考点123 光路控制和色散 讲义-2026届高考物理一轮复习重点考点解读与针对性训练

高考重点考点解读与针对性训练 第十五章 光学 考点123 光路控制和光的色散 【考点解读】 1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折 应用 测量玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 2.各种色光的比较与分析 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 【高考真题】 【典例1】. （2025高考四川卷）某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（ ） A. 可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B. 若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为 C. 若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为 D. 若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 【答案】CD 【解析】由sinC=1/n可知当折射率为时，全反射临界角为45°。因为1.4＜，当选用折射率为1.4的光学玻璃时，全反射临界角C＞45°，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，第一次发生全反射的入射角θ＜45°＜C，选用折射率为1.4的光学玻璃，垂直于玻璃上表面入射，不会发生全反射，A错误；设定为时，入射角为30°，选用折射率为1.6的光学玻璃，此时临界角正弦值sinC=1/1.6=0.625＞0.5=sin30°，C大于30°，不会发生全反射，B错误； 若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为sinC=1/2,即C=30°，即第一次发生全反射的入射光线和反射光线的夹角大于60°，根据几何关系可知第一次发生全反射的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射的反射角，即第二次全反射入射角可能为，C正确； 若入射光线向左移动，第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线也向左移动，D正确。 【典例2】．（2025高考广东卷）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 【解析】光路图如图所示 则有折射定律可得，故选A。 【典例3】．（2025高考安徽卷）（10分）如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为，P、Q间的距离为。 (1)求玻璃砖的折射率； (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。 【答案】(1) (2)或 【解析】（1）根据题意得出光路图如图所示 根据几何关系可得，， 可得， 根据折射定律（5分） （2）发生全反射的临界角满足 可得 要使激光能在圆心O点发生全反射，激光必须指向点射入，如图所示 只要入射角大于，即可发生全反射，则使激光能在圆心O点发生全反射，入射光线与x轴之间夹角的范围。由对称性可知，入射光线与x轴之间夹角的范围还可以为。（5分） 【针对性训练】 1. （河北名校联考普通高中2025届高三年级适应性演练）如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光照射到一截面为圆形的玻璃柱表面的A点，折射光线分别为a、b，它们与直径AB的夹角分别为30°和45°。下列说法中正确的是（　　） A. 玻璃柱对a光的折射率小于对b光的折射率 B. a光在玻璃柱中的传播速度为b光在玻璃柱中传播速度的倍 C. a光在玻璃柱中的波长为b光在玻璃柱中的波长的倍 D. a光在玻璃柱中的传播时间小于b光在玻璃柱中的传播时间（不考虑反射光线） 【答案】B 【解析】．图像可知a光偏折更大，故a光折射率比b折射率大，故A错误； 图像可知两光的入射角相同设为，则ab光折射率分别 故 根据 可知，故B正确； 根据，可得光在介质中波长 可知a光在玻璃柱中的波长与b光在玻璃柱中的波长之比为 由于，故，故C错误； 光线在玻璃柱中的传播路程为 其中为A点折射角，所以光线在玻璃柱中传播的时间 因为，所以，故D错误。 2. （2025年5月四川宜宾市三模）a光、b光分别是氢原子从能级向能级跃迁、从能级向能级跃迁时辐射的可见光。如图所示，a光、b光均垂直射向三棱镜的AB边，已知a光在AC边折射时偏离入射方向的夹角为，则（　　） A. 三棱镜对a光的折射率为 B. b光在BC边上会发生全反射 C. 在三棱镜中，a光的传播速度等于b光的传播速度 D. 在三棱镜中，a光的波长小于b光的波长 【答案】B 【解析】．