考點(diǎn)題組訓(xùn)練：專題14+光學(xué)+電磁波+相對論簡介

1、1 (2016 四川理綜， 5， 6 分)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測定半圓形玻璃磚的折射率n.如圖甲所示， O 是圓心， MN 是法線， AO、BO 分別表示某次測量時(shí)光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑該同學(xué)測得多組入射角 i 和折射角 r，作出 sin isin r 圖象如圖乙所示，則 ()A 光由 A 經(jīng) O 到 B， n 1.5B光由 B 經(jīng) O 到 A， n 1.5C光由 A 經(jīng) O 到 B， n 0.67D光由 B 經(jīng) O 到 A， n 0.671 B在題圖乙中任取一點(diǎn)，對應(yīng)sin rsin i，即折射角大于入射角，可知光由B經(jīng) O 到 A，A 、C 錯(cuò)誤由折射定律和題圖乙可知，sin r1n s

2、in i k，當(dāng)sin r 0.9 時(shí)，sin i0.6，代入數(shù)據(jù)得 n1.5，B 正確， D 錯(cuò)誤2 (2015 福建理綜， 13， 6 分 )如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長分別為 a、b，該玻璃對單色光a、b 的折射率分別為na、nb，則 ()A anbBa b，nanbCa b， na b， na nb2 B從題圖中可以看出，單色光b 經(jīng)玻璃后偏折明顯，說明玻璃對單色光b 的折射率較大，可知b 的波長短， B 正確3 (2015 四川理綜， 3， 6 分)直線 P1P2 過均勻玻璃球球心 O，細(xì)光束 a、 b 平行且關(guān)于 P1P2 對稱，由空氣射入玻璃球的光

3、路如圖所示a、 b 光相比()A 玻璃對 a 光的折射率較大B玻璃對 a 光的臨界角較小Cb 光在玻璃中的傳播速度較小Db 光在玻璃中的傳播時(shí)間較短3 C從題圖中看出， b 光線進(jìn)入玻璃后偏折程度較大，因此玻璃對b 光折射率大， A 錯(cuò)誤根據(jù) sin C1知，折射率大的臨界角小， B錯(cuò)誤根據(jù) v c知，折nn射率大的傳播速度小， C 正確由幾何關(guān)系知， b 在玻璃中運(yùn)動路程長，結(jié)合b 的傳播速度小，可知 b 在玻璃中的傳播時(shí)間較長， D 錯(cuò)誤 sin 1， n c【點(diǎn)撥】分析此類問題關(guān)鍵是靈活利用折射率的兩個(gè)公式nsin 2v 和1臨界角公式sin Cn 進(jìn)行推理4 2015 重慶理綜， 11

4、(1)，6 分 虹和霓是太陽光在水球內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN 和 PQ 兩條彩色光帶，光路如圖所示，M、N、P、Q 點(diǎn)的顏色分別為 ()A 紫、紅、紅、紫B紅、紫、紅、紫C紅、紫、紫、紅D紫、紅、紫、紅4 A對同一個(gè)介質(zhì)來說，紅光折射率最小，偏折程度最小，由圖可知，N、P為紅色， M、Q為紫色， A正確5 2015 新課標(biāo)全國 ，34(1)， 5分 ( 多選 )如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、 b兩束光線，則()A 在玻璃中， a 光的傳

5、播速度小于b 光的傳播速度B在真空中， a 光的波長小于 b 光的波長C玻璃磚對 a 光的折射率小于對b 光的折射率D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a 首先消失E分別用 a、b 光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a 光的干涉條紋間距大于 b 光的干涉條紋間距sin 15 ABD利用 n sin 2，由圖及光的可逆性可知a1b1，a2 b2，可知na nb， C 錯(cuò)誤同一介質(zhì)中，折射率越大，頻率越大，波長越小，發(fā)生全反射的臨界角越小， B、D 正確又 n vc，則 va vb，A 正確由干涉條紋間距公式lx d 可知， E 錯(cuò)誤6 (2015 安徽理綜， 18，6 分 )如圖所示

