练案(69)第14章 第34讲 光的折射与全反射-【衡中学案】2025年高考物理一轮总复习提能训练（新教材）

(2)实验时,将热敏电阴置于温度控制室中,记录不同 与热敏电阻R、滑动变阻器R。串联接在电压为6V的 温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热 电源两端。当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流/大 敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示 于或等于25mA时,衔铁被吸合,热敏电阻置于温度 数分别为5.5V和3.0mA.则此时热敏电阻的阻 监测区域,其阻值R,与温度7的关系如图乙所示,滑 值为 k0(保留2位有效数字)。实验中 动变阻器的最大阻值为2000。 得到的该热敏电阴阴值R随温度/变化的曲线如 图a所示。 △ } ,。) =6 10 20 304050 6070C 图 250 图 (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到 2 热平衡后热敏电阻的阻值为2.2k0。由图a求 C(保留3位有效数字)。 150 得,此时室温为 (4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其 10 电路的一部分如图b所示。图中,E为直流电源 50 (电动势为10V.内阻可忽略);当图中的输出电 压达到或超过6.0V时,便触发报警器(图中未画 20 30 4050 60 70 80 90100 7 出)报警。若要求开始报警时环境温度为50C 乙 则图中 (填“R”或“R。”)应使用热敏电 (1)图甲中应将6端与 端相连: 阻,另一固定电阻的阻值应为 kO(保留 (2)当开关S闭合时,电磁铁上端为 极; 2位有效数字)。 (3)若设置电池温度为60C时启动制冷系统,则滑动 6.纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽 变阻器阻值应为 D: 车,电池的安全性主要体现在对其温度的控制上,当 (4)该电路可设置启动制冷系统的最高温度 某组电池温度过高时,立即启动制冷系统进行降温 是 C。 图甲是小明设计的模拟控温装置示意图,电磁继电器 练案[69] 第十四章 光 第34讲 光的折射与全反射 基础过关练 A. 入射角为60*},界面右侧是空气 B.折射角为60{,界面右侧是玻璃 题组一 光的折射 全反射 C. 人射角为30*,界面左侧是空气 1.如图所示,光在玻璃或空气的界面MV同时发生了反 D.折射角为60{*},界面左侧是玻璃 射和折射,以下说法正确的是 2.(2024·广东梅州月考)为增加视觉 效果,某珠宝商在一颗半径为R的透 明球形宝石下方放一发光二极管B 如图所示,二极管向球内各个方向发 射单色光,恰好有半个球面有光线射 出,则该宝石对该单色光的折射率为 ) A.2 B} C.3 D.2 446 3.(2022·浙江6月卷)如图所示,王亚平在天宫课堂上 A.a、都是白光 B.a是红光,b是紫光 C.a是紫光,b是红光 演示了水球光学实验,在失重环境下,往大水球中央 D.以上说法都不正确 注入空气,形成了一个空气泡,气泡看起来很明亮,其 7.(2024·湖南永州高三调研)一半圆杜形玻璃砖的横 主要原因是 -一_ 截面如图所示,一束复色光从S点沿半径射人,在圆 r 心0点分成0P.00、0E三束光。则 ) # A.气泡表面有折射没有全反射 B.光射入气泡衍射形成“亮斑” C.气泡表面有折射和全反射 D.光射人气泡干涉形成“亮纹” A.该复色光一定由三种单色光组成 4.(2023·福建卷)如图,一教师用侧面开孔的透明塑料 B. 该复色光可能由两种单色光组成 瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适 C.OP与00两束光比较,前者在玻璃砖中的折射率 量清水,水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激 较大 光水平射向小孔,使光束与液流保持在同一竖直平面 内,观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中, D.0P与00两束光比较,后者在玻璃砖中的速率 __ 有助于光束更好地沿液流传播的是 较大 7 能力综合练 8.