由图可知a光在AC面的入射角为30°，折射角为45°，可得三棱镜对a光的折射率为 故A错误； a光射到界面的临界角为 可知 因氢原子从能级向能级跃迁辐射光a的频率小于从能级向能级跃迁时辐射的光b的频率，可知a光的波长大于b光的波长，且， b光在BC边上的入射角为45°，可知B光会在BC边上会发生全反射，故B正确，D错误； 根据可知，在三棱镜中，可知a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误。 3. （2025年5月苏州八校三模）如图所示，矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于上方高H处，两束平行的单色光A、B斜射到玻璃砖的ad面，两个入射点间距离为x1，穿过玻璃砖下表面bc后，射在光屏P上两个点间距离为x2，已知x1>x2。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖，其他条件和状态保持不变，射在光屏上两个点（　　） A. 位置左移，距离不变 B. 位置右移，距离不变 C. 位置左移，距离变大 D. 位置右移，距离变大 【答案】A 【解析】作出光路图，如图所示。 当只向上平移玻璃砖，如图移至虚线的位置，由于入射角不变，折射角也不变，则光屏上两个点之间的距离不变。由于入射点向左平移，则光屏上光点的位置向左移动。 故选A。 4. （宁夏白银市一中、八中、银光中学2025年5月高三适应性）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，，、空气中光速，下列说法正确的是（ ） A. 光线射入水中频率减小 B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 C. 光进入水中速度变为 D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为 【答案】C 【解析】光线由水上射入水中时，光的频率不变，故A错误； 如图所示 光源成像的位置比S的位置偏高，故B错误； 根据光速与折射率关系有 故C正确； 当光线在水面的入射角为90°时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且 则 故D错误； 5 . (四川雅安市高2025年4月第二次诊断)如图甲所示，某立方体玻璃制品内部有一可视为点光源的发光二极管。将半径为r的圆形不透光纸片贴在立方体侧面，纸片圆心正对点光源。让立方体靠近白色墙壁，当墙壁黑影半径等于2r时，测得纸片到墙壁的距离为d。换用不同半径纸片重复上述操作，得到多组数据并作出图线如图乙所示，已知图线为直线，a为横截距，b为纵截距。该玻璃制品折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】如图所示 根据折射定律可得，， 联立可得 结合乙图可得， 所以，故选C。 6. (2025届广州天河区普通高中毕业班综合测试（三）) 哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A. 光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B. 光从冰砖射出的最长时间为 C. 从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为 D. 点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 【答案】C 【解析】．光在冰块中的传播速度 光在冰块中的传播速度小于在真空中的传播速度，故A错误； 根据题意可知，临界角 光线从顶点射出时，路程最大，由几何关系可得，此时光线的入射角 即光线不能从顶点射出，则路程最大时恰好发生全反射，设光从冰砖射出的最长时间时路程为x，由几何关系可知 则最长时间 联立以上解得，故B错误； 几何关系可知每一侧面被照亮的半径 则从外面看玻璃砖被照亮的总面积为，联立解得，故C正确； 紫光折射率比红光大，故紫光临界角小，结合以上分析可知，表面有光射出的区域半径减小，即面积将减小，故D错误。 。 7. （2025年5月山东潍坊市高考三模）某工艺摆件由透明材料制成，其矩形竖直截面如图所示，PQ、MN分别为其竖直截面的上、下底边，真空中一束单色红光从PQ边的O点斜向右下射入后直接到达MN，依次经MN反射、QM的中点E反射后，从PQ上的点射出，射出时出射光线与PQ的夹角为30°。已知PN厚为h，QM边恰好无红光射出，光在真空中的传播速度为c，只考虑第一次从点射出的光线。下列说法正确的是（　　） A. 底座材料对该单色红光的折射率为 B. 底座材料对该单色红光的折射率为 C. 该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为 D. 该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为 【答案】BD 【解析】．由题知，QM边恰好无红光射出，则光在E点发生全反射，则作出光路图，如图所示 根据几何关系可知在点，光在空气中的角度 光在介质中的角度 根据折射定律有 又光在E点发生全反射，则有 联立解得，， 故A错误，B正确； 光从点入射到点射出，根据几何关系，可知光在两点的夹角相同，根据几何关系，可知光通过的路程为 根据几何关系有， 又 联立可得 光在介质中的速度为 则光在底座内从O点传播到点的时间为，故C错误，D正确。 