微专题三 光路控制的几种模型-【高效课堂】2023-2024学年高二物理同步讲练（人教版2019选择性必修第一册）

微专题Ⅲ 光路控制的几种模型 学习目录 【模型一】“三棱镜”模型 1 【模型二】“球形玻璃砖”模型 3 【模型三】“平行玻璃砖”模型 5 知识掌握 【模型一】“三棱镜”模型 【模型如图】 (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． (2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折． (3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图所示． ①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出 ②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出，入射光线和出射光线互相平行． [例题1] （2023•锦州模拟）如图所示三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射。已知θ＝15°，该介质的折射率为，则入射角i为（　　） A．30° B．45° C．60° D．75° [例题2] （2023•西城区校级模拟）△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示。由此可知（　　） A．棱镜内a光的传播速度比b光的小 B．a光在玻璃中的折射率大于b光在玻璃中的折射率 C．a光的频率比b光的高 D．a光的波长比b光的长 [例题3] （2023•海南一模）如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，∠B＝60°，C＝90°，真空中一束与BC边成θ＝30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜，在AC边反射后从AB边射出。已知BC边长为，光在真空中传播的速度c＝3×108m/s，棱镜对该光的折射率为。则光在三棱镜中的传播时间为（　　） A．1×10﹣8s B．3×10﹣8s C．1×10﹣9s D．3×10﹣9s [例题4] （2023•漳州模拟）某种材料制成的透明砖的截面如图所示，△BOC为直角三角形，∠C＝60°，OB＝d。一细束单色光线从BC的中点P垂直于BC面入射后，在OC面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为c，则（　　） A．光从空气射入透明砖频率变小 B．光从空气射入透明砖波长变长 C．透明砖对该光的折射率为 D．光线从P点射到OC面用时为 [例题5] （2023•江苏一模）如图所示，一束由红绿两种单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜（横截面是等腰直角三角形），入射方向平行于BC边，两种色光在BC边均发生全反射后再从AC边射出，其中红光的出射点是D，则绿光从AC边射出光路可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【模型二】“球形玻璃砖”模型 (1)法线过圆心即法线在半径方向。 (2)半径是构建几何关系的重要几何量 [例题6] （2023•嘉兴一模）某同学将半圆形透明砖平放在方格纸上，用激光笔将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，缓慢平移激光束，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，则该透明砖材料的折射率为（　　） A．1.3 B．1.4 C．1.6 D．1.9 [例题7] （2023•淮北一模）如图所示，一束红光和一束黄光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α＝45°，β＝60°，则下列说法正确的是（　　） A．ON是红光，OM是黄光 B．玻璃对OM光束的折射率为 C．沿ON路径传播的光穿过玻璃柱体所需时间较长 D．若将OM光束从N点沿着NO方向射入，可能发生全反射 [例题8] （2022秋•让胡路区校级期末）如图①、②、③、④所示，光由空气射入半圆形玻璃砖，或光由半圆形玻璃砖射入空气，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况中可能发生的是（　　） A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③ [例题9] （2022秋•城阳区期末）一玻璃砖横截面如图，ABOD是正方形，BC是四分之一圆弧，OB、OC为其半径，现将CD面置于水平桌面上，单色光a、b分别从AD平面和BC曲面水平入射，只考虑a、b第一次到达BC面的情况，下列说法正确的是（　　） A．a光线的位置向上平移，在到达BC面时入射角变小 B．从BC曲面进入玻璃砖的b光线会在BC面发生全反射 C．a光线的位置向上平移，在穿过玻璃砖后到达桌面位置距C变近 D．若玻璃砖对a光折射率为1.8，从AD中点入射的a光线照射到BC面上将发生全反射 [例题10] （2023•湖北一模）如图所示，在第十四届中国航展上空，歼﹣20穿云破雾、呈现了驾“七彩祥云”的壮观景象。因为飞机的发动机喷出高温尾流会使得飞机周围的空气经过机翼后膨胀降温，在飞机表面形成一层水雾。阳光照射到水雾上，由于不同颜色的光折射率不同，就会形成七彩光芒。如下右图所示，将原理简化并作出光路图。已知a光与界面的夹角为30°。b光