不考虑三次反射以后的光)( )A ．仅有a 光B ．仅有b 光C ．a 、b 光都可以D ．a 、b 光都不可以答案 A解析 当两种频率的细激光束从A 点垂直于AB 面入射时，由几何知识可知，激光沿直线传播到O 点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去，如图甲，保持光的入射方向不变，入射点从A 向B 移动过程中，如图乙，可知激光沿直线传播到CO 面经反射，射向PM 面，入射点从A 向B 移动过程中，光线传播到PM 面的入射角逐渐增大．当入射点为B 点时，如图丙所示，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM 面的P 点，此时光线在PM 面上的入射角最大，设为α，由几何关系得α＝45°，根据全反射临界角公式得sin C a ＝1n a ＝11.42<22sin C b ＝1n b ＝11.40>22两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为C a <45°<C b ，故在入射光从A 向B 移动过程中，a 光能在PM 面全反射后，从OM 面射出，b 光不能在PM 面发生全反射，故A 正确，B 、C 、D 错误．9．(2022·广东卷·16(2))一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面如图所示．一激光器从罐体底部P 点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心O 点．当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束．已知光在空气中的传播速度为c ，求液体的折射率n 和激光在液体中的传播速度v .答案222c 解析 当入射角达到45°时，恰好到达临界角C ，根据sin C ＝1n ，可得该液体对激光的折射率n ＝1sin C ＝1sin 45°＝2，由于n ＝c v ，可知激光在液体中的传播速度v ＝c n ＝22c . 10.(2023·福建龙岩市模拟)如图所示，一束平行的绿光从半圆形玻璃砖的平面垂直入射，OC 为中心线，已知在半圆弧上入射点是A 的入射光线经折射后与OC 交于点B ，∠AOB ＝30°，∠ABC ＝15°，则该玻璃砖对绿光的折射率为________；圆形玻璃砖中有光从半圆面透射区域的圆心角为________；若将入射光改为红光，则光从半圆面透射区域的圆心角将________(选填“变小”“不变”或“变大”)．答案2 90° 变大解析 在A 点，由几何知识可得入射角i ＝∠AOB ＝30° 折射角r ＝∠AOB ＋∠ABC ＝45°则该玻璃砖对绿光的折射率为n＝sin rsin i＝2；设光线恰好射到半圆面上D点时发生全反射，其入射角等于临界角C，由sin C＝1n得C＝45°，在D点以下有光从半圆面透射而出，则由对称性可知，圆形玻璃砖中有光从半圆面透射区域的圆心角为90°；红光的折射率小于绿光，全反射临界角大于绿光，若将入射光改为红光，则发生全反射的临界点向边缘移动，即光从半圆面透射区域的圆心角将变大．11．(2023·福建泉州市调研)某材料表面形状如图所示，一束光与第1个表面成45°角入射，已知该材料对该光的折射率为62.光线在第1个表面的折射角正弦值为______________；这束光最远能传播到第________个表面(选填“2”“3”“4”或“5”)．答案33 3解析根据折射定律可知n＝62＝sin 45°sin r1，解得sin r1＝33；这束光射到第2个表面时的入射角仍为45°，折射角的正弦值仍为sin r2＝33射到第3面时的入射角的正弦值sin i3＝cos r2＝1－sin2r2＝63而这束光在该材料表面发生全反射时临界角的正弦值sin C＝1n ＝63则这束光射到第3面时恰能发生全反射，则这束光最远能传播到第3个表面．12．如图，一潜水员在距海岸A 点45 m 的B 点竖直下潜，B 点和灯塔之间停着一条长4 m 的皮划艇．皮划艇右端距B 点4 m ，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为α和β(sin α＝45，sin β＝1637)，水的折射率为43，皮划艇高度可忽略．(1)潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里．若海岸上A 点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；(2)求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围． 答案 见解析解析 (1)潜水员在水下看到景物示意图如图甲潜水员下潜深度为BO ，则有 sin C ＝1n ，又n ＝34，则tan C ＝37结合几何关系可有tan C ＝AB BO，其中AB ＝45 m由以上数据可得BO ＝157 m(2)由题意分析，由于皮划艇遮挡引起水下看不到灯光，光路示意图如图乙①灯光到达皮划艇右端E 点，则有n ＝sin αsin θ1则sin θ1＝sin αn ＝35，tan θ1＝34又tan θ1＝BEh 1，解得h 1＝163m ②灯光到达皮划艇左端F 点，则有n ＝sin βsin θ2则sin θ2＝1237，tan θ2＝1235又tan θ2＝BFh 2，解得h 2＝703m 综上所述，潜水员在水下163 m 至703m 之间看不到灯光．。
高考物理一轮复习课件光的折射全反射
CHAPTER 02
全反射现象与条件
全反射现象及产生条件
全反射现象
当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角增大到某一角 度，使折射角达到临界角，这时折射光线完全消失，只剩下 反射光线，这种现象叫做全反射。
产生条件
光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。
临界角与全反射角关系
临界角
折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C 表示。
高考物理一轮复习课 件光的折射全反射
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 光的折射现象与定律 • 全反射现象与条件 • 光的折射在几何光学中应用 • 光的折射在全反射中应用 • 实验：测定玻璃折射率 • 总结与提高
CHAPTER 01
光的折射现象与定律
折射现象及条件
折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质 时，传播方向发生改变的现象。
要点二
实验原理