6、，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB 面上，經(jīng) AB 和 AC 兩個(gè)面折射后從 AC 面進(jìn)入空氣當(dāng)出射角 i和入射角 i 相等時(shí)，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為.已知棱鏡頂角為，則計(jì)算棱鏡對該色光的折射率的表達(dá)式為()sin sin 22A.B.sin 2sin 2sin D.sin C.sinsin 226 A設(shè)光在 AB 面上的折射角為 ，則由對稱性及幾何關(guān)系有 2，2(i ).解得 ， i sin2，A 正確故折射率22.nsin2【點(diǎn)撥】充分利用幾何關(guān)系確定入射角和折射角是求折射率的關(guān)鍵7 (2015 天津理綜， 2， 6 分)中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識，唐人張志和在 玄真子

7、濤之靈 中寫道：“雨色映日而為虹”從物理學(xué)角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中 a、b 是兩種不同頻率的單色光，則兩光()A 在同種玻璃中傳播， a 光的傳播速度一定大于b 光B以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b 光側(cè)移量大C單色光 a 的頻率比 b 光的大，在雨滴中的波長比b 光的小D以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是a 光7 C從圖中看出，經(jīng)同一雨滴折射后，a 光偏折較明顯，說明a 光的折射率較大，即 na b 根據(jù)v c，在同種玻璃中傳播時(shí)， a 光的傳播速度小， A 錯(cuò)誤光線n .n斜射到玻璃表面，折

8、射光偏折程度越大，偏移量越大，即a 光側(cè)移量大， B 錯(cuò)誤在同一介質(zhì)中，折射率大的光，波長較短，頻率較大，即a 光的波長比 b 光1的小，頻率比 b 光的大， C 正確根據(jù) sin Cn，折射率大的光線臨界角小，更容易發(fā)生全反射，不容易從水中折射進(jìn)入空氣， D 錯(cuò)誤8 (2014 四川理綜， 3， 6 分)如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則()A 小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球B小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大D小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大8 D無論小球在哪個(gè)位置，小球與玻璃缸圓心的連線上的光均與玻璃缸側(cè)面

9、垂直，光線一定能射出，A 錯(cuò)誤小球發(fā)出的光在進(jìn)入空氣時(shí)，如果發(fā)生全反射，則光不可能射出， B 錯(cuò)誤光線在不同介質(zhì)中，光的頻率不變，C 錯(cuò)誤由光在c介質(zhì)中的速度 vn可知，光進(jìn)入空氣后，傳播速度變大，D 正確9 (2014 北京理綜， 20，6 分 )以往，已知材料的折射率都為正值(n0)現(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n0)，稱為負(fù)折射率材sin i料位于空氣中的這類材料，入射角i 與折射角 r 依然滿足 sin r n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè) (此時(shí)折射角取負(fù)值 )現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出若該材料對于

10、電磁波的折射率 n 1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是()9 B電磁波穿過負(fù)折射率材料時(shí)，折射線與入射線在法線的同一側(cè)，A 、D錯(cuò)誤材料的折射率n 1，說明入射角與折射角的絕對值相同，C 錯(cuò)誤，B正確【點(diǎn)撥】本題屬信息題，需注意知識的靈活應(yīng)用與遷移10(2014 福建理綜， 13，6 分)如圖所示，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖中能正確描述其光路的是()10 A當(dāng)光線從空氣射向半圓柱體玻璃磚時(shí)，光線一定會進(jìn)入玻璃磚，B 錯(cuò)誤當(dāng)光線從半圓柱體玻璃磚射向空氣時(shí)，可能發(fā)生全反射，A 正確當(dāng)發(fā)生折射時(shí)，由折射定律可知，玻璃中光線與法線的夾角小于空氣中光線與

11、法線的夾角，C、D 錯(cuò)誤112014 重慶理綜， 11(1)， 6 分 打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將 OP、OQ 邊與軸線的夾角 切磨在 12的范圍內(nèi)，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 2，光線一定在OP 邊發(fā)生全反射B若 2，光線會從OQ 邊射出C若 1，光線會從OP 邊射出D若 1，光線會在OP 邊發(fā)生全反射11D光線發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角i 大于臨界角C.光線從圖示位置入射，到達(dá)OP邊時(shí)入射角i 1

12、 2 ，越小， i 1 越大，發(fā)生全反射的可能性越大，根據(jù)題意，要在OP邊上發(fā)生全反射，應(yīng)滿足1，C 錯(cuò)誤， D 正確【點(diǎn)撥】夾角 的變化對兩入射角i 1、i 2 的影響，即可了解兩臨界值1，2 的意義12 2016 全國 ，34(2)，10 分 如圖，玻璃球冠的折射率3，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的3為2 倍；在過球心 O 且垂直于底面的平面 (紙面 )內(nèi)，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的M 點(diǎn)，該光線的延長線恰好過底面邊緣的 A 點(diǎn)求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角12【解析】設(shè)球半徑為 R，球冠底面中心為O，連接 OO，則 OO AB.令OAO，有 cos即 30

13、由題意 MAAB 所以 OAM603OA2 R3R2OA設(shè)圖中 N 點(diǎn)為光線在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn)，所考慮的光線的光路圖如圖所示設(shè)光線在 M 點(diǎn)的入射角為 i、折射角為 r ，在 N 點(diǎn)的入射角為 i，反射角為 i ，玻璃折射率為 n.由于 OAM 為等邊三角形，有 i 60由折射定律有 sin insin r代入題給條件 n 3得 r30作底面在 N 點(diǎn)的法線 NE，由于 NEAM，有 i 30根據(jù)反射定律，有 i 30連接 ON，由幾何關(guān)系知 MAN MON故有 MNO60由 式得 ENO 30于是 ENO 為反射角， ON 為反射光線這一反射光線經(jīng)球面再次折射后不改變方向所以，經(jīng)一次反射

14、后射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角 180 ENO 150?【答案】 15013.2016 全國 ，34(2)，10 分 如圖所示，在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源 A，它到池邊的水平距離為 3.0 m從點(diǎn)光源 A 射向池邊的光線 AB 與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為43.(1)求池內(nèi)的水深；(2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0 m當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A 時(shí)，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45.求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留 1 位有效數(shù)字 )13.【解析】(1)如圖，設(shè)到達(dá)池邊的光線的入4射角為 i .依題

15、意，水的折射率n3，光線的折射角 90.由折射定律有 nsin i sin 由幾何關(guān)系有sin ill2h2式中， l3 m， h 是池內(nèi)水的深度聯(lián)立 式并代入題給數(shù)據(jù)得h7 m2.6 m(2)設(shè)此時(shí)救生員的眼睛到池邊的水平距離為x.依題意，救生員的視線與豎直方向的夾角 45.由折射定律有nsin i sin 式中， i是光線在水面的入射角設(shè)池底點(diǎn)光源A 到水面入射點(diǎn)的水平距離為 a.a由幾何關(guān)系有 sin ia2h2x lah式中 h2 m聯(lián)立 式得7 1)m 0.7 mx (323【答案】(1)2.6 m (2)0.7 m142015 山東理綜， 38(2)， 8 分 半徑為 R、介質(zhì)折射

16、率為 n 的透明圓柱體，過其軸線 OO的截面如圖所示位于截面所在平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角 i0 由 O 點(diǎn)入射，折射光線由上邊界的 A 點(diǎn)射出當(dāng)光線在 O 點(diǎn)的入射角減小至某一值時(shí)，折射光線在上邊界的 B 點(diǎn)恰好發(fā)生全反射求 A、B 兩點(diǎn)間的距離14【解析】 當(dāng)光線在 O 點(diǎn)的入射角為 i0時(shí)，sin i0設(shè)折射角為 r0，由折射定律得 sin r0n設(shè) A 點(diǎn)與左端面的距離為dA，由幾何關(guān)系得Rsin r0dA2R2若折射光線恰好發(fā)生全反射，則在B 點(diǎn)的入射角恰好為臨界角C，設(shè) B 點(diǎn)與左端面的距離為 dB，由折射定律得 sin C1n由幾何關(guān)系得 sin CdBdB2R2設(shè) A、 B 兩點(diǎn)

17、間的距離為 d，可得 ddB dA1n2sin2i 0聯(lián)立 式得 dsin i 0Rn2 11n2 sin2i0【答案】sin i0Rn21152014 新課標(biāo)全國 ，34(2)，10 分 一厚度為 h 的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r 的圓形發(fā)光面在玻璃板上表面放置一半徑為R 的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線 (不考慮反射 )，求平板玻璃的折射率15【解析】 如圖所示，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的 A 點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的 A點(diǎn)折射，根據(jù)折射定律有nsin sin 式中， n 是玻璃的折射率， 是入射

18、角， 是折射角現(xiàn)假設(shè) A恰好在紙片邊緣，由題意，在 A點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故 2 設(shè) AA線段在玻璃上表面的投影長為 L，由幾何關(guān)系有Lsin L2h2由題意，紙片的半徑應(yīng)為R L rh2聯(lián)立以上各式得n1 Rrh2【答案】1 Rr【點(diǎn)撥】分析全反射現(xiàn)象首先要作出現(xiàn)象形成的光路圖，然后利用幾何關(guān)系即可求解相關(guān)量162014 山東理綜， 38(2)， 6 分如圖所示，三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O 為 BC 邊的中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自 O 以角 i 入射，第一次到達(dá) AB 邊恰好發(fā)生全反射已知 15， BC 邊長為 2L，該介質(zhì)的折射率為 2.求：(1)入射角 i；(2)從入射

19、到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間(設(shè)光在真空中的速度為 c，可能用到： sin 7562或 tan 15 2 3)416【解析】 (1)根據(jù)全反射規(guī)律可知，光線在 AB 面上1P 點(diǎn)的入射角等于臨界角 C，由折射定律得 sin C n代入數(shù)據(jù)得 C45設(shè)光線在 BC 面上的折射角為 r ，由幾何關(guān)系得 r 30sin i由折射定律得 nsin r聯(lián)立 式，代入數(shù)據(jù)得 i45OPL(2)在 OPB 中，根據(jù)正弦定理得 sin 75sin 45 設(shè)所用時(shí)間為 t，光線在介質(zhì)中的速度為v，得OP vtcv n聯(lián)立 式，代入數(shù)據(jù)得 t6 2L2c62【答案】(1)45(2)L2c172014 江蘇物理，

20、12B(3)， 4 分Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖所示一束光以入射角i 從 a點(diǎn)入射，經(jīng)過折射和反射后從b 點(diǎn)射出設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為 d，兩片之間空氣層厚度為 h.取光在空氣中的速度為c，求光從 a 到 b 所需的時(shí)間 t.17【解析】設(shè)光在鱗片中的折射角為r，由折射定律得sin insin r在鱗片中傳播的路程l1 2d，傳播速度 v c，傳播時(shí)間t1 l 1 ，解得 t1 cos rnv2n2dc n2 sin2i2h同理，在空氣中的傳播時(shí)間t2ccos i則 tt1t2c2n2

21、d2hn2sin2 iccos i2n2d2h【答案】cn2sin2iccos i【點(diǎn)撥】確定光的傳播時(shí)間的關(guān)鍵：(1)明確介質(zhì)及對應(yīng)的光速v c； (2)畫出光n路圖，利用幾何關(guān)系確定光程182013 新課標(biāo)全國 ，34(2)，9 分 圖示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲 )的示意圖，玻璃絲長為 L，折射率為 n，AB 代表端面已知光在真空中的傳播速度為 c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB 端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB 上的入射角應(yīng)滿足的條件；(2)求光線從玻璃絲的AB 端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時(shí)間18【解析】(1)設(shè)光線在端面 AB 上 C 點(diǎn)入射，入射角為 i ，折射角為 r

22、 ，如圖所示，由折射定律有sin insin r設(shè)該光線射向玻璃絲內(nèi)壁D 點(diǎn)的入射角為 ，為了使該光線可在此光導(dǎo)纖維中傳播，應(yīng)有 式中， 是光線在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，它滿足nsin 1由幾何關(guān)系得 r 90由 式得 sin i n21c(2)光在玻璃絲中傳播速度的大小v n光速在玻璃絲軸線方向的分量vzvsin L光線從玻璃絲端面 AB 傳播到其另一端面所需時(shí)間T vz1光線在玻璃絲中傳播，在剛好發(fā)生全反射時(shí)(sin n)，光線從端面 AB 傳播到其另一端面所需的時(shí)間最長，由 式得Ln2Tmax c【答案】(1)sin in21Ln2(2) c2013 新課標(biāo)全國 ，34(2)，10

23、 分 如圖所示，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC， A 30， B60.一束平行于 AC 邊的光線自 AB 邊的 P 點(diǎn)射入三棱鏡，在 AC 邊發(fā)生反射后從BC 邊的 M 點(diǎn)射出若光線在P 點(diǎn)的入射角和在 M 點(diǎn)的折射角相等(1)求三棱鏡的折射率；(2)在三棱鏡的 AC 邊是否有光線透出，寫出分析過程(不考慮多次反射 )【解析】(1)光路圖如圖所示，圖中N 點(diǎn)為光線在AC 邊發(fā)生反射的入射點(diǎn)設(shè)光線在P 點(diǎn)的入射角為i，折射角為角也為 i，有r，在 M 點(diǎn)的入射角為 i 60r ，依題意知折射由折射定律有sin insin rnsin r sin I由 式得rr OO為過 M 點(diǎn)的法線， C 為

24、直角， OO AC，由幾何關(guān)系有 MNCr 由反射定律可知 PNAMNC聯(lián)立 式得 PNAr由幾何關(guān)系得r 30聯(lián)立 式得n3(2)設(shè)在N 點(diǎn)的入射角為i，由幾何關(guān)系得i 60此三棱鏡的全反射臨界角滿足nsinc1?由 ?式得 c arcsin33 ，有i c?此光線在 N 點(diǎn)發(fā)生全反射，三棱鏡的AC 邊沒有光線透出【答案】(1)3(2)沒有；理由見解析導(dǎo)學(xué)導(dǎo)考 光的折射和反射現(xiàn)象、折射率的計(jì)算是本模塊高考的重點(diǎn)，題型多為計(jì)算題，難度較大，解決此類問題的關(guān)鍵是依據(jù)折射和反射規(guī)律作出正確的光路圖，挖掘光路圖中隱含的幾何關(guān)系，然后結(jié)合折射率公式求解，要熟練掌握數(shù)理結(jié)合的思想方法2014 新課標(biāo)全國

25、 ，34(2)，9 分一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R 的半圓， AB 為半圓的直徑， O 為圓心，如圖所示玻璃的折射率為n2.(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB 上的最大寬度為多少？3(2)一細(xì)束光線在O 點(diǎn)左側(cè)與 O 相距 2 R 處垂直于 AB 從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置【解析】 (1)在 O 點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從 E 點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角，則 OE 區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射12出，如圖所示由全反射條件有sin n2 ，即45由幾何關(guān)系有 OERsin 由對

26、稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l 2OE聯(lián)立 式，代入已知數(shù)據(jù)得 l 2R3(2)設(shè)光線在距 O 點(diǎn) 2 R 的 C 點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為，由幾何關(guān)系知 sin3 2 ，即 60 光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反射，最后由G 點(diǎn)射出，考慮整體幾何關(guān)系，得出光路如圖所示由反射定律和對稱性可得 OGOC 23R射到 G 點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C 點(diǎn)射出3【答案】(1)2R(2)O 點(diǎn)左右側(cè)與 O 相距 2 R 處導(dǎo)學(xué)導(dǎo)考 光在穿過有形介質(zhì)時(shí)，往往要發(fā)生多次折射和反射，所以高考中常把全反射現(xiàn)象和一般的折射問題綜合起來命題解決此類問題時(shí)，臨界角的分析至關(guān)重要同時(shí)，

27、光到達(dá)每個(gè)界面時(shí)，都要“邊計(jì)算、邊作圖、邊考慮幾何關(guān)系”，三個(gè)環(huán)節(jié)同步進(jìn)行，綜合分析才能得到合理的情景(2013 天津理綜， 8，6 分 )(多選 )固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O 點(diǎn)為圓心， OO為直徑MN 的垂線足夠大的光屏PQ 緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN.由 A、B 兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O 點(diǎn)，入射光線與 OO夾角 較小時(shí)，光屏 NQ 區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大 角，當(dāng) 時(shí)，光屏 NQ 區(qū)域 A 光的光斑消失，繼續(xù)增大時(shí)，光屏 NQ 區(qū)域 B 光的光斑消失，則 ()A 玻璃磚對 A 光的折射率比對B 光的大BA 光在玻璃磚中傳播速度比B 光的大C時(shí)，光屏上只有1

28、個(gè)光斑角，當(dāng) D2 時(shí)，光屏上只有1 個(gè)光斑【解析】通過全反射發(fā)生的條件及先后順序確定A、 B 光的折射率大小是本題的關(guān)鍵光線在O 點(diǎn)發(fā)生折射和反射， A 光的光斑先消失，說明A 光先發(fā)生全反射，其臨界角小于B 光的臨界角，由1nsin C，可知玻璃磚對A 光的折射率大，A正確由nvc可知，折射率大則光在介質(zhì)中的傳播速度v 小， B錯(cuò)誤 時(shí)， A 光發(fā)生全反射，而B 光在 O 點(diǎn)既發(fā)生反射又發(fā)生折射，所以光屏PQ 上有 2個(gè)光斑， 2 時(shí)， A 光和 B 光都發(fā)生全反射，光屏 PQ 上只有 1 個(gè)反射光形成的光斑， C 錯(cuò)誤， D 正確選 AD.導(dǎo)學(xué)導(dǎo)考 光的色散現(xiàn)象是由于同種介質(zhì)對不同顏色的

29、光的折射率不同而造成的，所以光的色散經(jīng)常和光的折射、全反射等問題綜合起來考查，分析此類問題時(shí)應(yīng)以折射率的兩個(gè)公式、臨界角公式為橋梁，將光折射、全反射情況與光速、光的波長等物理量聯(lián)系起來，進(jìn)行合理的相互推理解決光的折射問題的思路1根據(jù)題意和折射、反射規(guī)律畫出正確的光路圖2利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)3利用折射定律、折射率公式求解相關(guān)量注意：在光的反射和折射現(xiàn)象中光路都是可逆的利用光路的“ 可逆性 ” 可輔助作光路圖和分析幾何關(guān)系光的折射中的常用結(jié)論1當(dāng)光從真空 (或空氣 )射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角；當(dāng)光由介質(zhì)射入真空(或空氣 )時(shí)，入射角小于折射

30、角2通過平行玻璃磚的光線經(jīng)兩次折射后不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移，如圖所示，且折射率越大、玻璃磚越厚，側(cè)移越大解決全反射問題的基本思路1明確光是由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)(全反射條件)12根據(jù) sin C n確定臨界角，判斷是否發(fā)生全反射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)行動態(tài)分析或定量計(jì)算光的色散問題1光的色散問題的分析思路2各種色光的比較顏色頻率同一介質(zhì)中的折射率同一介質(zhì)中的速度同一介質(zhì)中的波長同一介質(zhì)的臨界角白光通過三棱鏡的色散紅橙黃綠青藍(lán)紫如圖所示，白光入射到三棱鏡的一個(gè)界面上，經(jīng)棱鏡兩次折射后會在光屏

31、上形成彩色光帶，光帶的最上側(cè)為紅色，最下側(cè)為紫色，從上到下依次是紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫白光的色散表明：(1)白光是復(fù)色光，是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種單色光組成的(2)同一介質(zhì)對七種單色光的折射率不同，其中紅光最小，紫光最大.1 (2015 江西八校聯(lián)考 )(多選 )下列說法正確的是 ()A 在水中的魚斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體將比物體所處的實(shí)際位置高B光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，光纖內(nèi)芯的折射率比外殼的大C水中的氣泡，看起來特別明亮是因?yàn)楣饩€從氣泡中射向水中時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射D全息照相主要是利用了光的衍射現(xiàn)象E沙漠蜃景和海市蜃樓都是光的全反射現(xiàn)象1 ABE景物的

32、光斜射到水面上，會發(fā)生折射現(xiàn)象，進(jìn)入水中的光線會靠近法線，水中的魚逆著光的方向看景物形成的像會比物體的實(shí)際位置高，A 正確光在光纖內(nèi)芯傳播時(shí)，會在內(nèi)芯和外殼的界面處發(fā)生全反射，所以內(nèi)芯的折射率比外殼的大， B 正確水中的氣泡看起來特別明亮是因?yàn)楣饩€從水射入氣泡時(shí)發(fā)生全反射的緣故， C 錯(cuò)誤全息照相是利用了光的干涉現(xiàn)象，D 錯(cuò)誤海市蜃樓、沙漠蜃景都是由于光的全反射而產(chǎn)生的，E 正確2 (2014 安徽宿州調(diào)研 )一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光以入射角 由空氣射到半圓形玻璃磚表面的A 處， AB 是半圓的直徑進(jìn)入玻璃后分為兩束，分別為 AC、AD，它們從 A 到 C 和從 A 到 D 的時(shí)間分別為

33、t1 和 t2，則 ()A AC 是藍(lán)光， t1 小于 t2BAC 是紅光， t1 小于 t2CAC 是藍(lán)光， t1 等于 t2DAC 是紅光， t1 大于 t22 C 因?yàn)樗{(lán)光折射率大于紅光，所以折射光線更靠近法線，故 AC 為藍(lán)光設(shè)折射角為 ，折射光線長度為 L，玻璃磚直徑為 d，折射率為 n，光在真空中的速度為c，光在玻璃中的速度為v，則時(shí)間Lt vdsincn，又sinn sin，代入得t dsin ，所以時(shí)間相等， C 正確 c3.(2015 山東濰坊質(zhì)檢 )如圖所示，厚度為 d 的平行玻璃磚與光屏 EF 均豎直放置，玻璃磚右側(cè)面距光屏為 d，左側(cè)面距激光源S 也是 d.由 S 發(fā)出

34、的兩束激光，一束垂直玻璃磚表面，另束與玻璃磚表面成45角，兩束光經(jīng)折射后射到光屏上，光屏上兩光點(diǎn)間距為32 3d，已知光在真空中的傳播速度為c.求：(1)玻璃磚的折射率；(2)激光在玻璃磚中傳播的時(shí)間3 【解析】 (1)作出光路圖如圖所示，入射角 45設(shè)折射角為 ，光束從玻璃磚出射時(shí)偏離入射點(diǎn)距3離為 y， y 3 dy 1 sin y2d22sin 45由折射定律 n2(2)nvc，y2 d2vt2 6d解得 t 3c2 6d【答案】 (1) 2 (2) 3c4.(2015 湖南十三校聯(lián)考)在桌面上有一個(gè)倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸(圖中虛線 )與桌面垂直，過軸線的截面為等

35、邊三角形，如圖所示有一半徑為r 的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合已知玻璃的折射率n3.則：(1)通過計(jì)算說明光線1 能不能在圓錐的側(cè)面B 點(diǎn)發(fā)生全反射；(2)光束在桌面上形成的光斑半徑為多少？14 【解析】(1)臨界角 sin Cn3Carcsin 3光路圖如圖所示，入射角為603又 arcsin 2 60所以有 C60所以，光線 1 能在圓錐的側(cè)面B 點(diǎn)發(fā)生全反射(2)此時(shí)光線在第一個(gè)界面上發(fā)生全反射后垂直射在相對一側(cè)的界面上，沿直線射出，如圖所示，由幾何知識可得rtan 60 (Rr)tan 30故半徑 R2r【答案】(1)能，計(jì)算見解析(2)2r5.(2

36、015 陜西西安八校聯(lián)考) 如圖所示是一個(gè)透明的玻璃圓柱體的橫截面，其半徑R20 cm，AB 是過圓心的一條水平直徑有一激光源S，發(fā)射出一條很細(xì)的水平激光束，恰好沿玻璃圓柱體頂部過去現(xiàn)將激光源S 沿豎直方向緩慢向下移動h2.68 cm 時(shí)，水平激光束第一次從B 點(diǎn)射出 (光在真空中的傳播速度為3108 m/s，31.732)試求：(1)玻璃的折射率；(2)經(jīng) B 點(diǎn)反射的光束在玻璃圓柱體中的傳播時(shí)間(從進(jìn)入玻璃圓柱體開始計(jì)時(shí))5 【解析】(1)光線 SC 經(jīng)折射后經(jīng)過 B 點(diǎn)，光路如圖所示，由折射定律得nsin sin 由幾何關(guān)系有 2R h17.323sin R 20 260， 30解得 n

37、3(2)光線 SC折射后經(jīng) B 點(diǎn)反射出玻璃的光路如圖所示CB BD 2Rcos3Rc由 vn得v3 108 m/s光在玻璃中的傳播時(shí)間2t3R 9410 vs【答案】(1)3(2)4109 s6.(2015 河南鄭州第二次質(zhì)檢) 如圖所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的橫截面圖，圓弧CD 是半徑為R 的四分之一圓周，圓心為O.光線從 AB 面上的 M 點(diǎn)入射，入射角 i60，光進(jìn)入棱鏡后恰好在BC 面上的 O點(diǎn)發(fā)生全反射，然后由CD 面射出已知OB 段的長度 l 6 cm，真空中的光速c 3.0108 m/s.求：(1)透明材料的折射率n；(2)光從 M 點(diǎn)傳播到 O 點(diǎn)所用的時(shí)間t.s

38、in i6 【解析】(1)光線在 AB 面上發(fā)生折射，由折射定律得sin r n在 BC 面上恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，sin C1n由角度關(guān)系得 r 90 C2 7聯(lián)立解得 n 1sin i 2c(2)光在棱鏡中的傳播速度v nln2l光從 M 點(diǎn)到 O 點(diǎn)所用的時(shí)間 tsin C 10svc3.510【答案】 (1)7(2)3.51010s21 (2016 天津理綜， 2， 6 分)如圖所示是 a、 b 兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則()A 在同種均勻介質(zhì)中， a 光的傳播速度比 b 光的大B從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí) a 光臨界角大C照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a 光的飽和電流大D若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a 光的能級能量差大L 可知， a b 同種均勻介質(zhì)，對頻1 D 由干涉條紋間距x d率大的波折射率更大即na b，光在介質(zhì)中的傳播速度v c，故 vab ， A 錯(cuò)nnv1誤發(fā)生全反射的臨界角滿足sin Cn，故 CaEb，D 正確2 2015 浙江自選， 13(1)，4