8. （2025年5月山西三模）池塘的底部，沿同一水平深度安装有规格相同、颜色不同的灯泡，注入水后灯光打在水面上形成五颜六色的光斑煞是好看。已知水面上a色光的光斑面积明显小于旁边b色光的光斑面积，下列判断正确的是（　　） A. 在水中，a色光的波长大于b色光的波长 B. 在水中，a色光的传播速度小于b色光的传播速度 C. 水对a色光的折射率小于水对b色光的折射率 D. a色光光子的能量小于b色光光子的能量 【答案】B 【解析】．水面上a色光的光斑面积小于b色光的光斑面积，a色光比b色光全反射的临界角小，由 水对a色光的折射率较大，故C错误； 折射率大则波长短，所以在水中，a色光的波长小于b色光的波长，故A错误； 根据，可知a色光的传播速度小于b色光的传播速度，故B正确； 对同一种介质，α色光的折射率较大，频率就较大，光子能量也较大，故D错误。 9 （2025·四川宜宾期末）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则（　　） A.λa＜λb，na＞nb B.λa＞λb，na＜nb C.λa＜λb，na＜nb D.λa＞λb，na＞nb 答案 B 解析：　一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏转角较小，而折射率小的光波长较长，所以λa＞λb，na＜nb，故B正确。 10 （2025·河南周口期末）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。彩虹成因的简化示意图如图所示，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 B.水滴对a光的临界角小于对b光的临界角 C.在水滴中，a光的波长大于b光的波长 D.在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度 答案 AB 解析：　雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色的光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即发生色散而形成彩虹，故A正确；第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据n＝可知，a光的折射率较大，根据sin C＝可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，故B正确；因为a光的折射率较大，所以a光频率较大，波长较短，故C错误；a光的折射率较大，根据v＝可知，在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故D错误。 11 自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角三棱镜（折射率n＞）组成，棱镜的横截面如图所示。一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O'点射出，则出射光线是（　　） A.平行于AC边的光线① B.平行于入射光线的光线② C.平行于CB边的光线③ D.平行于AB边的光线④ 答案 B 解析：　因折射率n＞，则临界角C＜45°，光线在尾灯内发生两次全反射后平行于入射光线射出，故选B。 12 （2025·山西运城期末）如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有（　　） A.a光束在玻璃砖中传播速度比b光小 B.从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行 C.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了 D.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同 答案 AC 解析：　玻璃对单色光b的折射率较小，那么光路图如图所示，光在介质中的传播速度为v＝，因为玻璃对单色光b的折射率较小，所以a光束在玻璃砖中传播速度比b光小，故A正确；根据光路的可逆性可知，下表面的出射角等于上表面的入射角，即两束光在下表面的出射角相等，故从玻璃砖下表面射出后，两束光仍然平行，故B错误；由于a光的折射率大，偏折程度大，从下表面射出后沿水平方向侧移的距离大，故两束光从下表面射出后，两束光之间的距离一定增大，故C正确，D错误。 13. （2025年5月天津红桥二模高三物理）如图为置于真空中厚度为L的矩形透明砖的截面图，O、分别为上下表面的中点，一光线从O点以一定角度射入透明砖，刚好射在图中a点（）。换同样大小的另一材质矩形透明砖放在原位置，让同一光线仍然从O点以相同的角度射入透明砖，刚好射在图中b点。关于该光线在这两种介质中传播，下列说法正确的是（　　） A. 在b点一定不会发生全反射 B. 在第一种材质中传播时频率更小 C. 在第二种材质中的波长更大 D. 穿过第二种材料的时间较短 【答案】A 【解析】．