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(2023·湖南高考7題)一位潛水愛好者在水下活動(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α,如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí),岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束。判斷下列說法的正誤:(1)救援人員收到潛水愛好者發(fā)出的激光光束,這是光的折射現(xiàn)

象。

)√(2)激光器向岸上救援人員發(fā)射的激光信號(hào)在水面處一定同時(shí)發(fā)生

反射和折射。

×

)(3)激光光束與水面發(fā)生全反射的臨界角C=41°。

×

)(4)救援人員的眼睛是逆著射入眼睛的光線方向,通過至少兩條光

線的交點(diǎn)才能確定潛水愛好者的位置。

)××√02著眼“四翼”·探考點(diǎn)題型規(guī)律方法

2.應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)根據(jù)入射角、折射角及反射角之間的關(guān)系,作出比較完整的

光路圖。(2)充分利用光路圖中的幾何關(guān)系,確定各角之間的聯(lián)系,根據(jù)

折射定律求解相關(guān)的物理量:折射角、折射率等。(3)注意在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的。

1.【折射現(xiàn)象的分析】(2023·江蘇高考5題)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增

大,太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述

該現(xiàn)象的是(

)解析:

地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大,太陽光

斜射向地面過程中,某分界面上折射角小于入射角,光線隨高度降

低,越來越靠近法線,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。2.【折射定律的應(yīng)用】(多選)如圖所示,兩束不同頻率的平行單色光a、b從水射入空氣

(空氣折射率為1)發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象(α<β),下列說法

正確的是(

)A.水對(duì)a的折射率比水對(duì)b的折射率小B.在水中的傳播速度va>vbC.在空氣中的傳播速度va>vbD.僅把空氣和水對(duì)調(diào),其他條件不變,則仍有α<β

考點(diǎn)二

光的折射和全反射的綜合問題

[互動(dòng)共研類]1.解答全反射問題的技巧(1)解答全反射問題時(shí),要抓住發(fā)生全反射的兩個(gè)條件:①光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì);②入射角大于或等于臨界角。(2)利用好光路圖中的臨界光線,準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射

的光路圖是解題的關(guān)鍵,且在作光路圖時(shí)盡量與實(shí)際相符。2.求解光的折射、全反射問題的三點(diǎn)注意(1)明確哪種是光密介質(zhì)、哪種是光疏介質(zhì)。同一種介質(zhì),相對(duì)

于其他不同的介質(zhì),可能是光密介質(zhì),也可能是光疏介質(zhì)。(2)如果光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),則無論入射角多大,都

不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)當(dāng)光照射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí),往往同時(shí)發(fā)生光的折射和

反射現(xiàn)象,但在全反射現(xiàn)象中,只發(fā)生反射,不發(fā)生折射?!镜淅?】

(2023·湖北高考6題)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度為(

)C.d

【典例3】

(2022·全國甲卷34題)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。

1.【全反射條件的理解及應(yīng)用】(2022·遼寧高考5題)完全失重時(shí),液滴呈球形,氣泡在液體中將

不會(huì)上浮。2021年12月,在中國空間站“天宮課堂”的水球光學(xué)實(shí)

驗(yàn)中,航天員向水球中注入空氣形成了一個(gè)內(nèi)含氣泡的水球。如圖

所示,若氣泡與水球同心,在過球心O的平面內(nèi),用單色平行光照

射這一水球。下列說法正確的是(

)A.此單色光從空氣進(jìn)入水球,頻率一定變大B.此單色光從空氣進(jìn)入水球,頻率一定變小C.若光線1在M處發(fā)生全反射,光線2在N處一定發(fā)生全反射D.若光線2在N處發(fā)生全反射,光線1在M處一定發(fā)生全反射

A.β=30°B.β=37.5°C.若略微增大α,則光線可以從液面射出D.若略微減小i,則光線可以從液面射出

考點(diǎn)三

光路控制及光的色散現(xiàn)象

[素養(yǎng)自修類]1.【三棱鏡的色散】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λa、λb,該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb,則

)A.λa<λb,na>nbB.

λa>λb,na<nbC.λa<λb,na<nbD.

λa>λb,na>nb解析:

一束光經(jīng)過三棱鏡折射后,折射率小的光偏轉(zhuǎn)角較小,

而折射率小的光波長較長,所以λa>λb,na<nb,故B正確。2.【球體的色散】(多選)《夢(mèng)溪筆談》是中國科學(xué)技術(shù)史上的重要文獻(xiàn),書中對(duì)彩

虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨則有之”。彩虹成因

的簡(jiǎn)化示意圖如圖所示,設(shè)水滴是球形的,圖中的圓代表水滴過球

心的截面,入射光線在過此截面的平面內(nèi),a、b是兩種不同頻率的

單色光。下列說法正確的是(

)A.雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹B.水滴對(duì)a光的臨界角小于對(duì)b光的臨界角C.在水滴中,a光的波長大于b光的波長D.在水滴中,a光的傳播速度大于b光的傳播速度

A.平行于AC邊的光線①B.平行于入射光線的光線②C.平行于CB邊的光線③D.平行于AB邊的光線④

4.【平行玻璃磚對(duì)光路的控制】(多選)如圖所示,兩細(xì)束平行的單色光a、b射向同一塊上、下表面平行的玻璃磚的上表面,最終都從玻璃磚的下表面射出。已知玻璃對(duì)單色光b的折射率較小,那么下列說法中正確的有(

)A.a光束在玻璃磚中傳播速度比b光小B.從玻璃磚下表面射出后,兩束光不一定平行C.從玻璃磚下表面射出后,兩束光之間的距離一定增大了D.從玻璃磚下表面射出后,兩束光之間的距離可能和射入前相同

1.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球體)對(duì)光路的控制特點(diǎn)平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球體)結(jié)

構(gòu)玻璃磚上下表面是平

行的橫截面為三角形的

三棱鏡橫截面是圓平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球體)對(duì)

通過平行玻璃磚的光

線不改變傳播方向,

但要發(fā)生側(cè)移

通過三棱鏡的光線

經(jīng)兩次折射后,出

射光線向棱鏡底面

偏折

圓界面的法線是過圓

心的直線,光線經(jīng)過

兩次折射后向圓心偏

折平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球體)應(yīng)

用測(cè)定玻璃的折射率

全反射棱鏡,改變

光的傳播方向改變光的傳播方向2.各種色光的比較與分析顏色紅橙黃綠藍(lán)靛紫頻率ν低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小同一介質(zhì)中的波長大→小通過同一棱鏡的偏折角小→大同一介質(zhì)中的臨界角大→小同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小03聚焦“素養(yǎng)”·提能力巧學(xué)妙解應(yīng)用考點(diǎn)一

光的折射定律

折射率1.莊子與惠子游于濠梁之上。莊子曰:“鯈魚出游從容,是魚之樂

也?!比嗽跇蛏嫌^魚(

)A.人能看到魚,魚不能看到人B.人看到的魚是經(jīng)反射所成的像C.魚看到的人的位置比人的實(shí)際位置低D.人看到的魚的位置比魚的實(shí)際位置高12345678910解析:

根據(jù)光的可逆性可知,若人能看到魚,則魚一定能看到

人,A錯(cuò)誤;人看到的魚是經(jīng)光的折射所成的像,B錯(cuò)誤;人在空

氣中,人作為等效光源,入射角大于折射角,魚沿折射光線的反向

延長線看人,魚看到的人的位置比人的實(shí)際位置高,C錯(cuò)誤;同理

可知D正確。12345678910

C.212345678910

12345678910

12345678910

123456789104.用玻璃做成的一塊棱鏡的截面圖如圖所示,其中ABOD是矩形,

OCD是半徑為R的四分之一圓弧,圓心為O。一條光線從AB面上的

某點(diǎn)入射,入射角θ1=45°,它進(jìn)入棱鏡后恰好以臨界角射在BC面

上的O點(diǎn),光路圖如圖所示,則棱鏡的折射率(

)12345678910

12345678910

12345678910

12345678910考點(diǎn)三

光路控制及光的色散現(xiàn)象6.(多選)一束白光從頂角為θ的三棱鏡的一邊以較大的入射角i射入

并通過三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖所示,在入射角i

逐漸減小到零的過程中,假如屏上的彩色光帶先后全部消失,則

)A.紅光最先消失,紫光最后消失B.紫光最先消失,紅光最后消失C.折射后的出射光線向底邊BC偏折D.折射后的出射光線向頂角A偏折12345678910

123456789107.(多選)如圖所示,一束復(fù)色光沿PO方向射向一上、下表面平行

的無限大的厚玻璃平面鏡的上表面,一共得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。則

)A.該復(fù)色光由三種顏色的光混合而成B.光束Ⅱ在玻璃平面鏡中的傳播速度比光束Ⅲ小C.光束Ⅱ、Ⅲ在玻璃平面鏡內(nèi)部傳播的時(shí)間不可能相同D.改變?chǔ)两乔姚粒?0°,光束Ⅱ、Ⅲ一定始終與光束Ⅰ平行12345678910

12345678910

12345678910

8.如圖甲所示,在平靜的水面下深h處有一個(gè)點(diǎn)光源S,它發(fā)出的a、b

兩種不同顏色的光,在水面上形成了一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域,

該區(qū)域的中

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