专题33 光的折射与全反射-【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题33 光的折射与全反射 题型一 折射定律和折射率的理解及应用 1 题型二 全反射现象的理解和综合分析 4 题型三 光路控制问题分析 6 题型一 折射定律和折射率的理解及应用 1．折射定律 图1 (1)内容：如图1所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比． (2)表达式：＝n. (3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率 (1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量． (2)定义式：n＝. (3)计算公式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1. (4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角． 3．折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关． (2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质． (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小． (4)公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角． [题型专练1]. （2023•广东开学）某透明均匀介质的横截面由四分之一圆CBD和一个直角三角形ABC构成，如图所示，其折射率，四分之一圆的半径为R，CD面为黑色吸光板，∠BAC＝60°。一束单色平行光从AC界面中点处射入透明介质，入射角θ＝45°，已知光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．光线在AC界面折射后折射角为60° B．光射入透明介质后能从BD界面射出 C．光射入透明介质后，传播速度变为nc D．光射入透明介质后，波长变长 [题型专练2]. （2023秋•杭州期中）光线照射到棱镜毛糙面上的反射光线和折射光线射向四面八方，不能成像。如图所示，折射率为2的等腰直角三棱镜的底面S2和侧面S1是平整的光学面，而侧面S3和其它面是毛糙的。将该棱镜的底面压在一幅用特殊颜料画的可发光的水彩画上，观察者通过光学面S1观察水彩画，则画被棱镜底面压住部分可被观察到的比例为（已知）（　　） A． B． C． D． [题型专练3]. （2023秋•硚口区校级月考）如图，一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，∠A＝30°、∠B＝60°，一条平行于AC边的光线从AB边上的O点射入玻璃砖，经AB边折射后打到AC边上的E点，已知，光在真空传播的速度为c。下列说法错误的是（　　） A．入射光线在O点处的折射角为30° B．玻璃砖的折射率为 C．在AC面上发生全反射，光不从AC面射出 D．光从O点入射到有光从玻璃砖射出所经历的最短时间为 [题型专练4]. （2023•江苏开学）如图所示，测玻璃砖折射率的实验中，平行玻璃砖abcd与屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射玻璃砖上O点，此时在屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，激光点移到S2处，A、B为玻璃砖ad边上的两点，其中OA与ad边垂直，B点是线段OS2与ad的交点，已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则玻璃砖的折射率n是（　　） A． B． C． D． [题型专练5]. （2023•慈溪市校级开学）如图，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率n＝2，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，这部分光照射圆弧AC的弧长为（　　） A． B． C． D． 题型二 全反射现象的理解和综合分析 1．定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象． 2．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角． 3．临界角：折射角等于90°时的入射角，若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小． [题型专练6]. （2023•万安县校级开学）水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是（　　） A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角大 B．在真空中，a光的波长大于b光的波长 C．水对a光的折射率大于对b光的折射率 D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域 [题型专练7]. （2023•浙江开学）某种透明材料制成的外为正六边形，内为圆的空心柱体，其横截面如图所示。O为正六边形ABCDEF的中心和内圆的圆心，Q为EF的中点，OQ为圆半径的两倍。现有一束复色光沿纸面内PQ方向以入