内容正文:
1.光的折射
目录
【攻核心·技能提升】 1
一、折射定律 1
二、折射率 3
三、折射定律的应用 4
【拓思维·重难突破】 5
【链高考·精准破局】 6
一、折射定律
1.抗冲击玻璃是由两层钢化玻璃和中间一层树脂材料构成的,树脂的折射率比玻璃的小。下列在抗冲击玻璃中的折射光线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.在给近视患者验光时,验光师通常会采用棱镜分离法进行双眼平衡检查,即在患者右眼前放置底边向下的三棱镜,左眼前放置底边向上的三棱镜,两眼同时看同一视标时,由于三棱镜的折射作用,两眼看到的视标会分成两部分,验光师通过比较患者看到的两部分视标的清晰度,分析两眼视力的平衡状态。其左眼验光的简化情境图如图所示,有关于患者看到的两部分视标,下列说法正确的是( )
A.两眼看到的视标分成上、下两部分,右眼前看到的是上部视标,左眼前看到的是下部视标
B.两眼看到的视标分成上、下两部分,右眼前看到的是下部视标,左眼前看到的是上部视标
C.两眼看到的视标分成左、右两部分,右眼前看到的是右部视标,左眼前看到的是左部视标
D.两眼看到的视标分成左、右两部分,右眼前看到的是左部视标,左眼前看到的是右部视标
3.地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差,这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象,现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气,大气层的厚度等效为地球半径R,赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多( )
A.3小时 B.2小时 C.1.5小时 D.1小时
4.如图,一潜水员在清澈的满水泳池潜水,当他离泳池岸边x=1.2m时,恰能看到岸边安全员的头顶。已知安全员高h=1.8m,距泳池边缘L=1.35m,泳池水的折射率n=1.2,则潜水员的视角下安全员的身高为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,水平面上放置有长方形水槽,其底面镀有反射银镜,槽内装有一定高度的水,水槽上方平行水面放置一白色光屏,一束白光以一定角度射向液面,从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带,最左端的为a光,最右端为b光。已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率,以下说法正确的是( )
A.a光是紫光,b光是红光
B.在水中传播时,a光的速度比b光快
C.从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏
D.若增加水的深度,彩色光带的宽度变窄
二、折射率
6.现要测量一玻璃圆盘的折射率,但是由于手边没有角度测量工具,一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入,发现从7点处水平射出,则玻璃折射率n为( )
A. 1.5 B. 2 C. D.
7.某同学利用如图所示的玻璃球(球心为O)模拟彩虹的形成。一束单色光从A点以入射角射入玻璃球,折射后在B点发生反射,在C点再次折射后从玻璃球中射出,其中,玻璃球的半径为R,已知真空中的光速为c。单色光在玻璃球中沿路径传播的时间为( )
A. B. C. D.
8.某天,昆明的天空出现了漂亮的日晕,如图甲所示。日晕的成因是太阳光通过卷层云时,光线经过柱状冰晶体发生两次折射,形成内红外紫的晕环。若一柱状冰晶体的截面是边长为的正六边形,如图乙所示。一单色细光束从某边中点与该边成45°角射入冰晶体,且入射光线在该截面内传播,冰晶体对该光的折射率为,光在真空中的传播速度为,则该单色光从射入冰晶体到射出所需的最短时间为( )
A.
B. C. D.
9.我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高1.6 m的人站在水平地面上,其正前方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0 cm、深度为1.4 cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。
(1)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?
(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?
三、折射定律的应用
10.“B超”可用于探测人体内脏的病变状况.如图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图.超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为=(式中θ1是入射角,θ2是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同.已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角是i,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度h为( )