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生 改变，这种现象称为光的折射。折射定律指出，入射光线 、折射光线和法线位于同一平面内，且入射角正弦与折射 角正弦之比等于两种介质的折射率之比。
实验步骤和注意事项
实验步骤
1. 准备实验器材，包括平行光源、半圆形玻璃砖、光屏、大头针、量角器等。
例题二
分析光纤传感器的工作原 理及其在温度测量中的应 用，包括传感器的结构、 信号处理等。
例题三
探讨折射法测量液体浓度 的技术原理及实验步骤， 包括折射率的测量、浓度 计算等。
CHAPTER 05
实验：测定玻璃折射率
实验目的和原理
要点一
实验目的
通过测量入射角和折射角，计算玻璃的折射率，了解光的 折射现象。
高考物理一轮复习 光的折射 全反射教学案
光的折射全反射一．考点整理基本概念1．光的折射：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生的现象。
⑴折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一，折射光线与入射光线分别位于的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成，sin i/sin r = n（n是常数）。
⑵折射率：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小，折射率由介质本身的光学性质和光的决定，定义式n= sinθ1/sinθ2（介质2相对介质1的折射率）。
决定式n= ，因v< c，故任何介质的折射率总大于1。
⑶玻璃三棱镜对光路的控制：如图所示，光线两次折射均向底面偏折。
可见光颜色由决定，红橙黄绿蓝靛紫频率由低到高；在同一介质中折射率由小到大；在同一介质中的速度由大到小；通过同一棱镜的偏折角，由小到大，2．光路可逆：在光的折射现象中，遵循光的折射定律，光路是可逆的。
3．全反射：光从介质射入介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将，只剩下光线的现象。
⑴发生全反射的条件：①光从介质射向介质．②入射角大于等于角。
⑵临界角：折射角等于时的入射角．若光从光密介质（折射率为n）射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C = ．介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
⑶光导纤维：光导纤维的原理是利用光的全反射。
4．测定玻璃的折射率⑴实验目的：测量玻璃的折射率，掌握光发生折射的入射角和折射角的确定方法。
⑵实验原理：用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出射点O′，画出折射光线OO′，然后量出入射角θ1和折射角θ2，代入公式计算折射率。
⑶实验器材：白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖⑷光路图：如图所示。
⑸实验步骤：①铺白纸、画线：如图所示，将白纸用图钉按在绘图板上，先在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线MN，并画一条线段AO作为入射光线；把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb′。
高考物理一轮专题： 第53讲 实验：光的折射 全反射
高考物理一轮专题：第53讲实验：光的折射全反射姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共7题；共14分)1. （2分） (2017高二下·邯郸期末) 如图所示，分界线MN上方和下方分别是两种不同的光介质Ⅰ和Ⅱ，一细束由红和紫两种单色光组成的复合光由介质Ⅰ中射向分界面MN，分成两细束光a、b，则（）A . 光束a一定是单色光B . 光束a可能是复合光，也可能是紫光C . 光束b一定是红光D . 光束b可能是复合光，也可能是红光2. （2分）某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏P ，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P ，如图所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是（）A . 单色光a的波长大于单色光b的波长B . 在玻璃中单色光a的传播速度小于单色光b的传播速度C . 单色光a通过玻璃砖所需的时间大于单色光b通过玻璃砖所需的时间D . 当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消失的是a光3. （2分）下列说法不正确的是（）A . 天空呈蓝色是因为波长大的光容易被大气色散B . 傍晚阳光比较红是因为红光和橙光不容易被大气吸收C . 微波炉的原理是电磁感应D . 利用激光加工坚硬材料4. （2分）直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。
a、b光相比（）A . 玻璃对a光的折射率较大B . 玻璃对a光的临界角较小C . b光在玻璃中的传播速度较小D . b光在玻璃中的传播时间较短5. （2分）一张光盘可记录几亿个字节，其信息量相当于数千本十多万字的书，其中一个重要原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1mm的宽度至少可以容纳650条轨道．这是应用了激光的哪个特性？（）A . 相干性好B . 平行度好C . 亮度高D . 频率高6. （2分）在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示．下列相关说法正确的是（）A . 图中①光是红光，②光是蓝光B . 在光盘的透明介质层中，①光比②光传播更快C . 若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的宽D . 若①光、②光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄7. （2分）如图所示，一束含有红光和蓝光的光线，由空气射入玻璃三棱镜，折射后分成了 a、b两束光，其中有一束光在AC边界发生了全反射，则下列说法中正确的是（）A . a为红光，b为蓝光，发生全反射的是aB . a为红光，b为蓝光，发生全反射的是bC . a为蓝光，b为红光，发生全反射的是aD . a为蓝光，b为红光，发生全反射的是b二、多选题 (共3题；共9分)8. （3分）光发生全反射的条件是（）A . 光从光疏介质射入光密介质B . 光从光密介质射入光疏介质C . 入射角小于全反射临界角D . 