光线射到b点的入射角等于设到O点的折射角，可知光线在b点一定不会发生全反射，选项A正确； 光的频率由光源决定，与传播的介质无关，可知光在两种介质中的频率相同；根据 在第一种材质中折射角较大，可知第一中材料的折射率更小，根据 可知在第一种材料中的速度更大，根据 可知在第一种材质中的波长更大；传播时间 可知在第一种材质中的折射角r=45°，可知传播时间t较短，选项BCD错误。 14. （2025年5月北京朝阳二模）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B. 在玻璃中的传播速率a光大于b光 C. 在玻璃中a光的波长大于b光的波长 D. 若a光可使某种金属发生光电效应，则b光一定能 【答案】A 【解析】．由光路图可知a光的偏折程度更大，则玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，A正确；根据折射率与传播速度的关系 因为玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，可知在玻璃中的传播速率a光小于b光，B错误；根据可知在玻璃中a光的波长小于b光的波长，C错误； 由上述分析可知a光的折射率大，频率大，即，根据可知若a光可使某种金属发生光电效应，则b光不一定能发生光电效应，D错误。 15. （2025年4月河南豫西重点高中联考）如图所示为半径为的球形透明介质，AB为球的一条直径，为球的球心，一细光束由A点斜射入透明介质，光束能从点射出，出射光线相对入射光线的偏折角为。已知点到AB的距离为，光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 光线从点射出介质的折射角为 B. 透明介质的折射率为 C. 光束在透明介质中的传播时间为 D. 入射光沿逆时针转过一个小角度，光可能在介质中发生全反射 【答案】C 【解析】．作出光路图，如图所示 由几何关系可知 可得 由图可知， 解得 又由折射定律 所以有 由题意可知出射光线相对入射光线的偏折角为，所以 透明介质的折射率为，故AB错误； 光束在透明介质中的传播速度为 又由几何关系可知 则光在介质中传播的时间为 解得，故C正确； 光在该透明介质中的临界角为，则 解得 入射光沿逆时针转过一个小角度，光束在A点的折射角一定小于临界角C，由几何关系可知光射到透明介质时的入射角一定小于临界角，所以光不可能在介质中发生全反射，故D错误。 16. ( 2025届湖北省孝感市八校三模联考)如图所示，为某玻璃材料的截面，部分为直角三角形棱镜，，部分是半径为的四分之一圆柱状玻璃，点为圆心。一束单色光从点与成角斜射入玻璃材料，刚好垂直OA边射出，射出点离O点R，已知真空中的光速为c。 （1）求该单色光在玻璃材料中发生全反射的临界角的正弦值； （2）现将该光束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BD面上有光线从Q点射出（Q点未画出）。求光束在玻璃材料中的传播时间（不考虑圆柱BD弧面部分的发射光线）。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）根据题意可知，光线从界面的点进入玻璃棱镜，由折射定律画出光路图，如图所示 根据几何关系，可得入射角 折射角，且恰好为法线，根据可得折射率 又有 解得 （2）根据题意，当光线转至水平方向入射，入射角大小仍为，画出光路图，如图所示 由折射定律同理可知，折射角，折射光线交边于点，由题已知，，得在边界上的入射角为，由于发生全反射的临界角为。则有 即 可知在界面发生全反射，已知。由几何关系得，在三角形中，由余弦定理得 其中 解得 又有 解得 17. （2025届大湾区普通高中毕业年级联合模拟考试（二）） 高速公路的标志牌上常贴有“回归反光膜”，它采用微小玻璃球制成，能把射向玻璃球的光“逆向返回”，使得标志特别醒目。如图所示，一束单色光沿平行于直径AB方向从P点射向置于空气中的玻璃球，在B点反射后，又从Q点平行于直径AB方向射出，这样就实现了光线的“逆向返回”。若玻璃球半径为R，折射率为。 （1）求P点到直径AB的距离； （2）通过计算判断该光在B点反射后反射光的强度是否减弱。 【答案】（1） （2）减弱 【解析】（1）设光线在 点的入射角为 ，折射角为 ，如图 由几何关系可得 根据折射定律有 解得 则 P点到直径的距离为 解得 （2）若在B点发生全反射，有 而在B点反射时的入射角r正弦值 则光在B点没有发生全反射，故B点的反射光的强度有减弱。 18. (2025高考宝鸡三模)如图所示为三棱镜截面图，为直角三角形，，AC面镀有水银。一束单色光从AB面上的中点D点射入，当入射光线与AB面夹角为时，光恰好沿原路返回。若将入射光线绕D点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，恰好到达三棱镜的直角顶点C。已知B、C间距离为L，真空中光速为c。求： （1）三棱镜对该单色光的折射率n； （2）入射光线绕D点逆时针旋转的角度θ及光从D点传播到C点的时间t。 