【解题模型】专题42光的折射和全反射-2026高考物理

专题42光的折射和全反射 模型总结 模型1 光的折射 1 模型2 全反射 15 模型3 色散现象 28 模型1 光的折射 1．折射定律 (1)内容：如图所示，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：＝n12(n12为比例常数)。 2．折射率 (1)定义式：n＝。 (2)折射率与速度的关系式：n＝。因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 说明：①表达式n＝中的n是指介质相对于真空的折射率，即绝对折射率。②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。③同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 3．视深和视高问题 (1)视深：在岸上看水中的物体，由于折射产生虚像的深度(视深)h，h＝(H：物体在水中的实际深度，n为水的折射率)。 (2)视高：从折射率为n的透明介质中，观察正上方距界面高为L处的物体，看到物体像点的高度，即视高h＝nL(L：物体距离岸边的实际高度)。 3．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) 对光路的控制特点 通过平行玻璃砖后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 1．（2025·全国·模拟预测）如图所示某种透明介质的截面图为边长为的正方形，一束光线从边中点射入介质，入射角为，介质对该种色光的折射率为。 (1)若光线能从边出射，求的取值范围； (2)求边上有光线射出的长度。 2．（2025·贵州贵阳·模拟预测）半球形透明介质的底面恰好水平扣在一个中空、薄壁、无盖圆柱形桶上，其截面图如图所示，O为球心，A、B、C、D为圆桶截面的四个顶点。其中，半球的半径、圆桶的半径和高三者均相等。一束单色光对准透明介质球心O与竖直方向成30°角射向透明介质，经介质折射后恰好照到圆桶底角C处。 (1)求该透明介质对该单色光的折射率； (2)现保证该光线始终在面内沿半径方向射入此透明介质，以角速度从图示位置顺时针匀速转动入射光线，求经历多长时间，照射在圆桶AC边上的光线消失。 3．（2026·江苏·一模）直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度，原理如图所示，三角形ABC为直角三棱镜的横截面，宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜，之后垂直AB边射出，激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则下列说法错误的是（　　） A． B． C．上方光束可能比下方光束先传播到AB边 D．上下两束光同时传播到AB边 4．（2025·浙江·一模）有一半径为的玻璃半球体，其底面水平，球心为点，AO为与底面垂直的半径，在OB中点放置一点光源，可发出由M和N两种单色光组成的复色光。P为一贴近半球面放置的、与底面平行的光屏。已知该种玻璃对M光的折射率为，对N光的折射率为，从点出射的M光在玻璃中传播的时间与其从点到达光屏的时间相同，则（　　） A．点到光屏的垂直距离为 B．在半球面上存在部分区域仅有M光出射 C．用同一双缝干涉装置进行实验，M光条纹间距比N光宽 D．若使用N光照射锌板，可放出光电子，则使用M光照射相同锌板，也一定能放出光电子 5．（2025·河北·模拟预测）中国最北端城市黑龙江漠河，极寒天气频繁，城市的路灯、霓虹灯、汽车大灯等在稳定大气中易形成“寒夜灯柱”现象，这是一种冰晕现象，因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示，一束灯光（复色光）从左侧界面折射进入冰晶，分成两束单色光a和b，再经右侧界面反射，又从左侧界面折射出来被人们看到。关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．b光更易发生全反射 B．在冰晶中，a光的速度比b光的速度大 C．单色光b在冰晶右侧的反射不是全反射 D．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光小 6．（2025·湖南·模拟预测）如图为一透明材质的长方体纵截面，一束平行光以60°的入射角照射在上表面，AB为一长为L的不透光装饰长条（厚度不计），在长方体的左侧壁形成的影子CD长为L。已知光在真空中的传播速度为c。求： (1)透明材料的折射率； (2)求照射到D点和到C点的光在长方体中传播的时间差，并判断随着入射角变大，这个时间差如何变化？ 7．（2025·河南·一模）如图所示为某透明介质棱镜的截面图，该截面为半径为R的扇形，其中，弧面AB涂有反光材料（光线不能从弧面射出），一细光束由AO边的S点斜射入棱镜，该细光束与AO边的夹角为45°，光束第一次射入棱镜后折射光束与BO平行。已知，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（　　） A．该棱镜的折射率为 B．光束在弧面的偏转角为120° C．光束第一次从BO边射出时，出射光束与BO的夹角为60° D．光束从射入棱镜到第一次射出，光束在棱镜中的传播时间为 8．（25-26高三上·贵州·期中）如图所示，一束单色光从一长方体玻璃砖上表面的点以某一角度射入玻璃砖，现缓慢改变入射角，当时，恰好在玻璃砖的右侧面看不见光射出。则此玻璃砖的折射率为（   ） A． B． C． D． 9．（2025·甘肃武威·模拟预测）如图所示为柱状透明体的半圆形横截面，O为圆心，半径为R，底面镀有反射膜。一束平行单色光沿着与水平面成30°角的方向射向透明体，边界光线1恰好沿半径射到O点经反射后从圆弧上的B点（未画出）射出透明体，边界光线2从透明体的最高点A射入透明体后经反射后也从圆弧上的B点沿竖直方向射出透明体。已知该光束在真空中的传播速度为c，求： (1)透明体对该单色光的折射率n； (2)光线2在透明体中传播的时间t（不考虑多次反射）。 10．（2025·广东清远·一模）某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。 模型2 全反射 1.光密介质与光疏介质 介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若n甲>n乙，则甲相对乙是光密介质 若n甲<n乙，则甲相对乙是光疏介质 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 说明：入射角增大的过程中，折射光的能量减少，反射光的能量增加，当发生全反射时，反射光的能量最强。 (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，由n＝，得sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 3.全反射的应用 (1)全反射棱镜 (2)光导纤维 说明：内芯相对于外套为光密介质，内芯的折射率大于外套的折射率。 11．（2025·陕西西安·二模）为了增强鱼缸的视觉效果，可以在缸内安装LED灯带，灯带工作时，缸内的光线分布会发生变化，使整个鱼缸呈现出绚丽多彩的光影效果。一个长方体玻璃鱼缸的棱AB、和AD的长度分别为30cm、50cm和100cm，在鱼缸内紧贴棱BC安装一灯带PQ，灯带可发出某种单色光，灯带左端点P距B点的距离为40cm，右端点Q恰好位于C点，将该鱼缸内装满某种透明液体，液面正好与鱼缸上表面相平。打开灯带后，灯带上左端点P发出的光恰好在A点发生全反射，鱼缸玻璃的厚度可以忽略不计，灯带可看作一线光源，，，求： (1)该液体的折射率n； (2)从鱼缸上面观察液体表面上能被光带照亮的面积S（π取3）。 12．（25-26高二上·浙江宁波·期中）打磨某剖面如图所示宝石时，宝石折射率，若将OP、OQ边与轴线的夹角打磨在或的范围内时（），都能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边的情况），则下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 13．（2025·四川泸州·一模）如图所示，质量的激光发射器悬挂在劲度系数的轻质弹簧下端，发射器右侧竖直放置一块直径的半圆柱形玻璃砖。发射器静止时，激光恰好从圆心点射入玻璃砖。已知玻璃砖对该激光的折射率，激光与水平方向的夹角始终为，光在真空中的传播速度，激光与玻璃砖在同一竖直面内，取重力加速度，结果可用根号表示。 (1)求从圆心点射入的激光在玻璃砖中的折射角大小； (2)求从圆心点射入的激光在玻璃砖中的传播时间； (3)向下拉动发射器一段距离后释放，发射器做简谐运动，照射到半圆柱形玻璃砖的激光恰好都能从圆弧面射出。已知弹簧振子的周期公式为（其中为振子的质量，为弹簧的劲度系数），以向下为正方向，以最低点释放为零时刻，求发射器做简谐运动的振动方程（即位移与时间的关系）。 14．（2025·广西·模拟预测）导光管采光系统是一套采集天然光并经管道传输到室内的采光系统，如图为过系统中心轴线的截面图。上面部分是收集阳光的半径为的某种均匀透明材料的半球形采光球，为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的高度为的空心导光管，导光管与界面垂直，为两部分的分界面，为球面两点。为测定该透明材料的折射率，将一单色光沿着方向从界面的点射入采光球，单色光在球心处恰好发生全反射。已知，空气中的光速为，求： (1)该透明材料的折射率； (2)若将该单色光改为从点沿着方向射入采光球，求该单色光在导光管中传播的时间。 15．（2025·广东中山·模拟预测）光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长，折射率为，、代表端面，光从端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，下列选项正确的是（　　） A． B．内芯相对于外套是光疏介质 C．光在玻璃丝中传播的速度为 D．光在玻璃丝中从端面传播到端面所用的时间为 16．（25-26高三上·云南·月考）某科技小组通过设计“水流导光”的实验演示光纤通信的原理。如图甲所示，瓶内装有适量清水，水从小孔中喷出后形成了弯曲的水流。分别将红色和绿色的激光水平射向小孔，使光束与水流保持在同一竖直平面内，经过调整水流喷出的速度后，只观察到一种色光沿着弯曲的水流传播。