(2023·浙江卷)如图所示为一斜边银的等腰直角 梭镜的截面图。一细黄光束从直角边AB以角度9入 射,依次经AC和BC两次反射,从直角边AC出射。出 射光线相对于入射光线偏转了a角,则a ) A. 减弱激光强度 B. 提升瓶内液面高度 出光 C.改用折射率更小的液体 ##光 D.增大激光器与小孔之间的水平距离 5.目前,移动和电信公司都升级了200M光纤入户,网 速更快,光纤信号传输利用了光的全反射和折射原 A.等于90。 B.大于900 理,某种单色光在光纤中经过多次全反射后从右端射 C.小于90。 D. 与梳镜的析射率有关 9.如图甲所示,在平静的水面下深h处有一个点光源s. 它发出的a、两种不同颜色的光,在水面上形成了一 则关于a8的大小,下列判断正确的是 ( 个有光线射出的圆形区域,该区域的中间为由a、5两 种单色光所构成的圆形复色光区域,周围为环状区 域,且为a光的颜色(如图乙)。设b光的折射率为 .. n.,则下列说法正确的是 A.a<60* B.a<30{} ) C.B>30 D.B<30d 光的单色光区域 题组二 光的色散 复色光R域 6.用一种透明材料(材料厚度不计)制作一个密闭性好 内部中空装满空气的三校镜,倒置于水中,一束白光 乙 照向三梭镜(如图所示),以下判断正确的是 ) A.在水中,a光的波长比b光小 B.水对a光的折射率比b光大 C.在水中,a光的传播速度比光小 n~1 -447 10.(多选)(2024·江西抚州高三金溪一中月考)如图所 12.某光学元件由两种不同材质的透明 示为圆形玻璃砖的截面,AB为圆面的直径,AB=1. 材料I和II构成,其横截面如图所 一束由a、b两种单色光组成的复色光斜射到玻璃砖 示。0点为半球体的球心,在该点 边缘的A点,折射光线分别照射到玻璃砖边缘的D 正上方^{}R处的P点有一点光源, 点和C点,AD长为L.AC长为31.玻璃砖对a光 能够朝各个方向发射某单色光。已 的折射率为n、对b光的折射率为n,a光从A传播 知透明材料II上表面水平,乙BAC=45*,半球体透明 到D所用时间为4.,b光从A传播到C所用时间为 材料I的率径为R,折射率n.三2.透明材料I的折身 1.则下列判断正确的是 . ) 率n=3,真空中的光速为c。 5 (1)求半球体外表面发光区域在水平面内的投影面 积(忽略各界面上的反射光); (2)求沿P0方向射出的光在透明材料I和II内传播 的总时间(忽略多次反射光)。 A.n-。 B.n=3。 D.t=号。 11.(2022·全国甲卷)如图,边长为a的正方形ABCD 为一校镜的横截面,M为AB边的中点。在截面所在 平面内,一光线自V点射入校镜,入射角为60{},经折 射后在BC边的V点恰好发生全反射,反射光线M CD边的P点射出梭镜。求梭镜的折射率以及P、C 两点之间的距离。得i=8,过D点做出射光的平行线，则该平行线与AB的夹角为 练秦[69] :,由几何知识可知，人射光与出射光的夹角为90°。故选A。 1,D已知MN是界面，过入射点O作出法线，则由图可知∠AOM =60°，则∠B0N=60°，所以人射角∠B0E=90°-60°=30°，而 入射光 ∠C0=30°，则折射角∠C0F=90°-30°=60°，因折射角大于 入射角，所以N的右边是空气，左边是玻璃。故选D。 4 9.Da光的照射面积大，知a光的临界角较大，根据inC=工知 60 a光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大，根据1=号 知.