【答案】（1） （2）90°， 【解析】(1)当入射光线与AB面夹角为时，根据光路图甲可知，光在AB面上发生折射时：入射角，折射角 由折射定律可得： 代入数据可得： (2)由图乙可得，当折射光线到达C点时，光在AB面上发生折射的折射角，由折射定律可得：入射角 所以入射光线绕D点逆时针旋转的角度 光在三棱镜中的传播速度： 由几何关系可得，光在三棱镜中的传播距离： 所以光从D点传播到C的时间 19 . （2025年4月山西、陕西、宁夏、青海四省区普通高中新高考高三质量检测）如图所示的透明介质，横截面为长方形，在下表面镀上不透光物质，边长为，一束激光与边的夹角为，从边上的点射人，折射光线经过边上的点反射后正好到达点。已知点的入射光线与反射光线垂直，、两点间的距离为，光在真空中的传播速度大小为，求∶ （1）透明介质对此激光束的折射率； （2）此激光束从到再到传播总时间。 【答案】（1）n = （2）t = 【解析】（1）由几何关系可得激光束在E点的入射角i = 60° 折射角 由题意可得∠DFE = 90°，则∠EFB = ∠DFC = 45° 可得r = 45° 由n = 解得n = （2）由几何关系有EF = ，BF = L，，FD = 又n = 此激光束从E到F再到D传播的总时间t = 解得t = 20. （2025年4月东北三省部分高中联盟第二次模拟联合调研）如图所示，有一个半径为的星球。表面覆盖有一层折射率为的介质，介质表面距离星球表面的距离为。一个卫星围绕星球做圆周运动，半径为。 （1）星球表面某点光源发出的光在介质一部分能够通过介质表面向外折射，求有光能够折射的这部分介质表面的弧长是多少？ （2）卫星在轨道的一部分区域时能够接受到（1）问中发出的光，求这部分卫星轨道的弧长。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）光源S发出的光线如图所示 设临界角为C，由题可知 可得 在中，由正弦定理可知 由于为钝角可得 因此 由对称性可知弧长为 （2）在A点恰好发生全反射，可知 在中 可得 利用对称性可知轨道的弧长 21. （山西大同2025学年高三5月质量检测卷）如图所示，等腰直角三棱镜中，，长为，为的中点，一单色光平行于照射在边的点，其折射光线刚好照射在点，将入射光线绕点在竖直平面内沿顺时针方向转动，当光线与边垂直时，入射光线在边刚好发生全反射，真空中的光速为，求： （1）三棱镜对光的折射率； （2）光从点传播到点所用的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）根据题意，折射光在边发生全反射的临界角为 则三棱镜对光折射率 （2）如图所示 当光以平行于方向入射时，入射角 设折射角为，则有 解得 根据几何关系 根据正弦定理有 解得 光在三棱镜中传播速度为 则光从点传播到点所用时间为 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高考重点考点解读与针对性训练 第十五章 光学 考点123 光路控制和光的色散 【考点解读】 1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折 应用 测量玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 2.各种色光的比较与分析 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 【高考真题】 【典例1】. （2025高考四川卷）某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行（）的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则（ ） A. 可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B. 若选用折射率为1.6的光学玻璃，可以设定为 C. 若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为 D. 若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 【典例2】．（2025高考广东卷）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． 【典例3】．（2025高考安徽卷）（10分）如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为，P、Q间的距离为。 (1)求玻璃砖的折射率； (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。 【针对性训练】 1. （河北名校联考普通高中2025届高三年级适应性演练）如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光照射到一截面为圆形的玻璃柱表面的A点，折射光线分别为a、b，它们与直径AB的夹角分别为30°和45°。下列说法中正确的是（　　） A. 玻璃柱对a光的折射率小于对b光的折射率 B. a光在玻璃柱中的传播速度为b光在玻璃柱中传播速度的倍 C. a光在玻璃柱中的波长为b光在玻璃柱中的波长的倍 D. a光在玻璃柱中的传播时间小于b光在玻璃柱中的传播时间（不考虑反射光线） 2. （2025年5月四川宜宾市三模）a光、b光分别是氢原子从能级向能级跃迁、从能级向能级跃迁时辐射的可见光。