A. B. C. D.
11.某款手机防窥屏的原理如图所示;在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障,屏障垂直于屏幕,改变某些条件时可实现对像素单元可视角度的控制,已知相邻两屏障间距离为L,透明介质折射率为,发光像素单元紧贴防窥屏的下表面,可视为点光源,位于相邻两屏障的正中间,下列说法正确的是( )
A.屏障的高度d越大,可视角度θ越小
B.防窥屏的厚度越大,可视角度θ越大
C.透明介质的折射率越大,可视角度θ越小
D.当可视角度θ=90°时,屏障高度为
12.翠鸟的食物以鱼类为主,翠鸟入水之后是凭借触觉来抓捕猎物的,因此在入水之前,翠鸟事先看清楚鱼的位置,在时机成熟时会张开翅膀,以俯冲的姿势,快速地冲入水中将猎物捕获。若开始时翠鸟停在距离水面1.5m高的苇秆上,看到与水面成的方向有一条鱼,鱼的实际位置在水面下方处。已知水对光线的折射率为,,,则下列说法正确的是( )
A.鱼的实际深度比翠鸟观察到的要浅
B.鱼看到的翠鸟比实际位置要高
C.翠鸟以与水面成的方向俯冲做直线运动即可捕获鱼
D.鱼距离翠鸟的实际水平距离为2.5m
13.汽车氙气大灯(前照灯)通常需要透镜(近似看作半球形玻璃砖)才能达到更好的照明效果,保证行车安全,图甲为该系统工作的原理图。图乙是使用近光灯时透镜调节光线的原理图,图中MN为透镜的竖直直径,透镜的半径为R,一束单色光的入射点P与球心O的距离为l=R,入射光线与MN的夹角为θ=37°,已知透镜对该入射光的折射率为n=1.6,透镜距地面的距离为h=1.0 m(可认为远大于透镜半径),求近光灯照射的距离L(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 83°=8.1)。
14.已知在某一温度下,海水的折射率随盐度的变大而变大。如图将一复色光束从海水射向平行空气砖做空气砖的玻璃壁很薄,可忽略厚度的一个表面,当入射角合适时,组成复色光的光束1和2均从平行表面射出,侧移量分别为和,且。下列说法正确的是( )
A.光束1的频率大于光束2的频率
B.在海水中,光束1的传播速度大于光束2的传播速度
C.若海水的盐度变大,则和均变大
D.若海水的盐度变大,则和均变小
15.一个军事设施的观察孔,如图所示,其宽度,厚度,将折射率为的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内。则嵌入玻璃砖后,下列说法正确的是( )
A.军事设施内的人通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角是
B.军事设施内的人通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角是
C.为扩大视野范围,应更换折射率较大的玻璃
D.为扩大视野范围,应更换折射率较小的玻璃
16.如图,一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形,,BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜,若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A,求M点到A点的距离。
17.(2025·广东·高考真题)如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角为,该折射率为( )
A. B. C. D.
18.(2024·重庆·高考真题)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示,其宽度为16cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角,当反射光与折射光垂直时,测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n。忽略气壁厚度,由该方案可知( )
A.若h = 4cm,则 B.若h = 6cm,则
C.若,则h = 10cm D.若,则h = 5cm
19.(2024·贵州·高考真题)一种测量液体折射率的V形容器,由两块材质相同的直角棱镜粘合,并封闭其前后两端制作而成。容器中盛有某种液体,一激光束从左边棱镜水平射入,通过液体后从右边棱镜射出,其光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为,光在棱镜和液体中的传播速度分别为,则( )
A. B. C. D.
20.(2025·甘肃·高考真题)已知一圆台容器,高,上口径,容器底部中心有一质点,未装入水时,人眼从容器边缘无法观测到该质点,装入某种液体后,恰好可以看到,此时液面高度,人眼观测角度满足,人眼到入射处距离为。光在真空中的传播速度,求:
(1)该液体的折射率;
(2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。
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1.光的折射
目录
【攻核心·技能提升】 1
一、折射定律 1
二、折射率 5
三、折射定律的应用 8
【拓思维·重难突破】 11
【链高考·精准破局】 15
一、折射定律
1.抗冲击玻璃是由两层钢化玻璃和中间一层树脂材料构成的,树脂的折射率比玻璃的小。下列在抗冲击玻璃中的折射光线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】树脂的折射率比玻璃的小,则光由玻璃射向树脂时折射角大于入射角,从树脂的下表面射出到玻璃时,折射角小于入射角,且射入树脂时的入射光线与射出树脂时的折射光线平行。
故选B。
2.在给近视患者验光时,验光师通常会采用棱镜分离法进行双眼平衡检查,即在患者右眼前放置底边向下的三棱镜,左眼前放置底边向上的三棱镜,两眼同时看同一视标时,由于三棱镜的折射作用,两眼看到的视标会分成两部分,验光师通过比较患者看到的两部分视标的清晰度,分析两眼视力的平衡状态。其左眼验光的简化情境图如图所示,有关于患者看到的两部分视标,下列说法正确的是( )