在水中，a光的传播速度比b光大，同一种色光在真空中和 在水中频率相同，由=可知，在水中，a光的波长比b光大， A,B,C错误；设圆形复色光区域半径为r,圆形复色光区域边缘 2.A由题意可知球形宝石有一半球面发生全 处b光恰好发生全反射，依据mC=】,结合儿何关系可知 反射，光路如图所示，根据临界角公式n= C由题意可知C=45,由以上两式可得 1 sin C=- ，而圆形复色光区城的面积S=π2，联立解得S h+7 H=2,故选A h2 3.C光线从水进人气泡时，是从光密介质进 ,一D正确 人光疏介质，满足发生全反射的条件，即气泡看起来很明亮的 10.AC设光在A点的入射角为i,a光的折射角为0，b光的折射 原因是气泡表面有折射和全反射，A错误，C正确：该现象与干 角为a,根据几何关系im0=3 ，血a=手，根据折射定律有 涉和衍射无关，B,D错误 4.B若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内 可得元=子，故A正确，B错误a光从个 sin sin a 发生全反射现象，根据全反射临界角山C可知院该增大液 传播到D所用时间为(_B0_08L,b光从A传播到C 体的折射率或增大激光束的人射角。减弱激光的强度，激光的 n。 临界角，折射率均不会改变，故A错误：提升瓶内液面的高度， 会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增 所用时同为。6心，则子一台放C正确，D错 大了激光束的人射角，则会有大部分光在界面处发生全反射， 有助于光束更好的沿液流传播，故B正确：若改用折射率更小 误。故选AC 的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误：增大激 1.73-1 光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束 2 20 的入射角，现象不会改变，故D错误。故选B。 [解析]设光在AB面的折射角为t,则由折射定律有n 5,C设临界角为C,根据全反射的条件可知，a≥C,而inC= =sin 60 sin r L号，则C=60°，则a≥60°，A,B错误光线从端点能射出，则 光在BC面恰发生全反射，有imC= n sin i 由几何知识有r+C=90" 有m90-B=n,其中1<90°，解得B>30°，C正确，D错误。 6.B一束白光照向三棱镜，紫光的折射率大，根据折射定律可知 联立解得血G2mr√停 3 2 则紫光的偏折程度要大一些，故a是红光.b是紫光。故选B。 2 7.B如果该复色光由两种单色光组成，则这两种单色光都发生 设BN=b,PC=c,则有simr= sin C= 了折射和反射.OP与OQ两束光分别为其折射光束，OE为重合 的反射光束：如果该复色光由三种或三种以上单色光组成，则 OP与OQ两束光分别为折射率较小的两种色光的折射光束 0-b )E为折射率较小的两种色光的反射光束及其他折射率较大的 0后装立解得=斗 单色光发生全反射时光束的重合：所以选项A错误，B正确：OP 2)g(2250 与OQ两束光比较，前者在玻璃砖中的偏折程度较小，则折射率 [解析](1)光由透明材料I射向空气， 较小，根据=分，可知，在玻璃砖中的速率较大，选项C,D铅 临界角满足mG,=L 误。故选B 8.A如图所示，设光线在AB边的折射角为B,根据折射定律可得 解得C,=30° 恰好发生全反射的光路图如图所示 1一出日设光线在C边的人射角为。，光线在C边的入射角 由正弦定理得 为r,折射角为：由反射定律和几何知识可知B+g=45°，B+24 +90联立解得=，根据折射定律可得品品台，可 3 R sinC,sin∠OP0 624 解得∠0PQ=120°，∠P00=30° 跟踪训练2：C上述现象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原 透明半球体外表面发光区城为球冠，共水平面内的投影面的 理主要为光的折射，上述现象与彩虹的形成原理不相同，故A 半径为 错误：硅片呈现深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜 r=Rain LP0Q=2 上下表面的反射光发生干涉，振动加强，故B错误，C正确：根据 光的干涉中相互加强的条件，可知当薄膜的厚度发生变化时 投影面的面积为S=: 满足加强条件的波长也会发生改变，导致硅片是现不同的颜 4 色，故D错误。故选C。 (2)设光在透明材料Ⅱ中发生全反射的临界角为C2,则nC 1 跟踪训练3：B由图发现，横向的行射现象比纵向的衍射现象更 明显，根据发生明显衍射的条件可知，横向的小孔长度应该小 解得C=37 于纵向的小孔长度。故选B。 所以光在透明材料Ⅱ中发生全反射 跟踪训练4：ACD题图乙中间部分为等间距条纹，所以题图乙是 光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正 光在透明材料I中的传播速度为，=二 确：狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，湾住一条狭缝，另 光在透明材料Ⅱ中的传播速废为马=日 一狭缝宽度增大，则行射现象减弱，题图丙中亮条纹宽度减小， 故B错误：根据条纹向距公式4=子A可知照射两条狭缝时。 光在透明材料1中的传振时间为，= 增加L,其他条件不变，题图乙中相邻暗条纹的中心间距增大 故C正确：照射两条狭缝时，若光从狭缝S,,S,到屏上P点的路 光在透明材料Ⅱ中的传播时同为，-2迟 程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确 沿P0方向射出的光在透明材料】和Ⅱ内传插的总时问为1= 跟踪训练5：AB自然光透过偏振片后的光振动方向只沿着偏振 片的透振方向，故自然光透过偏振片后变为偏振光，故A项正 1+与 联立解得1=(23+10)R 确：拍摄水面下的景物时，加偏振片可以防止反射光的干扰，使 3e 像更清晰，故B项正确；只有横波才有偏振现象，故C项错误： 自然光射到两种介质的界面上，调整人射角的大小，可以使得 第35讲光的干涉、衍射和偏振 折射光和反射光都为偏振光.故D项错误 知识梳理·易错辨析 跟踪训练6：C使A和B同时转过90°，仍不能看到透射光，原米 知识梳理 人眼隔着检偏器B起偏器A去看一只电灯泡S,无法看到透射 一1.亮条纹暗条纹间隔 光。说明两个偏振片正好相垂直，现在同时转依然看不到，故A 2.相同恒定 项错误：单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮，做B项错误，C 项正确：单使A转动时，渐渐看到透射光，故D项错误。故选C 3(2)明暗相间彩色白色子入 名师讲坛·素养提升 4.(1)反射(2)厚度 二1.相差不多还小2.(3)不透明亮斑 附：D根据相邻两条亮条纹的间距计算公式4：=宁A,由此可 3.(1)某一特定(2)一切方向强度：(3)垂直(4)偏振 知A,<入，故A错误；根据折射定律n= m,a,6光以相同的 片折射(5)横 三1.相同2测距 入射角由水斜射入空气，a光的折射角比b光的大，则m,>n, 易错辨析 根据光在介质中的传播速度与折射率的关系”=。，可得在水 1.×2.V3.×4.×5.×6.V7.V 中传插时，a光的速度比b光的小，故B错误：在水中传播时.a 核心考点·重点突破 光的折射率比b光的大，所以a光的频案比b光的大，故C错 例1：B根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有△x= 宁A,由题 误：根据临界角与折射率的关系n“mC可得在水中传播时，a 图知△z=24m,则d2=2,故选B 光的折射率比b光的大，a光的全反射临界角比b光的小，故D 正确。故选D 跟踪训练1：A由光的干涉出现亮，暗条纹的条件可知，当到双缝 跟踪训练7：D因为a光的偏折程度大于6光，所以根据折射定 的距离之差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即到双缝的距 律得知：玻璃对光的折射率大于对b光的折射率，所以a单色 离之差-方=(2k-1)分其中k=1,2.3…为条纹的级数：所 光的频率比b单色光的频率大，故A错误：根据全反射临界角 以当出现第14级暗条纹时，取k=14,所以-1=2公，又因为 公式nC=。,可知a光的折射率大，则a光的临界角小于6 2 e=,所以n--票故选A项 光的临界角，故B错误：对于任一光束研究：设入射角为i,折射 角为，玻璃砖的半径为儿，则折射率为一出二光在玻璃中传 例2：A由题知，C的膨胀系数小于G的膨张系数，当温度升高 时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变 播速度为#=二，光在玻璃中传播距离为￥=2Rmr,光在玻璃 大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。故 选A。 中传播时间为1=兰，联立以上可得1-2R,Rc均相等。 -625