已知这两种色光从激光器射向点的路径一致，简化图如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．沿着弯曲的水流传播的是绿光 B．绿光比红光在水中的传播速度大 C．红光在点处发生了全反射 D．光纤通信的物理原理与佩戴3D眼镜观看立体电影的物理原理相同 17．（2025·浙江台州·一模）图甲是水下灯光装置简化图，轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，y表示偏离平衡位置的位移，规定向上为正方向，水的折射率为。下列说法中正确的是（　　） A．时，点光源处于失重状态 B．光斑边缘的振动周期为 C．光斑的最大面积为 D．光斑边缘上某点振动的振幅为 18．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一束单色光以入射角射到三棱镜的AB面，经折射后到达AC面，为，三棱镜对光的折射率为，光在真空中传播速度为c，不考虑光在BC面上的反射，下列说法正确的是（　　） A．光在AB面时的折射角为 B．光在AC面上能同时发生反射和折射 C．光经AC面反射后垂直射到BC面上 D．若光在三棱镜中传播路程为s，则在三棱镜中传播时间为 19．（2025·河南·模拟预测）一玻璃管的内、外半径为、的圆形，。如图所示，平行光线沿截面所在平面射向玻璃管外壁，有部分光线仅发生两次折射后可以射出管外壁。下列说法正确的有（　　） A．能发生题设现象玻璃管的折射率不超过 B．能发生题设现象玻璃管的折射率不低于 C．最终出射光线与入射光线的偏转角度最小为 D．最终出射光线与入射光线的偏转角度最大不超过 20．（2025·浙江·一模）如图1，玻璃半球半径为R，O为球心，AB为直径。现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面，其对玻璃的折射率为。已知如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是（    ） A．所有射入到半球底面的光中有的光会发生全反射 B．从上往下看，整个半球面被照亮的面积为 C．单色光在玻璃中的传播速度为 D．改用频率更高的另一单色光垂直入射到半球的底面，整个半球面被照亮的面积增大 模型3 色散现象 1．光的色散成因 棱镜对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光的偏折程度最小。对紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，从而产生色散现象。 光线通过棱镜的光路 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 21．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）日晕是一种大气光学现象。在一定的气象条件下，空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个圆圈，这就是日晕，如图甲所示。如图乙所示是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，下列说法正确的是（　　） A．若光是黄光，则光可能是红光 B．光比光更容易发生明显的衍射现象 C．光在冰晶中的传播速度小于光的传播速度 D．用同一双缝干涉装置做实验，光的相邻亮条纹中心间距大于光的相邻亮条纹中心间距 22．（2025·贵州贵阳·二模）在阳光的照射下，充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹，彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的反射和折射现象，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线、分别代表两种不同颜色的光线，则下列说法正确的是（    ） A．水珠对、两束光折射率的大小关系是 B．光的频率小于光的频率 C．、两束光在水珠内传播速度大小关系是 D．、两束光在水珠内传播波长大小关系是 23．（24-25高三上·山西阳泉·期末）雨过天晴的天空经常会出现彩虹。彩虹是因为下雨后的空气中布满了小水珠，太阳光透过水珠后经过多次的折射和反射形成的。图为一束太阳光射到水珠上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　）    A．若a光能使某金属发生光电效应，则b光也一定可以使该金属发生光电效应 B．若a光是蓝光，则b光可能是红光 C．a、b两种光分别从同一种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小 D．在真空中，a、b两种光的速度相同，在水珠中，b光的光速比a光的大 24．（25-26高二·全国·随堂练习）如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是（　　） A．a侧是红光，b侧是紫光 B．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 C．