A.两眼看到的视标分成上、下两部分,右眼前看到的是上部视标,左眼前看到的是下部视标
B.两眼看到的视标分成上、下两部分,右眼前看到的是下部视标,左眼前看到的是上部视标
C.两眼看到的视标分成左、右两部分,右眼前看到的是右部视标,左眼前看到的是左部视标
D.两眼看到的视标分成左、右两部分,右眼前看到的是左部视标,左眼前看到的是右部视标
【答案】A
【详解】如图,左眼三棱镜对光线的折射光路图
三棱镜使光线向底边偏折,人眼看到像点在物点的下方,所以,两眼看到的视标分成上、下两部分,右眼前看到的是上部视标,左眼前看到的是下部视标。
故选A。
3.地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差,这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象,现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气,大气层的厚度等效为地球半径R,赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多( )
A.3小时 B.2小时 C.1.5小时 D.1小时
【答案】B
【详解】太阳光是平行光,临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角满足
可知临界光线的折射角为;根据折射定律可得
解得
由几何关系可知,地球多转角度便看不见太阳了,则有
一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为
同理可知,在太阳升起时也能提早1小时看到太阳,所以赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多2小时。
故选B。
4.如图,一潜水员在清澈的满水泳池潜水,当他离泳池岸边x=1.2m时,恰能看到岸边安全员的头顶。已知安全员高h=1.8m,距泳池边缘L=1.35m,泳池水的折射率n=1.2,则潜水员的视角下安全员的身高为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】光路图如图
入射角
由折射定律
解得
潜水员逆着光路看过去,安全员的身高满足
故选A。
5.如图所示,水平面上放置有长方形水槽,其底面镀有反射银镜,槽内装有一定高度的水,水槽上方平行水面放置一白色光屏,一束白光以一定角度射向液面,从液面折射出来的光打到光屏上形成一彩色光带,最左端的为a光,最右端为b光。已知在水中紫光的折射率大于红光的折射率,以下说法正确的是( )
A.a光是紫光,b光是红光
B.在水中传播时,a光的速度比b光快
C.从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏
D.若增加水的深度,彩色光带的宽度变窄
【答案】AC
【详解】A.根据题意,作出光路图,如图所示
由图可知,a光在水面O点发生折射时折射角较小,根据折射定律可知,a光的折射率较大,所以a光是紫光,b光是红光,故A正确;
B.根据可知,a光的折射率较大,则在水中传播时,a光的速度比b光慢,故B错误;
C.根据光路的可逆性可知,从液面折射出来的a光和b光平行射向光屏,故C正确;
D.如图所示
由图可知,若增加水的深度,彩色光带的宽度变宽,故D错误。
故选AC。
二、折射率
6.现要测量一玻璃圆盘的折射率,但是由于手边没有角度测量工具,一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入,发现从7点处水平射出,则玻璃折射率n为( )
A. 1.5 B. 2 C. D.
【答案】D
【详解】根据题意,由折射定律和反射定律,以及光路可逆性和对称性,画出光路图,如图所示
由几何关系可得,光线在点处的入射角为,折射角为,则折射率为
故选D。
7.某同学利用如图所示的玻璃球(球心为O)模拟彩虹的形成。一束单色光从A点以入射角射入玻璃球,折射后在B点发生反射,在C点再次折射后从玻璃球中射出,其中,玻璃球的半径为R,已知真空中的光速为c。单色光在玻璃球中沿路径传播的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】过OB做辅助线交圆周,如图所示
由几何关系可知,该光折射角为,由题意可知,入射角为,由折射定律得折射率为
由几何关系可知,有
由于对称性,所以光线运动的距离为
光在玻璃中的速度为v,有
光在玻璃砖中的时间为t,有
故选D。
8.某天,昆明的天空出现了漂亮的日晕,如图甲所示。日晕的成因是太阳光通过卷层云时,光线经过柱状冰晶体发生两次折射,形成内红外紫的晕环。若一柱状冰晶体的截面是边长为的正六边形,如图乙所示。一单色细光束从某边中点与该边成45°角射入冰晶体,且入射光线在该截面内传播,冰晶体对该光的折射率为,光在真空中的传播速度为,则该单色光从射入冰晶体到射出所需的最短时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意做出光路传播图,如图
根据折射定律可知
解得
根据几何关系可知光程为
光在介质中的传播速度为
传播时间为
故选C。
9.我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高1.6 m的人站在水平地面上,其正前方0.6 m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞,直径为1.0 cm、深度为1.4 cm,孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时,由于孔洞深度过大,使得成像不完整,如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质,不考虑光在透明介质中的反射。
(1)若该人通过小孔能成完整的像,透明介质的折射率最小为多少?