如图所示，a光、b光均垂直射向三棱镜的AB边，已知a光在AC边折射时偏离入射方向的夹角为，则（　　） A. 三棱镜对a光的折射率为 B. b光在BC边上会发生全反射 C. 在三棱镜中，a光的传播速度等于b光的传播速度 D. 在三棱镜中，a光的波长小于b光的波长 3. （2025年5月苏州八校三模）如图所示，矩形玻璃砖abcd平行于光屏P放置于上方高H处，两束平行的单色光A、B斜射到玻璃砖的ad面，两个入射点间距离为x1，穿过玻璃砖下表面bc后，射在光屏P上两个点间距离为x2，已知x1>x2。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖，其他条件和状态保持不变，射在光屏上两个点（　　） A. 位置左移，距离不变 B. 位置右移，距离不变 C. 位置左移，距离变大 D. 位置右移，距离变大 4. （宁夏白银市一中、八中、银光中学2025年5月高三适应性）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，，、空气中光速，下列说法正确的是（ ） A. 光线射入水中频率减小 B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低 C. 光进入水中速度变为 D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大为 5 . (四川雅安市高2025年4月第二次诊断)如图甲所示，某立方体玻璃制品内部有一可视为点光源的发光二极管。将半径为r的圆形不透光纸片贴在立方体侧面，纸片圆心正对点光源。让立方体靠近白色墙壁，当墙壁黑影半径等于2r时，测得纸片到墙壁的距离为d。换用不同半径纸片重复上述操作，得到多组数据并作出图线如图乙所示，已知图线为直线，a为横截距，b为纵截距。该玻璃制品折射率为（　　） A. B. C. D. 6. (2025届广州天河区普通高中毕业班综合测试（三）) 哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为的立方体冰砖，它是由纳米级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率，冰砖中心有一个红光的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（　　） A. 光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度 B. 光从冰砖射出的最长时间为 C. 从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为 D. 点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大 。 7. （2025年5月山东潍坊市高考三模）某工艺摆件由透明材料制成，其矩形竖直截面如图所示，PQ、MN分别为其竖直截面的上、下底边，真空中一束单色红光从PQ边的O点斜向右下射入后直接到达MN，依次经MN反射、QM的中点E反射后，从PQ上的点射出，射出时出射光线与PQ的夹角为30°。已知PN厚为h，QM边恰好无红光射出，光在真空中的传播速度为c，只考虑第一次从点射出的光线。下列说法正确的是（　　） A. 底座材料对该单色红光的折射率为 B. 底座材料对该单色红光的折射率为 C. 该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为 D. 该单色红光在底座内从O点传播到点的时间为 8. （2025年5月山西三模）池塘的底部，沿同一水平深度安装有规格相同、颜色不同的灯泡，注入水后灯光打在水面上形成五颜六色的光斑煞是好看。已知水面上a色光的光斑面积明显小于旁边b色光的光斑面积，下列判断正确的是（　　） A. 在水中，a色光的波长大于b色光的波长 B. 在水中，a色光的传播速度小于b色光的传播速度 C. 水对a色光的折射率小于水对b色光的折射率 D. a色光光子的能量小于b色光光子的能量 9 （2025·四川宜宾期末）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则（　　） A.λa＜λb，na＞nb B.λa＞λb，na＜nb C.λa＜λb，na＜nb D.λa＞λb，na＞nb 10 （2025·河南周口期末）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。彩虹成因的简化示意图如图所示，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　） A.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 B.水滴对a光的临界角小于对b光的临界角 C.在水滴中，a光的波长大于b光的波长 D.在水滴中，a光的传播速度大于b光的传播速度 11 自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角三棱镜（折射率n＞）组成，棱镜的横截面如图所示。一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O'点射出，则出射光线是（　　） A.