第12天光學(xué)講義-2024屆高考物理考前15天滿分計(jì)劃

第12天光學(xué)

士知識(shí)必備

一、折射定律折射率

i.折射定律

M

A:

:

，私

空氣

方水

N，B

(1)內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線

分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比.

(2)表達(dá)式：鬻=〃以加2為比例常數(shù)).

A111L

2.折射率

⑴定義式：片

⑵計(jì)算公式：〃=泉因?yàn)閄C,所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.

二、全反射

1.光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)

介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)

折射率大小

光速小大

若〃甲乙，則甲相對(duì)乙是光密介質(zhì)

相對(duì)性

若n甲V〃丙，則甲相對(duì)丙是光疏介質(zhì)

2.全反射

(1)定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射光線消失，只

剩下反射光線的現(xiàn)象.

(2)條件：①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).②入射角大于或等于臨界角.

⑶臨界角：折射角等于90邛寸的入射角.若光從介質(zhì)(折射率為〃)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)

生仝反射的臨界角為G由〃=咨sin￡9二00得sinC=15介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生仝反射的

ol11fI

臨界角越小.

3.光導(dǎo)纖維

光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射(如圖).

二、光的干涉現(xiàn)宗

1.雙縫干涉

⑴條紋間距：-=)，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大.

(2)明暗條紋的判斷方法：

如圖所示，相干光源S、S2發(fā)出的光到屏上戶點(diǎn)的路程差為△/*=〃一八

當(dāng)"=叫〃=0,1,2,…)時(shí),光屏上嚴(yán)處出現(xiàn)明條紋.

當(dāng)Ar=(2〃+l%=0,l,2,…)時(shí)，光屏上尸處出現(xiàn)暗條紋.

2.薄膜干涉

⑴形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光

照射到薄膜上時(shí)，從膜的前表面AV和后表面69分別反射回來(lái)，形成兩列頻率相同的

光波，并且疊加.

(2)明暗條紋的判斷方法：

兩個(gè)表面反射回來(lái)的兩列光波的路程差A(yù)r等于薄膜厚度的2倍,光在薄膜中的波長(zhǎng)為2.

在Pi、尸2處，Ar=〃2(〃=1,2,3,…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋.

在。處，在=(2〃+驚〃=0,123,…),薄膜上出現(xiàn)暗條紋.

(3)應(yīng)用：增透膜、檢查平面的平整度.

四、光的衍射和偏振現(xiàn)象

1.光的衍射

發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸足夠小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明

顯.

2.光的偏振

(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的

光波的強(qiáng)度都相同.

(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光.

(3)偏振光的形成

①讓自然光通過(guò)偏振片形成偏振光.

②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或

完全偏振光.

(4)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車(chē)燈眩光

等.

⑸光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波.

士易錯(cuò)易混

平行玻璃破、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制特點(diǎn)

真題回顧

1.（2023?福建）如圖，一教師用側(cè)面開(kāi)孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”

實(shí)驗(yàn)。瓶?jī)?nèi)裝有適量清水。水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，

使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中,

有助于光束更好地沿液流傳播的是（）

A.減弱激光強(qiáng)度

B.提升瓶?jī)?nèi)液面高度

C.改用折射率更小的液體

D.增大激光器與小孔之間的水平距離

2.（2023?山東）如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，。為待測(cè)柱

形樣品.C的卜表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層c用單色平行光垂直照

射上方石英板，會(huì)形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時(shí)，

下列說(shuō)法正確的是（）

A.劈形空氣層的厚度變大,條紋向左移動(dòng)

B.劈形空氣層的厚度變小,條紋向左移動(dòng)

C.劈形空氣層的厚度變大,條紋向右移動(dòng)

D.劈形空氣層的厚度變小,條紋向右移動(dòng)

3.（2023?江蘇）用某種單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到的干涉條紋如圖甲所

示，改變雙縫間的距離后，干涉條紋如圖乙所示，圖中虛線是亮紋中心的位置。則雙縫

間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的（）

dllllllilll

A.1倍B.，倍C.2倍D.3倍

32

4.（2023?湖南）一位潛水愛(ài)好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光

信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為a,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41。時(shí)，岸上救