(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射,透明介质的折射率最小为多少?
【答案】(1) (2)
【详解】1)如图所示,若人脚处反射的光恰能成像,则透明介质的折射率最小,由几何关系得此时入射角的正弦值sin i==0.8,折射角的正弦值sin r==,所以nmin==。
(2)光从光疏介质向光密介质传播,入射角接近90°时为掠射。分析可知,当掠射的光恰好从洞的边缘射出时折射率最小,则有nmin′==。
三、折射定律的应用
10.“B超”可用于探测人体内脏的病变状况.如图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图.超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为=(式中θ1是入射角,θ2是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同.已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角是i,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度h为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图所示,根据光的折射定律有=
由几何关系知sin θ=
以上两式联立可解得h=,故选项D正确.
11.某款手机防窥屏的原理如图所示;在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障,屏障垂直于屏幕,改变某些条件时可实现对像素单元可视角度的控制,已知相邻两屏障间距离为L,透明介质折射率为,发光像素单元紧贴防窥屏的下表面,可视为点光源,位于相邻两屏障的正中间,下列说法正确的是( )
A.屏障的高度d越大,可视角度θ越小
B.防窥屏的厚度越大,可视角度θ越大
C.透明介质的折射率越大,可视角度θ越小
D.当可视角度θ=90°时,屏障高度为
【答案】AD
【详解】A.根据几何关系可知,屏障的高度d越大,图中可视角度对应的入射光折射时的入射角越小,根据折射定律
可知,光在空气中的折射角越小,可知,可视角度越小,故A正确;
B.根据几何关系可知,当屏障的高度一定时,图中可视角度对应的入射光折射时的入射角一定,与防窥屏的厚度无关,即可视角度与防窥屏的厚度无关,可知,防窥屏的厚度变大,可视角度不变,故B错误;
C.根据上述,当入射光折射时的入射角一定时,透明介质的折射率越大,则在空气中的折射角越大,则可视角度越大,故C错误;
D.可视角度时,根据透明介质的折射率为
可解得光线在透明介质中的入射角为,根据几何关系得屏障高度为
故D正确。
故选AD。
12.翠鸟的食物以鱼类为主,翠鸟入水之后是凭借触觉来抓捕猎物的,因此在入水之前,翠鸟事先看清楚鱼的位置,在时机成熟时会张开翅膀,以俯冲的姿势,快速地冲入水中将猎物捕获。若开始时翠鸟停在距离水面1.5m高的苇秆上,看到与水面成的方向有一条鱼,鱼的实际位置在水面下方处。已知水对光线的折射率为,,,则下列说法正确的是( )
A.鱼的实际深度比翠鸟观察到的要浅
B.鱼看到的翠鸟比实际位置要高
C.翠鸟以与水面成的方向俯冲做直线运动即可捕获鱼
D.鱼距离翠鸟的实际水平距离为2.5m
【答案】B
【详解】A.水里的鱼反射的光线射出水面时发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线,翠鸟逆着折射光线看过去会看到比实际位置高的鱼的虚像,故鱼的实际深度比翠鸟观察到的要深,故A错误;
B.翠鸟反射的光线射入水中时发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线,鱼逆着折射光线看过去会看到比实际位置高的翠鸟的虚像,故B正确;
C.鱼的实际深度比翠鸟观察到的要深,故翠鸟以与水面成的方向俯冲做直线运动不能捕获鱼,故C错误;
D.光路如图所示
其中A点为翠鸟所在位置,B点为鱼所在位置,图中
由
解得
根据几何关系有
,
则鱼距离翠鸟的实际水平距离
故D错误。
故选B。
13.汽车氙气大灯(前照灯)通常需要透镜(近似看作半球形玻璃砖)才能达到更好的照明效果,保证行车安全,图甲为该系统工作的原理图。图乙是使用近光灯时透镜调节光线的原理图,图中MN为透镜的竖直直径,透镜的半径为R,一束单色光的入射点P与球心O的距离为l=R,入射光线与MN的夹角为θ=37°,已知透镜对该入射光的折射率为n=1.6,透镜距地面的距离为h=1.0 m(可认为远大于透镜半径),求近光灯照射的距离L(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 83°=8.1)。
【答案】8.1 m
【详解】单色光的折射路径如图所示,由题意可得n=,解得r=30°
由正弦定理可得=
则α=30°,=,则β=53°
由几何关系知γ=30°
则有L=h·tan(β+γ),解得L=8.1 m。
14.已知在某一温度下,海水的折射率随盐度的变大而变大。如图将一复色光束从海水射向平行空气砖做空气砖的玻璃壁很薄,可忽略厚度的一个表面,当入射角合适时,组成复色光的光束1和2均从平行表面射出,侧移量分别为和,且。下列说法正确的是( )