平行于AC边的光线① B.平行于入射光线的光线② C.平行于CB边的光线③ D.平行于AB边的光线④ 12 （2025·山西运城期末）如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有（　　） A.a光束在玻璃砖中传播速度比b光小 B.从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行 C.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了 D.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同 13. （2025年5月天津红桥二模高三物理）如图为置于真空中厚度为L的矩形透明砖的截面图，O、分别为上下表面的中点，一光线从O点以一定角度射入透明砖，刚好射在图中a点（）。换同样大小的另一材质矩形透明砖放在原位置，让同一光线仍然从O点以相同的角度射入透明砖，刚好射在图中b点。关于该光线在这两种介质中传播，下列说法正确的是（　　） A. 在b点一定不会发生全反射 B. 在第一种材质中传播时频率更小 C. 在第二种材质中的波长更大 D. 穿过第二种材料的时间较短 14. （2025年5月北京朝阳二模）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列说法正确的是（　　） A. 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 B. 在玻璃中的传播速率a光大于b光 C. 在玻璃中a光的波长大于b光的波长 D. 若a光可使某种金属发生光电效应，则b光一定能 15. （2025年4月河南豫西重点高中联考）如图所示为半径为的球形透明介质，AB为球的一条直径，为球的球心，一细光束由A点斜射入透明介质，光束能从点射出，出射光线相对入射光线的偏折角为。已知点到AB的距离为，光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 光线从点射出介质的折射角为 B. 透明介质的折射率为 C. 光束在透明介质中的传播时间为 D. 入射光沿逆时针转过一个小角度，光可能在介质中发生全反射 16. ( 2025届湖北省孝感市八校三模联考)如图所示，为某玻璃材料的截面，部分为直角三角形棱镜，，部分是半径为的四分之一圆柱状玻璃，点为圆心。一束单色光从点与成角斜射入玻璃材料，刚好垂直OA边射出，射出点离O点R，已知真空中的光速为c。 （1）求该单色光在玻璃材料中发生全反射的临界角的正弦值； （2）现将该光束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动至水平方向，观察到BD面上有光线从Q点射出（Q点未画出）。求光束在玻璃材料中的传播时间（不考虑圆柱BD弧面部分的发射光线）。 17. （2025届大湾区普通高中毕业年级联合模拟考试（二）） 高速公路的标志牌上常贴有“回归反光膜”，它采用微小玻璃球制成，能把射向玻璃球的光“逆向返回”，使得标志特别醒目。如图所示，一束单色光沿平行于直径AB方向从P点射向置于空气中的玻璃球，在B点反射后，又从Q点平行于直径AB方向射出，这样就实现了光线的“逆向返回”。若玻璃球半径为R，折射率为。 （1）求P点到直径AB的距离； （2）通过计算判断该光在B点反射后反射光的强度是否减弱。 18. (2025高考宝鸡三模)如图所示为三棱镜截面图，为直角三角形，，AC面镀有水银。一束单色光从AB面上的中点D点射入，当入射光线与AB面夹角为时，光恰好沿原路返回。若将入射光线绕D点逆时针旋转一定角度，光线射入三棱镜后，恰好到达三棱镜的直角顶点C。已知B、C间距离为L，真空中光速为c。求： （1）三棱镜对该单色光的折射率n； （2）入射光线绕D点逆时针旋转的角度θ及光从D点传播到C点的时间t。 19 . （2025年4月山西、陕西、宁夏、青海四省区普通高中新高考高三质量检测）如图所示的透明介质，横截面为长方形，在下表面镀上不透光物质，边长为，一束激光与边的夹角为，从边上的点射人，折射光线经过边上的点反射后正好到达点。已知点的入射光线与反射光线垂直，、两点间的距离为，光在真空中的传播速度大小为，求∶ （1）透明介质对此激光束的折射率； （2）此激光束从到再到传播总时间。 20. （2025年4月东北三省部分高中联盟第二次模拟联合调研）如图所示，有一个半径为的星球。表面覆盖有一层折射率为的介质，介质表面距离星球表面的距离为。一个卫星围绕星球做圆周运动，半径为。 （1）星球表面某点光源发出的光在介质一部分能够通过介质表面向外折射，求有光能够折射的这部分介质表面的弧长是多少？ （2）卫星在轨道的一部分区域时能够接受到（1）问中发出的光，求这部分卫星轨道的弧长。 21. （山西大同2025学年高三5月质量检测卷）如图所示，等腰直角三棱镜中，，长为，为的中点，一单色光平行于照射在边的点，其折射光线刚好照射在点，将入射光线绕点在竖直平面内沿顺时针方向转动，当光线与边垂直时，入射光线在边刚好发生全反射，真空中的光速为，求： （1）三棱镜对光的折射率； （2）光从点传播到点所用的时间。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $