（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 14 第十一章 光 電磁波 1 第1節(jié) 光的折射 全反射教學(xué)案

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1、第十一章 光 電磁波 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 真題統(tǒng)計(jì) 2016.10 2017.4 2017.11 2018.4 2018.11 2019.4 2020.1 1.光的反射與折射 c 14 21 12 2.全反射 c 14 3.光的干涉 c 14 16 15 21 15 4.光的衍射 b 21 14 5.光的偏振 b 6.光的顏色、色散 b 7.激光 a 8.電磁波的發(fā)現(xiàn) a

2、 9.電磁振蕩 c 8 10.電磁波的發(fā)射和接收 b 11.電磁波與信息化社會(huì) a 12.電磁波譜 a 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率 21 實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)(同時(shí)練習(xí)使用游標(biāo)型測(cè)量頭) 21 第1節(jié)　光的折射　全反射 【基礎(chǔ)梳理】 提示：同一　兩側(cè)　比值　　頻率　光密介質(zhì)　光疏介質(zhì)　大于或等于　反射光　 【自我診斷】 判一判 (1)某種玻璃對(duì)藍(lán)光的

3、折射率比紅光大，藍(lán)光和紅光以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光的折射角較大．(　　) (2)光從空氣射入玻璃時(shí)，只要入射角足夠大就可能發(fā)生全反射．(　　) (3)在水中，藍(lán)光的傳播速度大于紅光的傳播速度．(　　) (4)在潛水員看來，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里．(　　) (5)光纖通信利用了全反射的原理．(　　) (6)晚上，在水池中同一深度的兩點(diǎn)光源分別發(fā)出紅光和藍(lán)光，藍(lán)光光源看起來淺一些．(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 做一做 如圖所示，光在真空和介質(zhì)的界面MN上發(fā)生偏折，那么下列說法正確的是(　　) A．光是

4、從真空射向介質(zhì) B．介質(zhì)的折射率為1.73 C．光在介質(zhì)中的傳播速度為1.73×108 m/s D．反射光線與折射光線成90°角 E．當(dāng)入射角增大10°，則折射角也將增大10° 提示：BCD 　折射定律的應(yīng)用 【知識(shí)提煉】 1．折射率：由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與入射角的大小無關(guān)． 2．折射率與介質(zhì)的密度無關(guān)，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)． 3．同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小． 4．公式n＝中，不論光從真空射入介質(zhì)，還是從介質(zhì)射入真空，θ1總是真空中的光線與法線間的夾角，θ2總是介質(zhì)中的光線與法線間的夾角． 【典題例析】 　如圖，在注滿水的游泳池的池

5、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. (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)． [解析]　(1)如圖，設(shè)到達(dá)池邊的光線的入射角為i.依題意，水的折射率n＝，光線的折射角θ＝90°.由折射定律有 nsin i＝sin θ ① 由幾何關(guān)系有sin i＝ ② 式中，l＝3 m，h是池內(nèi)水的深度．聯(lián)立

6、①②式并代入題給數(shù)據(jù)得h＝ m≈2.6 m．③ (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為θ′＝45°.由折射定律有nsin i′＝sin θ′ ④ 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.由幾何關(guān)系有 sin i′＝ ⑤ x＋l＝a＋h′⑥ 式中h′＝2 m. 聯(lián)立③④⑤⑥式得x＝m≈0.7 m. [答案]　(1)2.6 m　(2)0.7 m 【題組過關(guān)】 考向1　折射率的計(jì)算 1．如圖所示，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

7、i相等時(shí)，出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ.已知棱鏡頂角為α，則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為(　　) A.　　　　　　　 B. C. D. 解析：選A.當(dāng)出射角i′和入射角i相等時(shí)，由幾何知識(shí)，作角A的平分線，角平分線過入射光線的延長(zhǎng)線和出射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)、兩法線的交點(diǎn)，如圖所示，可知∠1＝∠2＝，∠4＝∠3＝，而i＝∠1＋∠4＝＋，由折射率公式n＝＝，選項(xiàng)A正確． 考向2　對(duì)折射定律的考查 2．(2020·麗水調(diào)研)半徑為R的玻璃圓柱體，截面如圖所示，圓心為O，在同一截面內(nèi)，兩束相互垂直的單色光射向圓柱面的A、B兩點(diǎn)，其中一束沿AO方向，∠AOB＝30°，若玻

8、璃對(duì)此單色光的折射率n＝. (1)試作出兩條光線從射入到第一次射出的光路途徑，并求出B光第一次射出圓柱面時(shí)的折射角(當(dāng)光線射向柱面時(shí)，如有折射光線則不考慮反射光線)并作出光路圖． (2)求兩條光線經(jīng)圓柱體后第一次射出的光線的交點(diǎn)(或延長(zhǎng)線的交點(diǎn))與A點(diǎn)的距離． 解析：(1)A光過圓心，射入和射出玻璃圓柱方向始終不變，射出玻璃圓柱的折射角為0°.B光從B點(diǎn)射入，設(shè)折射角為r，第一次在C點(diǎn)射出，設(shè)B光第一次射出圓柱面時(shí)的折射角為i2，由折射定律，n＝，解得r＝30°. 由折射定律，n＝，解得i2＝60°.光路圖如圖所示． (2)設(shè)B光從C點(diǎn)射出光線的反向延長(zhǎng)線交A光光線于D點(diǎn)，由圖可知，

9、∠DOC為直角， DA＝Rtan 60°－R＝(－1)R. 答案：(1)見解析　(2)(－1)R (1)折射率只由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定．由n＝定義和計(jì)算．但與入射角θ1、折射角θ2無關(guān)． (2)由n＝可計(jì)算光的折射率，n是從真空射入某種介質(zhì)的折射率．對(duì)兩種介質(zhì)來說，若n1＞n2，則折射率為n1的稱為光密介質(zhì)，折射率為n2的稱為光疏介質(zhì)． (3)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變，波長(zhǎng)改變，光速改變．可以根據(jù)v＝λf和n＝判斷． (4)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，

10、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．　 　對(duì)全反射現(xiàn)象的理解及應(yīng)用 【知識(shí)提煉】 1．在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的． 2．當(dāng)光射到兩種介質(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．當(dāng)折射角等于90°時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒有折射光了． 3．全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時(shí)就發(fā)生了全反射． 【

11、典題例析】 　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n＝ . (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？ (2)一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距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θ，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出，如圖，由全反射條件有sin θ＝ ① 由幾何關(guān)系有OE＝Rsin θ ② 由對(duì)稱性可知，若光線都能從上

12、表面射出，光束的寬度最大為l＝2OE ③ 聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得l＝R. (2)設(shè)光線在距O點(diǎn)R的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得α＝60°>θ 光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射，最后由G點(diǎn)射出，如圖，由反射定律和幾何關(guān)系得 OG＝OC＝R 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． [答案]　(1)R　(2)光線從G點(diǎn)射出時(shí)，OG＝OC＝R，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 　(2020·湖州質(zhì)檢)半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過其軸線OO′的截面如圖所示．位于截面所在的平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角i0由O點(diǎn)入射

13、，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． 解析：當(dāng)光線在O點(diǎn)的入射角為i0時(shí)，設(shè)折射角為r0，由折射定律得＝n ① 設(shè)A點(diǎn)與左端面的距離為dA，由幾何關(guān)系得 sin r0＝ ② 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 C＝ ③ 由幾何關(guān)系得sin C＝ ④ 設(shè)A、B兩點(diǎn)間的距離為d，可得 d＝dB－dA ⑤ 聯(lián)立①②③④⑤式得 d＝R. 答案：R 1．求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時(shí)間的一般思路 (1)全反射現(xiàn)

14、象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化，即v＝. (2)全反射現(xiàn)象中，光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定． (3)利用t＝求解光的傳播時(shí)間． 2．解決全反射問題的一般方法 (1)確定光是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)． (2)應(yīng)用sin C＝確定臨界角． (3)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射． (4)如發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖． (5)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算，解決問題．　 　光的色散現(xiàn)象 【知識(shí)提煉】 1．光線射到介質(zhì)的界面上時(shí)，要注意對(duì)產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行分析： (1)若光線從光疏介質(zhì)射入光密介

15、質(zhì)，不會(huì)發(fā)生全反射，而同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，不同色光偏折角不同． (2)若光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，是否發(fā)生全反射，要根據(jù)計(jì)算判斷，要注意不同色光臨界角不同． 2．作圖時(shí)要找出具有代表性的光線，如符合邊界條件或全反射臨界條件的光線． 3．解答時(shí)注意利用光路可逆性、對(duì)稱性和幾何知識(shí)． 4．各種色光的比較 顏色 紅橙黃綠青藍(lán)紫 頻率ν 低―→高 同一介質(zhì)中的折射率 小―→大 同一介質(zhì)中速度 大―→小 波長(zhǎng) 大―→小 臨界角 大―→小 通過棱鏡的偏折角 小―→大 5.平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制 平行玻璃磚 三棱鏡 圓柱體(球)

16、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 對(duì)光線的作用 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，出射光線向棱鏡底邊偏折 圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折 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 【典題例析】 　實(shí)驗(yàn)表明，可見光通過三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨波長(zhǎng)λ的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量．太陽光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示，則(　　) A．屏上c處是紫光 B．屏上d處是紅光 C．屏上b處是紫

17、光 D．屏上a處是紅光 [審題指導(dǎo)]　根據(jù)折射圖象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，則可得各光的頻率、波長(zhǎng)等的大小關(guān)系，進(jìn)而可判斷各光可能的順序． [解析]　白色光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏由上至下依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫．由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；紅光的折射率最小，則偏折程度最?。势辽蟖處為紅光，屏上d處為紫光，D正確． [答案]　D 【題組過關(guān)】 考向1　對(duì)光的色散現(xiàn)象的考查 1.(2020·紹興聯(lián)考)虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可利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

18、會(huì)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 解析：選A.七色光中紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，故經(jīng)玻璃球折射后紅光的折射角較大，由玻璃球出來后將形成光帶，而兩端分別是紅光和紫光，根據(jù)光路圖可知M、Q點(diǎn)為紫光，N、P點(diǎn)為紅光，故選A. 考向2　對(duì)光路的分析 2．(1)一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b.已知a光的頻率小于b光的頻率．下面光路圖可能正確的是________． (2)如圖所示，含有兩種單色光的一細(xì)光束

19、，以入射角θ射入厚度為d的平行玻璃磚中，該玻璃磚對(duì)兩種單色光的折射率分別為n1和n2，且n1＞n2.求兩束單色光從下表面射出時(shí)出射點(diǎn)之間的距離． 解析：(1)由于a光的頻率小于b光的頻率，可知a光的折射率小于b光的折射率．在上表面a、b兩束單色光的入射角相同，由折射定律可判斷出a光的折射角大于b光的折射角．在下表面，光線由玻璃射向空氣，光線折射率為折射角正弦比入射角正弦，故下表面的折射角應(yīng)與上表面的入射角相同，即通過玻璃磚后的出射光線應(yīng)與原入射光線平行． (2)光路圖如圖所示， 則n1＝，n2＝ tan r1＝，tan r2＝ Δx＝x2－x1 聯(lián)立各式解得 Δx＝dsin θ.

20、 答案：(1)B (2)dsin θ 光的色散中應(yīng)注意的問題 (1)明確題意，入射光為復(fù)色光，在出射光中，不同色光的偏折不同． (2)紅光的折射率最小，其偏折最?。? (3)紫光的折射率最大，其臨界角最小，最易發(fā)生全反射． (4)光的色散現(xiàn)象常和光的折射現(xiàn)象相互關(guān)聯(lián)，各種色光的頻率不同，在同種介質(zhì)中的折射率不同，波速、波長(zhǎng)相應(yīng)地發(fā)生變化．　 [隨堂檢測(cè)] 1．(2020·麗水檢測(cè))以下說法正確的是(　　) A．真空中藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng) B．天空中的彩虹是由光干涉形成的 C．光纖通信利用了光的全反射原理 D．機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播，波長(zhǎng)保持不變 解析：選

21、C.紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，在真空中紅光和藍(lán)光的傳播速度相同，由λ＝，得紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．天空中的彩虹是水滴對(duì)不同色光的折射程度不同造成的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．光纖通信利用了光的全反射原理，選項(xiàng)C正確．機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，其頻率不變，但傳播速度不同，由v＝λf知，波長(zhǎng)也不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．(2020·嘉興調(diào)研)如圖，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，下圖能正確描述其光路的是(　　) 解析：選A.①光從玻璃磚射向空氣時(shí)，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，選

22、項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．②當(dāng)光從空氣射入玻璃磚時(shí)，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤． 3．如圖所示，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角．此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射．該棱鏡材料的折射率為(　　) A. B. C. D. 解析：選A.根據(jù)折射率定義有，sin ∠1＝nsin ∠2，nsin ∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n＝. 4．(2020·1月浙江選考)如圖所示，一束光與某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量為入射光能量

23、的k倍(0θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B．若θ>θ2，光線會(huì)從OQ邊射出 C．若θ<θ1，光線會(huì)從OP邊射出 D．若θ<θ1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射 解析

24、：選D.題圖中，要使光線可在OP邊發(fā)生全反射，圖中光線在OP邊上的入射角大于90°－θ2.從OP邊上反射到OQ邊的光線，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光線在OQ邊上發(fā)生全反射．若θ>θ2，光線不能在OP邊上發(fā)生全反射；若θ<θ1，光線不能在OQ邊上發(fā)生全反射，綜上所述，選項(xiàng)D正確． [課后達(dá)標(biāo)] 一、不定項(xiàng)選擇題 1．(2020·紹興檢測(cè))一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的(　　) A．速度變慢，波長(zhǎng)變短　　　　 B．速度不變，波長(zhǎng)變短 C．頻率增高，波長(zhǎng)變長(zhǎng) D．頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng) 答案：A 2．公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈

25、，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說法正確的是(　　) A．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較小 B．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較小 C．紅燈看起來較淺，紅燈照亮的水面面積較大 D．紅燈看起來較深，紅燈照亮的水面面積較大 答案：D 3．(2020·嘉興質(zhì)檢)一束紅、紫兩色的混合光，從某種液體射向空氣，當(dāng)研究在界面上發(fā)生折射和反射現(xiàn)象時(shí)，可能發(fā)生的情況是下圖中的(　　) 答案：C 4．雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．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、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它

26、們可能依次是(　　) A．紫光、黃光、藍(lán)光和紅光 B．紫光、藍(lán)光、黃光和紅光 C．紅光、藍(lán)光、黃光和紫光 D．紅光、黃光、藍(lán)光和紫光 解析：選B.由光路圖顯然可看出a光的偏折程度最大，故a光的折射率最大，選項(xiàng)中應(yīng)該以“紅橙黃綠藍(lán)靛紫”反過來的順序進(jìn)行排列，B對(duì)． 5．(2020·湖州質(zhì)檢)為了從坦克內(nèi)部觀察外部目標(biāo)，在厚度為20 cm的坦克壁上開了一個(gè)直徑為12 cm的孔，若在孔內(nèi)分別安裝由同一種材料制成的如圖所示的三塊玻璃，其中兩塊玻璃的厚度相同．坦克內(nèi)的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍是(　　) A．圖1的大于圖2的　　　　 B．圖1的小于圖3的 C．圖2的

27、小于圖3的 D．圖2的等于圖3的 解析：選AD.坦克內(nèi)的人在同一位置通過玻璃能看到的外界的角度范圍大小，取決于玻璃的折射率和玻璃的厚度，玻璃越厚，則入射光偏折越大，觀察到范圍也就越大． 6．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，你會(huì)看到在一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影．但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它卻隨你靠近而后退．對(duì)此現(xiàn)象正確的解釋是(　　) A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的全反射造成的 B．“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺 C．太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率大，發(fā)生全反射 D．太陽輻射到地面，使地面溫度升高，折射率小

28、，發(fā)生全反射 解析：選AD.酷熱的夏天地面溫度高，地面附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射． 7.(2020·杭州調(diào)研)某學(xué)習(xí)小組在探究三棱鏡對(duì)光的色散的實(shí)驗(yàn)中，用一束含有兩種A、B不同顏色的光束以一定的角度從三棱鏡的一邊射入，并從另一面射出，如圖所示．由此我們可以知道(　　) A．在同種介質(zhì)中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng) B．從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的小 C．A、B兩種光在水中的速度一樣大 D．A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射 解析：選AD.由圖可知，B

29、光折射率較大，B光的頻率大．在同種介質(zhì)中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確；從空氣中以相同的入射角射入同樣的介質(zhì)，A光的折射角比B光的大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A、B兩種光在水中的速度，A光較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于B光的折射率較大，B光的全反射臨界角較小，A、B兩種光從相同的介質(zhì)入射到空氣中，逐漸增大入射角，B光先發(fā)生全反射，選項(xiàng)D正確． 8．光纖通信采用的光導(dǎo)纖維是由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，其中內(nèi)芯的折射率為n1，外套的折射率為n2，下列說法正確的是(　　) A．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2 B．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＜n2 C．從左端面入射的光線，其入射角θ必須大于某值，全部

30、光才能被傳導(dǎo) D．從左端面入射的光線，其入射角θ必須小于某值，全部光才能被傳導(dǎo) 解析：選AD.光纖通信是利用光的全反射原理來工作的，光只有從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)中時(shí)，才能發(fā)生全反射，因而內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2.從圖中看由左端面入射的光線，其入射角越小，進(jìn)入介質(zhì)后，在n1與n2的界面上入射角越大，越易發(fā)生全反射，故A、D對(duì)． 9．(2020·寧波質(zhì)檢)如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶．若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失．在光帶未完全消失

31、之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是(　　) A．減弱，紫光 B．減弱，紅光 C．增強(qiáng)，紫光 D．增強(qiáng)，紅光 解析：選C.同一介質(zhì)對(duì)各色光的折射率不同，各色光對(duì)應(yīng)的全反射的臨界角也不同．七色光中紫光折射率最大，由n＝可知，紫光的臨界角最小，所以入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)的過程中，最先發(fā)生全反射的是紫光，折射光減弱，反射光增強(qiáng)，故C正確． 10．以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)．現(xiàn)已有針對(duì)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(n<0)，稱為負(fù)折射率材料．位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時(shí)

32、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(duì)此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播途徑的示意圖是(　　) 解析：選B.由題意知，折射線和入射線位于法線的同一側(cè)，n＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以選項(xiàng)B正確． 11.(2020·杭州質(zhì)檢)頻率不同的兩束單色光1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．單色光1的波長(zhǎng)小于單色光2的波長(zhǎng) B．在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度 C．單色光1垂直通過玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2垂直通過玻

33、璃板所需的時(shí)間 D．單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角 解析：選AD.本題考查光的色散、全反射現(xiàn)象、光速和折射率之間的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn)．由題圖知單色光1在界面折射時(shí)的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光1的頻率大于單色光2的頻率，那么單色光1的波長(zhǎng)就小于單色光2的波長(zhǎng)，A項(xiàng)對(duì)；由n＝知，折射率大的單色光1在玻璃中傳播速度小，當(dāng)單色光1、2垂直射入玻璃時(shí)，二者通過玻璃板的路程相等，此時(shí)單色光1通過玻璃板所需的時(shí)間大于單色光2的，B、C項(xiàng)都錯(cuò)；由sin C＝及單色光1的折射率大知，D項(xiàng)對(duì)． 12.(2020·舟山高二期中)平面MN、PQ、ST為三個(gè)相

34、互平行的界面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為三種不同的介質(zhì)，平面ST的上表面涂有反射層(光線不能通過)，某種單色光線射向界面MN后，發(fā)生了一系列的反射和折射現(xiàn)象，光路如圖所示．則(　　) A．當(dāng)入射角β適當(dāng)減小時(shí)，光線c、d都可能會(huì)消失 B．當(dāng)入射角β適當(dāng)增大時(shí)，光線d可能會(huì)消失 C．對(duì)于三種介質(zhì)，光在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度最小 D．出射光線b、c、d不一定平行 解析：選BC.a光在MN界面不會(huì)發(fā)生全反射，但隨著β角增大，a光就可能會(huì)在PQ界面發(fā)生全反射，則光線d消失，選項(xiàng)B正確．Ⅱ介質(zhì)折射率最大，光在Ⅱ中速度最小，選項(xiàng)C正確．如光線b、c、d都有，由幾何關(guān)系可知必相互平行，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 二、非選擇題

35、 13.如圖，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝90°，∠B＝60°.一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出．EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)．不計(jì)多次反射． (1)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角； (2)為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？ 解析：(1)光線在BC面上折射，由折射定律有 sin i1＝nsin r1 ① 式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射

36、角．光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有 i2＝r2 ② 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角 光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有 nsin i3＝sin r3 ③ 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角 由幾何關(guān)系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30° ④ F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為 δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3) ⑤ 由①②③④⑤式得δ＝60°. ⑥ (2)光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有 nsin i2≥nsin C>nsin i3 ⑦ 式中C是全反射臨界角，滿足 nsin C＝1 ⑧ 由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為≤n<2. ⑨ 答案：見解析 17