援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說(shuō)法正確的是（）

岸上救援人員

水面------------------

潛水愛(ài)好者彩^激光器L_________

A.水的折射率為焉

B.水的折射率為磊

C.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角

小于60。

D.當(dāng)他以。=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角

大于60。

5.（2023?山東）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)化

如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為d,直徑均為加，折射率為

〃（〃<&）。M、N下端橫截面平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從

下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與

玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離有關(guān)。

（1）從MF端面出射的光與豎直方向的最大偏角為。，求6的正弦值；

（2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，

玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離人的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線）。

MN

▲:

被測(cè)物體表面

6.（2023?乙卷）如圖，一折射率為0的棱鏡的橫截而為等腰直角三角形小皮7,

AB=AC=l,5c邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于BC方向經(jīng)協(xié)邊上的

M點(diǎn)射入棱鏡，若這束光被8c邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A,求用點(diǎn)到A點(diǎn)的距離。

7.（2023?河北）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無(wú)色透明薄膜

后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）

A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同

B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射

C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉

D.薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色

8.（2023?湖北）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30。，OP邊上的點(diǎn)光源S到

頂點(diǎn)O的距離為d,垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45。。不考慮多次反射，

OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為（)

1.（2024?杭州二模）如圖，一束激光在折射率自上而下逐漸變化的某材料中沿曲線傳

播，亮度左暗右亮。下列說(shuō)法正確的是（）

A.激光從材料左端射入

B.材料的折射率自上而下逐漸減小

C.增加材料卜下高度.光線能從卜表面射出

D.增加材料左右長(zhǎng)度，可能會(huì)形成對(duì)稱的光路

2.（2024?朝陽(yáng)區(qū)校級(jí)模擬）AOMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面?！?、8兩束可見(jiàn)單色光

從空氣垂直射入棱鏡底面MN,在棱鏡側(cè)面OM、QN上反射和折射的情況如圖所示。由

A.棱鏡內(nèi)“光的傳播速度比〃光的小

B.〃光在玻璃中的折射率大于。光在玻璃中的折射率

C.4光的頻率比〃光的高

D.。光的波長(zhǎng)比〃光的長(zhǎng)

3.（2024?安徽模擬）一透明體的橫截面如圖所示，周?chē)强諝猓琌點(diǎn)為圓弧4c的圓心，

OA=R,/B=6O°，Q為圓弧4c上的點(diǎn)且OQ//8C,現(xiàn)有一平行/W方向的單色光沿PQ射

入透明體后，經(jīng)4c邊反射從O點(diǎn)垂直于4?第一次射出透明體。已知光在真空中的傳播

速度為八下列說(shuō)法正確的是（）

P

A.光線從空氣射入透明體，光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，頻率不變

B.若改用頻率更高的單色光沿PQ入射，光線可能從3C邊第一次射出

C.透明體的折射率〃=2

D.光線從。點(diǎn)傳播到。點(diǎn)的時(shí)間”華

4.（2024?二模擬）近日，工信部披露的最新數(shù)據(jù)顯示，2023年我國(guó)光纜線路建設(shè)取得

顯著成果，新建光纜線路長(zhǎng)度達(dá)473.8萬(wàn)公里，使得全國(guó)光纜線路總長(zhǎng)度一舉突破6432

萬(wàn)公里。光纜線路主要用于光信息傳輸，在鋪設(shè)的過(guò)程中，盡量不要彎曲。如圖所示，

一段折射率為〃、橫截面是圓面的光導(dǎo)纖維，截面半徑為「，在鋪設(shè)的過(guò)程中彎曲成了

一段圓弧，圓弧的圓心到光導(dǎo)纖維的中心軸線的距離為光導(dǎo)纖維外部可認(rèn)為是真空

區(qū)域?，F(xiàn)有一束光垂直于光導(dǎo)纖維左端截面射入，為了保證這束光經(jīng)反射后均能從右端

面射出，則光導(dǎo)纖維的折射率〃至少為（）

5.（2024?遼寧二模）如圖所示為一個(gè)透明均勻玻璃圓柱的橫截面，一束單色先從A點(diǎn)

射入，在柱內(nèi)經(jīng)一次反射后照射到柱面上的8點(diǎn)，已知光在A點(diǎn)入射角為60%A3與入

射光垂直，則玻璃對(duì)■光的折射率為（)

CD.-V3

-T4

6.（2024?寧波模擬）如圖所示，人灰是底角為45。的等腰梯形棱鏡的橫截面，與底邊AC

平行的兩束單色光八〃（間距及位置均可調(diào)）從M邊射入，經(jīng)邊一次反射后直接

從C。邊射出（圖中未畫(huà)出）。已知棱鏡對(duì)。、力兩束光的折射率滿足〃“＞%＞應(yīng)。下列說(shuō)

法正確的是（）

A./W邊入射光線與CD邊的出射光線不平行

B.〃、〃兩束光不可能從CZ）邊同一位置射出

C.。光在棱鏡中傳播的時(shí)間更長(zhǎng)

D.從8邊射出的位置〃光一定在，光上面

7.（2024?泰安一模）如圖所示，兩塊標(biāo)準(zhǔn)平面玻璃板中間形成一個(gè)劈形空間，劈尖角

。=2x1O*4”/,（0很小時(shí)，可認(rèn)為sin0。tan。々。）。用波長(zhǎng)＞=600nm的單色光從上方照射，

從上往下看到干涉條紋。當(dāng)在劈形空間內(nèi)充滿某種液體時(shí)，相鄰亮條紋間距減小了0.5〃〃〃,

B.cD

3-I-i

8.（2024?吉林一模）如圖所示，橫截面為半圓的柱形玻璃磚放在水平桌面上，圖中的3

條光線分別為某種單色光的入射光線、折射光線和反射光線，且入射光正對(duì)圓心。下列

B.玻璃磚對(duì)該單色光的折射率為亞

sinr

C.該單色光在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值為亞

sinr

D.光線2、3不可能相互垂直

9.（2024?天津一模）如圖所示，水面下單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一條細(xì)光束投射到公面的O

點(diǎn)后射出水面，下列說(shuō)法正確的是（）

A.從O點(diǎn)射出水面的光線可能為。

B.從O點(diǎn)射出水面的光線可能為〃

C.折射光與入射光的光速相同

D.從5發(fā)出的投射到水面的所有光束都能射出水面

1（）.（2024?紅橋區(qū)一模）如圖所示為半圓形玻璃磚的橫截面，直徑與水平面平行。

由兩種單色光組成的細(xì)光束沿從MN邊射入玻璃諾，細(xì)光束進(jìn)入玻璃磚后分成兩束

光分別打到玻璃磚截面的b、c兩點(diǎn)處（入射到〃、c兩點(diǎn)的兩束單色光分別稱為單色光

b和單色光c）,b.c兩點(diǎn)分別位于玻璃磚截面最低點(diǎn)的左右兩側(cè)。下列說(shuō)法正確的是（

)

MN

A.圖中〃、c光線通過(guò)玻璃磚的時(shí)間相同

B.在玻璃磚中，單色光力的速度比單色光C的大

C.單色光〃的波長(zhǎng)比單色光c的長(zhǎng)

D.單色光人的頻率比單色光C的小

考前押題

1.（2024?曲靖一模）半圓形玻璃磚在光學(xué)中有許多重要應(yīng)用，可以用來(lái)做許多光學(xué)實(shí)

驗(yàn)。如圖所示，一束光由半圓形玻璃磚的左側(cè)面沿半徑射入，經(jīng)至界面折射后分為〃、

小兩束光，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.玻璃對(duì)人光的折射率大于對(duì)。光的折射率

B.現(xiàn)將入射光繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則人光先消失

C.在半圓形玻璃中，〃光的傳播時(shí)間大于〃光的傳播時(shí)間

D.分別用外人光在同一個(gè)裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，，光的干涉條紋間距小于〃光的

干涉條紋間距

2.（2024?新鄭市校級(jí)二模）有一透明材料制成的空心球體，內(nèi)徑是R,外徑是2R,球

心為O,其過(guò)球心的某截面（紙面內(nèi)）如圖所示，為過(guò)球心的水平直線。一束單色

光（紙面內(nèi)）從外球面上A點(diǎn)沿水平方向射入，入射光線與間的距離為4。當(dāng)d=可

時(shí)，入射光線經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切。己知光速為下列說(shuō)法正確的是（)

A.該材料的折射率為扭

B.單色光在空心球體中的傳播時(shí)間為平

C.若"=單色光在空心球體的內(nèi)球面會(huì)發(fā)生全反射

D.若"=&/?,單色光不能在空心球體的內(nèi)球面發(fā)生全反射

3.（2024?重慶模擬）如圖所示，ABCD為半圓柱體玻璃的橫截面，。為圓心，CD為直

徑，石為直徑上一點(diǎn)。一束由八〃兩種光組成的復(fù)色光從真空中由E點(diǎn)射入玻漓，。光

傳播至A點(diǎn)，〃光傳播至3點(diǎn)。所有光線與半圓面平行，AB//CD,ZDE4=60。，/DEB=37。，

sin53°=0.8,cos53°=0.6,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.〃光傳播到8點(diǎn)會(huì)發(fā)生全反射

B.a光在玻璃中的傳播速度小于b光

C.同一障礙物，a光的衍射現(xiàn)象比〃光明顯

D.〃光沿日傳播的時(shí)間等丁。九沿旗傳播的時(shí)間

4.（2024?武進(jìn)區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲所示為牛頓環(huán)裝置意識(shí)圖，將一塊曲率半徑較大的

平凸透鏡放在一塊玻璃平板上，用單色光照射透鏡與玻璃板，就可以觀察到一些明暗相

間的同心圓環(huán)，如圖乙所示。如果將下方的玻璃平板換成凸面朝上的平凸透鏡，如圖丙，

則觀察到的條紋可能是（已知A選項(xiàng)中的同心圓環(huán)條紋與乙圖完全相同）（）

5.（2024?甘肅模擬）如圖，波長(zhǎng)為義的單色光,照射到間距為〃的雙縫上，雙縫到屏的

距離為/（/?"）,屏上觀察到明暗相間的條紋?，F(xiàn)將屏向右平移L,則移動(dòng)前和移動(dòng)后,

4

屏上兩相鄰亮條紋中心的間距之比為（）

A.4:3B.3:4C.4:5D.5:4

1.【答案】B

【解答】解：激光能沿水流傳播，是由于光線在水流中不斷的發(fā)生全反射，一直在液流

內(nèi)部沿直線傳播，當(dāng)液流的高度越高，則全反射的次數(shù)越多，現(xiàn)象越明顯。

4,減小激光強(qiáng)度，會(huì)使發(fā)生全反射的光束減少，現(xiàn)象不明顯，不符合題意；故A錯(cuò)誤；

〃、提高瓶?jī)?nèi)液面的高度，液體壓強(qiáng)越大，水流出去的距離更遠(yuǎn)，激光發(fā)生全反射的光

束更多，現(xiàn)象更明顯；故B正確；

C、改用折射率更小的液體，全反射臨界角會(huì)越大，激光在液體中發(fā)生全反射的光束減

少，不利于沿液流傳播；故C錯(cuò)誤；

。、增加激光器與小孔之間的水平距離，不會(huì)影響光束在流液中的傳播；故。錯(cuò)誤。

故選：Bo

2.【答案】A

【解答】解：溫度升高時(shí)，G和C均發(fā)生熱膨脹，體積增大，已知C的膨脹系數(shù)小于G

的膨脹系數(shù)，溫度升高，G比C膨脹明顯，石英板上升的高度比C上表面上升的高度大，

則劈形空氣層厚度變大；

從劈形空氣層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。根據(jù)

條紋的位置與空氣層的厚度是對(duì)應(yīng)的，劈形空氣層厚度變?nèi)?，同一厚度的空氣層向劈?/p>

移動(dòng)，條紋向劈尖移動(dòng)，即條紋向左移動(dòng)，故A正確，8CO錯(cuò)誤。

故選：Ao

3.【答案】B

【解答】解：根據(jù)題意可知圖乙中相鄰亮紋間距是圖甲中的2倍，根據(jù)雙縫干涉的相鄰

亮條紋間距的計(jì)算公式與，可知在其他條件不變的情況下，相鄰亮條紋間距與雙

d

縫間的距離成反比關(guān)系，則雙縫間的距圈變?yōu)樵瓉?lái)的,，故8正確，ACQ錯(cuò)誤。

2

故選：Bo

4.【答案】BC

【解答】解：AB.他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41。時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光

束，由此可知當(dāng)a=4l。時(shí)激光恰好能發(fā)生全反射，根據(jù)全反射的臨界公式可得：

sin(90°-41°)=-

n

解得：〃=—!—,故4正確，A錯(cuò)誤；

sin49°

CD、當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系可知，此時(shí)的入射角i為30°,根

據(jù)折射定律可得：

sin/

n=———

sinr

由此可知，折射角「大于303因此岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60。,

故C正確，。錯(cuò)誤；

故選：BCo

5.【答案】(1)從“下端面出射的光與豎直方向的最大偏角0的正弦值為行二I;

(2)玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離〃的相應(yīng)范圍為日后奉必

【解答】解：(1)設(shè)激光在M內(nèi)發(fā)生全反射的入射角為a,從下端由M射出時(shí)的入射

角為《，光路圖如圖

激光在“內(nèi)發(fā)生全反射，故sina.」

由幾何關(guān)系得：。+〃=90。

VH2-1

則sin⑸,

n

根據(jù)折射定律得：〃二駕

sinp

則最大偏角的正弦值為sin"，”一

（2）做光路圖如圖:

當(dāng)光線剛好能照到N下端最左側(cè)時(shí)，玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離a=上_

12tan<9

光線剛好能照全部覆蓋N下端時(shí)，玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離瓦=3

'2tan0

sin0-y/n2-1

則…一旁口―=叵三

COS0V2-71-

則玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離的范圍為：4日①鼬

答：（1）從例下端面出射的光與豎直方向的最大偏角。的正弦值為石口；

（2）玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離〃的相應(yīng)范圍為g后弓軸移后吊

6.【答案】加點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為三叵/。

設(shè)光束經(jīng)過(guò)河面時(shí)折射角為a,由折射定律得：〃二包”=及

sina

解得：a=30。

設(shè)光束經(jīng)過(guò)5c面時(shí)入射角為0,由幾何關(guān)系得：90。-二+45。+90。-。=180°

解得：＜9=15。

由反射定律得：4/3=28=2x150=30°

根據(jù)幾何關(guān)系得：ZBM0=90°-a=90o-300=60o

Z^O=180°-90o-?-2/?=180o-90o-30o-2xl5o=30°

ZC4O=90°-NBAO=90°-30°=60°

則^BMg'CAO

A4W為等腰三角形，貝lj:MA=MO=—AO

3

OMBM

~AO~~AC

S.MA+BM=AB=l

聯(lián)立解得：M4=三3/

3

答：M點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為上史/。

7.【答案】C

【解答】解：A.上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光通過(guò)水珠

發(fā)生的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯(cuò)誤；

BC.硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干

涉，滿足振動(dòng)加強(qiáng)條件，振動(dòng)加強(qiáng)，故“錯(cuò)誤，C正確；

D.根據(jù)光的干涉中相互加強(qiáng)的條件，可知當(dāng)薄膜的厚度發(fā)生變化時(shí)，滿足加強(qiáng)條件（厚

度為波長(zhǎng)的四分之一）的波長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)的顏色發(fā)生變化，故。錯(cuò)誤。

故選：C。

8.【答案】C

【解答】解：設(shè)光線在。。界面點(diǎn)的入射角為a，折射角為尸，幾何關(guān)系可知

a=30。

由于光路可逆，根據(jù)折射定律可得

〃_sin,_sin45°_叵

sinasin30°

光線射出。。面的臨界條件為發(fā)生全反射，光路圖如圖所示

光線在鉆兩點(diǎn)發(fā)生全反射，有公式

.二11V2

sinC=—=—f==——

nV22

在AB兩個(gè)位置臨界角為45。，之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知

AB=2AC=2CS

由于NQOP=30。，所以

2CS=OS=d

故AB=d

故錯(cuò)誤，C正確。

故選：C。

區(qū)域模擬

L【答案】D

【解答】解：A、由于左暗右亮，可知激光是從右端射入，故A錯(cuò)誤；

3、沿光的傳播方向，光線與法線的夾角逐漸增大，說(shuō)明材料的折射率自上而下逐漸增

大；故笈錯(cuò)誤；

C、增加材料上下高度，光線會(huì)發(fā)生全反射，光線不能從上表面射出，故C錯(cuò)誤；

。、增加材料左右長(zhǎng)度，當(dāng)光線發(fā)生全反射時(shí)，會(huì)形成對(duì)稱的光路，故。正確°

故選：Do

2.【答案】D

【解答】解：B.根據(jù)光路圖，〃在ON界面發(fā)生了全反射，A在OM界面沒(méi)有發(fā)生全反

射，兩束單色光在界面的入射角相等，〃單色光在玻璃中的臨界角小于a單色光在玻璃

中的臨界角，根據(jù)全反射條件sinC=L,故/，單色光在玻璃中的折射率大于。單色光在玻

n

璃中的折射率，故8錯(cuò)誤；

A.根據(jù)〃=￡,由于。單色光在玻璃中的折射率小一些，則棱鏡內(nèi)〃光的傳播速度比〃光

V

的大，故A借誤；

C.由于。光在玻璃中的折射率小于〃光在玻璃中的折射率，折射率越小，頻率越小，

即〃光的頻率比人光的低，故C錯(cuò)誤；

D.由于〃光的頻率小于方光的頻率，對(duì)應(yīng)光譜的排列順序規(guī)律，可知，頻率越小，波

長(zhǎng)越長(zhǎng)，即〃光的波長(zhǎng)比人光的長(zhǎng)，故。正確。

故選：Do

3.【答案】D

【解答】解：A.光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)，頻率不變，由酎=￡

n

可得，光從空氣射入透明磚塊，光速、，變小，由4=上

可得波長(zhǎng)變短，故A錯(cuò)誤；

B.頻率越高的單色光的折射率越大，臨界角越小，入射角不變，該單色光在。點(diǎn)的折

射角變小，根據(jù)兒何關(guān)系可知，該單色光在8C界面的入射角變大，根據(jù)題意可知原來(lái)

的光線垂直于第一次射出透明體，光線在8C面一定發(fā)生全反射，故改用頻率更高的

單色光時(shí)該單色光在8C界面也將發(fā)生全反射，故一定不會(huì)從3C界面射出，故8錯(cuò)誤；

C.根據(jù)題意作出光的折射圖像

由題意可知光線在8c界面發(fā)生全反射，根據(jù)幾何關(guān)系可解得i=60。，，:30。

根據(jù)折射率公式有〃=回

sinr

代入數(shù)據(jù)解得，透明體的折射率〃=百

故C錯(cuò)誤:

D.根據(jù)幾何關(guān)系可解得建石。為等腰三角形，光在介質(zhì)內(nèi)傳播的路程:

R

s=QE+EO=2QE=2x—2—=^~R

cos3003

光在介質(zhì)中傳播的速度

n3

"R

R

則一~T_2R

V

——c

3

故。正確。

故選：Do

4.【答案】B

【解答】解：如圖所示。

最下端入射的光在界面的入射角最小，所以臨界狀態(tài)為最下端入射的光恰好不發(fā)生全反

射，根據(jù)全反射臨界角公式有〃

sinC

由幾何關(guān)系有

sinC=-^—

R+r

聯(lián)立解得:"處,故A"錯(cuò)誤,8正確。

故選：B。

5.【答案】A

【解答】解：根據(jù)光的折射作圖

B

光在A點(diǎn)入射角為60°,AB與入射光垂直，根據(jù)幾何關(guān)系可知r=30。

根據(jù)折射定律有〃=亞

sin/,

解得〃=百

故A正確，BCD錯(cuò)誤；

故選：Ao

6.【答案】C

【解答】解：作出光路圖如圖所示。

A、根據(jù)光路圖，由幾何關(guān)系和折射定律以及反射定律可知，邊入射光線與CD邊的

出射光線平行，故A錯(cuò)誤；

B、由圖可知，由于〃、人光束的間距可調(diào)，所以若。光束上移，〃光束下移，a、〃光

束就有可能從C。邊同一位置射出，故3錯(cuò)誤；

C、根據(jù)圖中A光束的光路圖，根據(jù)正弦定理有

EF_BE_BE

sin450sin(90°+/7)cos0

可知

匚口sin45°

EF=--------BE

cos夕

同理可得

*sin450cL

EG=--------CE

cosp

〃光束在玻璃中的路程為

sh=EF+EG=-i=^——BC

夜8S/

〃光束在玻璃運(yùn)動(dòng)的速度為

v.=—=.=\f2cs\nB

b%sin45°產(chǎn)

sinp

)光束在玻璃運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

"也=上

vhcsin2/?

同理可得

BC

csin2a

-r-sin45°sin45°rr

由十%=［一>^=^—>V2

sinasinp

可知sina<sin0<三,則a</<30°

即有2a＜2瓜＜60。

所以sin2<sin2/7

可知。＞小故C正確;

。、由圖可知，a光束從a＞邊射出可能離底邊AC更遠(yuǎn)，從C/)邊射出的位置匕光不一定

在a光上面，故。錯(cuò)誤。

故選：Cc

7.【答案】A

【解答】解：根據(jù)光的干涉可知，當(dāng)光程差△$=成時(shí)此處表現(xiàn)為亮條紋，根據(jù)薄膜干

涉的原理可知光程差為空氣層厚度的2倍，即△s=24d；

當(dāng)劈尖角為。時(shí)，相鄰的亮條紋之間的距離：AX=*-

sin。

相鄰的亮條紋之間的光程差△s=2=2△d

聯(lián)立可得5=Z2

2sine”訪

若在劈形空間內(nèi)充滿液體，光在液體中傳播速度變小，根據(jù)u=知1,波長(zhǎng)變短，則相

鄰兩條紋間距將變小。

由口」

n

則

n

在劈形空間內(nèi)充滿某種液體時(shí)相鄰亮條紋間距

202n(

條紋間距減小量4/=△.”△乂

液體△/=0.5〃〃〃

代入數(shù)據(jù)可得〃=3,故A正確，88錯(cuò)誤。

2

故選：Ao

8.【答案】C

【解答】解：A.由圖分析可知3光線為入射光線，故A錯(cuò)誤；

B.玻璃磚對(duì)該單色光的折射率為〃，折射定律可知〃=也，故B錯(cuò)誤；

sinf

C.根據(jù)全反射臨界角公式得：

.廠\

sinC=-

n

解得：sinC=包故C正確；

sinr

D.根據(jù)反射定律可知，若入射角為45。，則反射角為45。，光線2、3可以相互垂直，

故。錯(cuò)誤；

故選：C。

9.【答案】A

【解答】解：AB、光從透明介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí)，折射角大于入射角，故從。點(diǎn)射出水面

的光線可能為〃，不可能為。，故A正確、8錯(cuò)誤；

。、根據(jù)「￡可知，光在真空中傳播速度最大，故折射光與入射光的光速不相同，折射

n

光的光速大于入射光的光速，故C錯(cuò)誤；

。、當(dāng)入射珀大于等于臨界的時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射，故從S發(fā)出的投射到水面的所有光束

不一定都能射出水面，故。錯(cuò)誤。

故選：Ao

10.【答案】A

【解答】BCD.解:根據(jù)折射率公式：〃=嗎，結(jié)合光路圖可知，〃光折射率大于c光

sin。，

折射率，則單色光〃的頻率比單色光c的大，根據(jù)單色光力的波長(zhǎng)比單色光c的短，根據(jù)

〃=￡可知在玻璃磚中，單色光力的速度比單色光。的小，故8CZ）錯(cuò)誤；

v

A假設(shè)截面半圓半徑為尺，以為研究對(duì)象，如圖所示

b

則在玻璃中的光程為：s=2Rsina,根據(jù)折射率公式可得：〃=皿，又有口=￡,聯(lián)立可

sinan

得聯(lián)立可得：〃=上=四"，同理可得：’,=幺網(wǎng)攻，所以光從M點(diǎn)到c點(diǎn)的傳播時(shí)間

VCC

與從M點(diǎn)到〃點(diǎn)的傳播時(shí)間相等，故A正確。

故選：Ao

考前押題

1.【答案】D

【解答】解：A.由光路可知，玻璃對(duì)“光的偏折程度較大，可知玻璃對(duì)人光的折射率

小于對(duì)“光的折射率，故A錯(cuò)誤；

4.現(xiàn)將入射光繞O點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，光線在AA面上的入射角變大，則折射角變大，因a

光折射角大于〃光，可知a光先消失，故4錯(cuò)誤；

C.根據(jù)「￡可知〃光在玻璃里的速度較小，根據(jù)，=四可知，力光的傳播時(shí)間小于〃光

nv

的傳播時(shí)間，故C錯(cuò)誤；

D.因〃光折射率較大，則頻率較大，波長(zhǎng)較短，分別用。、〃光在同一個(gè)裝置上做雙縫

干涉實(shí)驗(yàn)，根據(jù)

AX=—2

d

可知。光的干涉條紋間距小于8光的干涉條紋間距，故。正確。

故選：。。

2.【答案】C

【解答】解：A、根據(jù)題意，設(shè)光在A點(diǎn)的折射角為a，畫(huà)出光路圖如圖1所示，

由幾何關(guān)系可知：cos/?=—=—,sina=—=—,可得：p-30°,a=30°,易知：8=60。

2R22R2

則該材料的折射率為：〃=電叱，解得：〃=6,故4錯(cuò)誤;

sina

B、由圖1可知，單色光在空心球體中的傳播距離為：s=AQ=2x2Hcosa=2GR,傳播

速度為：1，=￡

n

則單色光在空心球體中的傳播時(shí)間為：”三，解得：/=竺，故8錯(cuò)誤；

VC

C