A.光束1的频率大于光束2的频率
B.在海水中,光束1的传播速度大于光束2的传播速度
C.若海水的盐度变大,则和均变大
D.若海水的盐度变大,则和均变小
【答案】BC
【详解】A.由图可知,光束在平行于空气砖左侧面折射时,光束1的折射角小,而光束1和2的入射角相同,根据折射定律可知,光束1的折射率较小,频率小,故A错误;
B.光束1的折射率较小,由可知,光束1在海水中的传播速度较大,故B正确;
CD.由题可知,在某一温度下,海水的折射率随盐度的变大而变大,若海水的盐度变大,则其折射率变大,则光束的偏折更明显,故光束1和2的侧移量和均变大,故C正确,D错误。
故选BC。
15.一个军事设施的观察孔,如图所示,其宽度,厚度,将折射率为的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内。则嵌入玻璃砖后,下列说法正确的是( )
A.军事设施内的人通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角是
B.军事设施内的人通过这块玻璃砖能看到的视野的最大张角是
C.为扩大视野范围,应更换折射率较大的玻璃
D.为扩大视野范围,应更换折射率较小的玻璃
【答案】AC
【详解】AB.军事设施内的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标,光路如图所示
由几何关系有,,解得
根据折射定律有,解得
则最大张角为,故A正确,B错误;
CD.根据,,为扩大视野范围,即增大最大张角,应更换折射率较大的玻璃,故C正确,D错误。
故选AC。
16.如图,一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形,,BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜,若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A,求M点到A点的距离。
【答案】
【详解】由题意可知做出光路图如图所示
光线垂直于BC方向射入,根据几何关系可知入射角为45°;由于棱镜折射率为,根据
有
则折射角为30°;,因为,所以光在BC面的入射角为
根据反射定律可知
根据几何关系可知,即为等腰三角形,则
因为与相似,故有
由题知
联立可得
所以M到A点的距离为
17.(2025·广东·高考真题)如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角为,该折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】光路图如图所示
则有折射定律可得
故选A。
18.(2024·重庆·高考真题)某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示,其宽度为16cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角,当反射光与折射光垂直时,测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n。忽略气壁厚度,由该方案可知( )
A.若h = 4cm,则 B.若h = 6cm,则
C.若,则h = 10cm D.若,则h = 5cm
【答案】B
【详解】根据几何关系画出光路图,如图所示
标注入射角θ1,折射角θ2,根据折射定律可得
A.若,则,故A错误;
B.若,则,故B正确;
C.若,则,故C错误;
D.若,则,故D错误。
故选B。
19.(2024·贵州·高考真题)一种测量液体折射率的V形容器,由两块材质相同的直角棱镜粘合,并封闭其前后两端制作而成。容器中盛有某种液体,一激光束从左边棱镜水平射入,通过液体后从右边棱镜射出,其光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为,光在棱镜和液体中的传播速度分别为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由图可知光从棱镜进入液体中时,入射角小于折射角,根据折射定律可知
根据折射率的速度表达式
可得
故选A。
20.(2025·甘肃·高考真题)已知一圆台容器,高,上口径,容器底部中心有一质点,未装入水时,人眼从容器边缘无法观测到该质点,装入某种液体后,恰好可以看到,此时液面高度,人眼观测角度满足,人眼到入射处距离为。光在真空中的传播速度,求:
(1)该液体的折射率;
(2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)根据题意,画出光路图,如图所示
由几何关系可得,
则有,
则
由折射定律可得该液体的折射率为
(2)根据题意,由图可知,光在空气中传播的距离为
光在液体中的传播距离为
光在液体中的传播速度为
则光从底部质点反射至人眼全过程的时间
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