入射角大于或等于全反射临界角9. （3分）(2016·济宁模拟) 如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合．一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上．使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ（0°＜θ＜90°），观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动．在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是（）A . 折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移动B . 折射光斑的亮度逐渐变暗C . 折射角一定大于反射角D . 反射光线转过的角度为θE . 当玻璃砖转至θ=45°时，恰好看不到折射光线．则此玻璃砖的折射率n=10. （3分）如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于放置的光屏，沿方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是（）A . 该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B . A光的频率比B光的频率高C . 在该玻璃体中，A光比B光的波长长D . 在真空中，A光的波长比B光的波长长E . A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高三、解答题 (共4题；共20分)11. （5分） (2017高三下·绵阳开学考) 某种材料制成的边长为L的等边三棱镜，其截面ABC如图所示，BC 边有不透光均匀涂层．一束垂直BC边的光线从AB边距B点处的E点入射，光线在三棱镜内经过一次反射后从AC边上距A点的F点射出，出射光线与入射光线平行．已知光在真空中传播速度为c．求：①该材料的折射率n；②从AC边上射出的光在三棱镜中的传播时间t．12. （5分）如图所示，直角三棱镜的∠A=60°，一束单色光线从BC边射入，从AB射出，光线射入BC边时，入射角为45°．光线射出AB边时，与AB边垂直．则：（计算结果可以用根式表示）①该玻璃棱镜的折射率为多大？②玻璃棱镜临界角多大？若光速为c，则光在棱镜中的速度为多大？13. （5分）一半径为R的半圆形玻璃砖，横截面如图所示。
高考物理一轮复习 专题53 光的干涉、衍射和偏振现象(
专题53 光的干涉、衍射和偏振现象（练）1．下列应用中是利用光的干涉原理的是_____（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．增透膜B．偏振片C．全息照相D．在磨制各中镜面或其它精密光学平面时，检查镜面的平整度E．切割和焊接金属【答案】ACD【解析】增透膜、全息照相以及在磨制各中镜面或其它精密光学平面时，检查镜面的平整度，都是利用光的干涉现象；而偏振片是利用光的偏振；切割和焊接金属与光的干涉无关；故选ACD．【名师点睛】考查应掌握各种仪器的工作原理和使用方法，注意干涉与衍射之间的区别与联系．2．在光的双缝干涉实验中，光屏上出现的条纹情况是：（）A．中央明条纹最宽B．各种不同色光的暗条纹间距一样大C．对于同种色光，光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小D．在相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大【答案】D【名师点睛】解答此题要知道：双缝干涉条纹等间距、等宽度、等亮度．根据双缝干涉条纹的间距公式Lxdλ∆＝比较条纹间距的大小。
3．（多选）下列关于光现象，说法正确的是：（）A．通过游标卡尺测量爪的狭缝观察日光灯周围有彩纹，是由于光的折射B．雨后彩虹是阳光通过水雾形成的衍射现象C．激光全息照相利用了激光相干性好的特点D．拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影响【答案】CD【解析】通过游标卡尺测量爪的狭缝观察日光灯周围有彩纹，是光的衍射，A错误；雨后彩虹是由于光的折射造成色散形成的，故B错误；激光全息照相利用了激光相干性好的特点，C 正确；反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，或拍摄水面上的物品时，往往在镜头前加装偏振片以减弱玻璃表面反射光进入照相机镜头，故D正确；【名师点睛】该题考查到光的衍射、干涉、偏振现象和各种电磁波的性质，对光的本性的考查比较全面．都是基础知识．属于基础题目．4．以下说法正确的是_____（填入正确选项前的字母，选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
备考2019年高考物理一轮专题： 第53讲 实验：光的折射 全反射
备考2019年高考物理一轮专题：第53讲实验：光的折射全反射一、单1.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可利用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图1所示．M、N、P、Q点的颜色分别为（）A、紫、红、红、紫B、红、紫、红、紫C、红、紫、紫、红D、紫、红、紫、红+2.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光．如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）A、红光B、黄光C、绿光D、紫光+3.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是（）A、若增大入射角i，则b光先消失B、在该三棱镜中a光波长小于b光C、a光能发生偏振现象，b光不能发生D、若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低+4.用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直A C面射入，如图它在棱镜内发生全反射的次数为（）A、2次B、3次C、4次D、5次+5.一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是()A、B、C、D、+6.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气，当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ，已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（）A、B、C、D、+7.如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb ，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则（）A、λa＜λb，n a＞n bB、λa＞λb，n a＜n bC、λa＜λb，n a＜n bD、λa＞λb，n a＞n b+二、多8.关于全反射，下列说法中正确的是（??）A、光从光密介质射向光疏介质时可能产生全反射B、光从光疏介质射向光密介质时可能产生全反射C、光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能产生全反射D、光从传播速度小的介质射向传播速度大的介质时可能产生全反射+9.如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。
高考物理一轮复习详细讲义(教师版)：光的折射 全反射
第三节 光的折射 全反射 (实验：测定玻璃的折射率)【基础梳理】提示：同一 两侧 比值 sin θ1sin θ2频率 光密介质 光疏介质 大于或等于 反射光 1n入射角 折射角 【自我诊断】判一判(1)某种玻璃对蓝光的折射率比红光大，蓝光和红光以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大．( )(2)光从空气射入玻璃时，只要入射角足够大就可能发生全反射．( ) (3)在水中，蓝光的传播速度大于红光的传播速度．( )(4)在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里．( ) (5)光纤通信利用了全反射的原理．( )(6)晚上，在水池中同一深度的两点光源分别发出红光和蓝光，蓝光光源看起来浅一些．( )提示：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√做一做如图所示，光在真空和介质的界面MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是( ) A ．光是从真空射向介质 B ．介质的折射率为1.73C ．光在介质中的传播速度为1.73×108 m/sD ．反射光线与折射光线成90°角E ．当入射角增大10°，则折射角也将增大10° 提示：BCD折射定律的应用 【知识提炼】1．对折射率的理解(1)公式n ＝sin θ1sin θ2中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角．(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关．(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质．(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小．(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同． (6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v ＝c n. 2．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制1．(2018·高考全国卷Ⅲ) 如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC 边上．D 位于AB 边上，过D 点做AC 边的垂线交AC 于F .该同学在D 点正上方向下顺着直线DF 的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O 点做AB 边的垂线交直线DF 于E ；DE ＝2 cm ，EF ＝1 cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射)解析：过D点作AB边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示．根据折射定律有n sin α＝sin β①式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知β＝60°②∠EOF＝30°③在△OEF中有EF＝OE sin∠EOF ④由③④式和题给条件得OE＝2 cm ⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝ 3. ⑦答案：见解析2. (2017·高考全国卷Ⅰ)如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．解析：如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有sin i ＝n sin r ①由正弦定理有 sin r 2R ＝sin （i －r ）R②由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有sin i ＝L R ③式中L 是入射光线与OC 的距离．由②③式和题给数据得 sin r ＝6205④由①③④式和题给数据得 n ＝ 2.05≈1.43 ⑤答案：见解析对全反射现象的理解和应用【知识提炼】1．求解光的折射、全反射问题的四点提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的．同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质．(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象． (3)在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的．(4)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．2．解决全反射问题的一般方法(1)确定光是光密介质进入光疏介质． (2)应用sin C ＝1n确定临界角．(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射．(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图．(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题． 3．求解全反射现象中光的传播时间的一般思路(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化，即v ＝cn .(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定． (3)利用t ＝lv 求解光的传播时间．【典题例析】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，△ABC 是一直角三棱镜的横截面，∠A ＝90°，∠B＝60°.一细光束从BC 边的D 点折射后，射到AC 边的E 点，发生全反射后经AB 边的F 点射出．EG 垂直于AC 交BC 于G ，D 恰好是CG 的中点．不计多次反射．(1)求出射光相对于D 点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？ [解析] (1)光线在BC 面上折射，由折射定律有 sin i 1＝n sin r 1①式中，n 为棱镜的折射率，i 1和r 1分别是该光线在BC 面上的入射角和折射角．光线在AC 面上发生全反射，由反射定律有i 2＝r 2②式中i 2和r 2分别是该光线在AC 面上的入射角和反射角 光线在AB 面上发生折射，由折射定律有 n sin i 3＝sin r 3③式中i 3和r 3分别是该光线在AB 面上的入射角和折射角由几何关系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3) ⑤由①②③④⑤式得δ＝60°. ⑥(2)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有n sin i2≥n sin C>n sin i3⑦式中C是全反射临界角，满足n sin C＝1 ⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为233≤n<2. ⑨[答案]见解析光的色散现象【知识提炼】1．光的色散(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带．(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象．2．1．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋Bλ2＋Cλ4，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示，则()A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光E．屏上d处是紫光解析：选DE.白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫．由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小．故屏上a处为红光，屏上d处为紫光，D、E正确．2．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示．M、N、P、Q点的颜色分别为()A．紫、红、红、紫B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红D．紫、红、紫、红解析：选A.七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，故经玻璃球折射后红光的折射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知M、Q点为紫光，N、P点为红光，故选项A正确．3．(1)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a 光的频率小于b光的频率．下面光路图可能正确的是________．(2)如图所示，含有两种单色光的一细光束，以入射角θ射入厚度为d 的平行玻璃砖中，该玻璃砖对两种单色光的折射率分别为n 1和n 2，且n 1＞n 2.求两束单色光从下表面射出时出射点之间的距离．解析：(1)由于a 光的频率小于b 光的频率，可知a 光的折射率小于b 光的折射率．在上表面a 、b 两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a 光的折射角大于b 光的折射角．在下表面，光线由玻璃射向空气，光线折射率为折射角正弦比入射角正弦，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．(2)光路图如图所示，则n 1＝sin θsin r 1，n 2＝sin θsin r 2tan r 1＝x 1d ，tan r 2＝x 2dΔx ＝x 2－x 1 联立各式解得Δx ＝d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 22－sin 2θ－1n 21－sin 2θ.答案：(1)B(2)d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 22－sin 2θ－1n 21－sin 2θ实验：测定玻璃的折射率【知识提炼】1．实验原理：用插针法找出与入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，确定出O ′点，画出折射光线OO ′，然后测量出角θ1和θ2，代入公式n ＝sin θ1sin θ2计算玻璃的折射率． 2．实验过程(1)铺白纸、画线．①如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa ′作为界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线MN ，并画一条线段AO 作为入射光线．②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb ′. (2)插针与测量．①在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置．②移去玻璃砖，连接P 3、P 4并延长交bb ′于O ′，连接OO ′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM ，折射角θ2＝∠O ′ON .③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中． ④改变入射角θ1，重复以上实验步骤，列表记录相关测量数据． 3．数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值．(2)作sin θ1－sin θ2图象：改变入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由n ＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n ：以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图所示，sin θ1＝EHOE，sin θ2＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin θ1sin θ2＝EH E ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .【跟进题组】 1．(2016·高考四川卷)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n .如图甲所示，O 是圆心，MN 是法线，AO 、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i 和折射角r ，作出sin i －sin r 图象如图乙所示．则( )A ．光由A 经O 到B ，n ＝1.5 B ．光由B 经O 到A ，n ＝1.5C ．光由A 经O 到B ，n ＝0.67D ．光由B 经O 到A ，n ＝0.67解析：选B.由题图乙可知，入射角i 小于折射角r ，则可知光是从玻璃砖进入空气，即光由B 经O 到A ；由折射率公式，n ＝sin r sin i ＝0.90.6＝1.5，B 项正确．2．(2019·郑州一中模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻璃折射率”实验，图示直线aa ′、bb ′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：A ．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa ′与bb ′不平行，其他操作正确B ．乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa ′和bb ′后，将玻璃砖向aa ′方向平移了少许，其他操作正确C ．丙同学在白纸上画aa ′、bb ′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，其他操作正确上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)．(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直线)．在以后的操作说法中你认为正确的是________．A．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在③线上B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在①线上C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生全反射解析：(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变；丙同学在白纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角比实际值大，算得的折射率将偏小．(2)由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上，故A错误；若保持O点不动，减小入射角，折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上，故B正确；若保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射．故C错误．答案：(1)AB(2)B(建议用时：40分钟)一、选择题1. 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线．则()A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距解析：选ABD.通过光路图可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃砖对a光的折射率大于b光的折射率，选项C错误；a光的频率大于b光的频率，a光的波长小于b光的波长，选项B正确；由n＝cv知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，选项A正确；入射角增大时，折射率大的光线首先发生全反射，a光首先消失，选项D正确；做双缝干涉实验时，根据Δx＝ldλ得a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，选项E错误．2. 如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析：选D.发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A 错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B 错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C错误；根据n＝cv，光在水中的传播速度较小，选项D正确．3. 中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光()A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光解析：选C.由题图可知，a光在同一介质中的折射率大，其频率大．根据n＝cv，知a光在玻璃中的传播速度小，选项A错误；当a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路图如图所示，由图可知，a光的侧移量大，选项B错误；由于a光的频率大，且频率越大，越容易引起光电效应，选项C正确；由sin C＝1n，可知a光的临界角小，即a光比b光容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b光，选项D错误．4. 半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光()A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C．在真空中，a光的波长小于b光波长D．让a光向A端逐渐平移，将发生全反射E．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大解析：选ADE.由题图可知，b光发生了全反射，a光没有发生全反射，即a光发生全反射的临界角C a 大于b 光发生全反射的临界角C b ，根据sin C ＝1n，知a 光的折射率小，即n a <n b ，根据n ＝c v ，知v a >v b ，选项A 正确；根据n ＝sin i sin r，当i 相等时，r a >r b ，选项B 错误；由v a >v b 知其频率关系：f a <f b ，在真空中，由c ＝λf 得，波长关系λa >λb ，选项C 错误；a 光束向A 端平移，射到圆面的入射角增大到大于临界角，发生全反射，故选项D 正确；根据条纹间距离公式Δx ＝l dλ知，用a 光时条纹间距大，选项E 正确． 5. 如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ，波长分别为λa 、λb ，该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ，则( )A ．λa <λb ，n a >n bB ．λa >λb ，n a <n bC ．λa <λb ，n a <n bD ．λa >λb ，n a >n b解析：选B.一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长．所以λa >λb ，n a <n b .故选项B 正确．6．(2019·贵州六校联考) 如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点．图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是( )A ．O 1点在O 点的右侧B ．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D ．若沿AO 1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点E ．若蓝光沿AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点解析：选BCD.据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O 1点应在O 点的左侧，故A 错；光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B 对；紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点正下方的C 点，故C 对；若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B 点正上方的D 点，故D 对；若蓝光沿AO 方向射入，据折射定律，知折射光线不可能过B 点正上方的D 点，故E 错．7．以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin i sin r＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．8．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是( )A ．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B ．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C ．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景D ．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化E ．一束白光从空气斜射进入水中，也将发生色散解析：选ABE.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象，A 正确；由全反射的条件可知，内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B 正确；海市蜃楼将呈现正立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景，C 错误；色光进入水中，光的频率不变，颜色不变，D 错误；白光斜射入水中，由于水对不同色光的折射率不同，各种色光将分开，故E 正确．9．(2019·西安质检) 如图所示，从点光源S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab 间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )A ．a 侧是红色光，b 侧紫色光B ．在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长C ．三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率D ．在三棱镜中a 侧光的传播速率大于b 侧光的传播速率E ．在同种条件下做双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于b 光解析：选BCE.红光的折射率小，所以偏折角小，故b 侧为红色光，a 侧为紫色光，红色光的波长比紫色光的波长长，干涉条纹间距也大，在玻璃中的传播速率也大，B 、C 、E 正确，A 、D 错误．10. 彩虹是由阳光进入雨滴，先折射一次，然后在雨滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．形成示意图如图所示，一束白光L 由左侧射入雨滴，a 、b 是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光(a 、b 是单色光)．下列关于a 光与b 光的说法中正确的是( )A ．雨滴对a 光的折射率大于对b 光的折射率B ．a 光在雨滴中的传播速度小于b 光在雨滴中的传播速度C ．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光条纹间距大于b 光条纹间距D ．a 光、b 光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E ．若a 光、b 光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b 光能够发生全反射，则a 光也一定能够发生全反射解析：选ABE.从光的折射光路可知，a 光折射率大，即n a ＞n b ，选项A 对；根据n ＝c v ，折射率越大，在介质中的传播速度越小，即a 光在雨滴中传播速度小，选项B 对；折射率越大，频率越高，波长越短，即a 光波长短，双缝干涉实验中，由Δx ＝lλd知波长越长条纹间距越宽，所以a 光双缝干涉条纹间距窄，选项C 错；光在两种介质表面发生折射时，频率不变，从空气进入雨滴，传播速度变小，所以波长变小，选项D 错；光线从介质到空气，发生全反射的临界角sin C ＝1n，即a 光全反射的临界角小，当b 光能够发生全反射时，已经超过了a 光的临界角，a 光也一定能够发生全反射，选项E 对．二、非选择题11. 如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P 1、P 2确定入射光线，并让入射光线过圆心O ，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P 3，使P 3挡住P 1、P 2的像，连接OP 3，图中MN 为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B 、C 分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB 、CD 均垂直于法线并分别交法线于A 、D 点．(1)设AB 的长度为l 1，AO 的长度为l 2，CD 的长度为l 3，DO 的长度为l 4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．(2)该同学在插大头针P 3前不小心将玻璃砖以O 为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．解析：(1)sin θ1＝l 1BO ，sin θ2＝l 3CO，因此玻璃砖的折射率 n ＝sin θ1sin θ2＝l 1BO l 3CO＝l 1l 3，因此只需测量l 1和l 3即可． (2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l 1是不变的，即入射角不变，而l 3减小，所以测量值n ＝l 1l 3将偏大． 答案：(1)l 1和l 3 l 1l 3(2)偏大 12. 一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．解析：(1)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有sin θ＝1n ①。
2024全国高考真题物理汇编：光的折射
2024全国高考真题物理汇编光的折射一、单选题1．（2024重庆高考真题）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。
容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm ，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。
调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h ，就能得到液体的折射率n 。
忽略气壁厚度，由该方案可知（）A ．若h =4cm ，则nB ．若h =6cm ，则�=43C ．若54n，则h =10cm D ．若32n ，则h =5cm二、实验题2．（2024安徽高考真题）某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验．(1)为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是________。
（填正确答案标号）A ．用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a 和aB ．在玻璃砖一侧插上大头针1P 、2P ，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使2P 把1P 挡住，这样就可以确定入射光线和入射点1O 。
在眼睛这一侧，插上大头针�3，使它把1P 、2P 都挡住，再插上大头针�4，使它把1P 、2P 、�3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点2O C ．实验时入射角1 应尽量小一些，以减小实验误差(2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率（填“大”或“小”）(3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。
保持相同的入射角1 ，测得折射角分别为2 、 323 ，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n 玻璃n介质（填“ ”或“ ”）。
此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。
3．（2024北京高考真题）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图所示的光路图，测出了入射角i 和折射角r ，则此玻璃的折射率n =。
2024届高考物理一轮第五编第十三章光第1讲光的折射全反射
2．[折射率的求解]
如图所示，ABC 为直角三棱镜的截面，∠A＝30°，∠B＝90°，
一束单色光从 AB 边上的 D 点平行 AC 射入，折射光线刚好经
过 C 点，已知 BD＝12AD，则三棱镜的折射率为
()
A. 3
B．32
C. 2
D．2
3 3
解析：设 BC 长为 d，则 AB＝ 3d，BD＝ 33d，由几何关系可知，单色光在 D
如果光束b是蓝光，则光束a可能是
()
A．红光
B．黄光
C．绿光
D．紫光
解析：由题图可知，光束 a 的折射角小，根据 n＝ssiinn ri知，光束 a 的折射率大
于光束 b 的折射率，频率越大，折射率越大，且已知光束 b 是蓝光，选项中频
率大于蓝光的只有球形玻璃的色散]
第十三章 | 光
第1讲 光的折射 全反射
一、光的折射定律 折射率 1．折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生_改__变__的现象， 如图所示(以光从空气射入水中为例)。 2．折射定律 (1)内容：折射光线与入射光线、法线处在_同__一__平__面___内，折射光线与入射光线分 别位于法线的__两__侧__；入射角的正弦与折射角的正弦成__正__比。
解析：根据折射定律，可知光由空气斜射入水中时入射角大于 折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故 A错误；光从光疏介质(空气)射入光密介质(水)中时，速度变小，故B正确；紫光 的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则折射光线可能通过B点正下方 的C点，故C正确；红光的折射率小于蓝光，折射角要大于蓝光的，则折射光线可 能通过B点正上方的D点，故D正确。 答案：A
转了α角，则α