在三棱镜和光屏之间两种色光的传播速度不同 D．在三棱镜中a侧光的速率比b侧光大 25．（25-26高三上·河北唐山·期中）每年夏季，我国多地都会出现日晕现象，如图甲所示。由于日晕现象不是很常见，常常引起人们的误解。实际上日晕就是一种光学现象，简单说是一种太阳光通过卷云层时，受到冰晶折射或反射而形成。如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．a光的折射率小于b光折射率 B．在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度 C．从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小 D．让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大 26．（25-26高三上·浙江·期中）如图所示，在圆心为O的透明介质球内一点S处放置一单色点光源，右侧折射出的光线反向延长线均过OS延长线上的S'点，则S、S'点在光学中称为“齐明点”。已知球的半径为R，，，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A．该透明介质对该激光的折射率为 B．恰好能从球面射出的光线在球内传播的时间为 C．若换用波长更长的单色光，则齐明点的距离将变大 D．若换用频率更小的单色光，光源发出的各个方向的光线均能从球面射出 27．（25-26高二上·安徽阜阳·期中）如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的原因，对它做了不科学的解释，认为是海中蛟龙（蜃）吐出的气结成的，因而叫作“海市蜃楼”，也叫蜃景。下列有关蜃景的说法正确的是（　　） A．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率小 B．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率大 C．A是蜃景，B是景物 D．B是蜃景，A是景物 28．（25-26高三上·河北·期中）直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度，原理如图所示，三角形ABC为直角三棱镜的横截面，宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜，之后垂直AB边射出，激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则（　　） A．sinα=nsinθ B． C．上方光束可能比下方光束先传播到AB边 D．上下两束光同时传播到AB边 29．（25-26高三上·安徽·月考）如图所示，由红、蓝两种单色光组成的复合光束照射到平行玻璃砖后在屏上出现a、b两个光点。下列说法正确的是（　　） A．射向a处的光是蓝光 B．射向a处的光在玻璃砖中传播速度大 C．若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将减小 D．若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将变大 30．（25-26高二上·广东深圳·期中）对图中所列光学现象的认识，正确的是（　　） A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象 B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象 C．丙图中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象 D．丁图中，阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题42光的折射和全反射 模型总结 模型1 光的折射 1 模型2 全反射 15 模型3 色散现象 28 模型1 光的折射 1．折射定律 (1)内容：如图所示，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：＝n12(n12为比例常数)。 2．折射率 (1)定义式：n＝。 (2)折射率与速度的关系式：n＝。因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 说明：①表达式n＝中的n是指介质相对于真空的折射率，即绝对折射率。②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。③同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 3．视深和视高问题 (1)视深：在岸上看水中的物体，由于折射产生虚像的深度(视深)h，h＝(H：物体在水中的实际深度，n为水的折射率)。 (2)视高：从折射率为n的透明介质中，观察正上方距界面高为L处的物体，看到物体像点的高度，即视高h＝nL(L：物体距离岸边的实际高度)。 3．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) 对光路的控制特点 通过平行玻璃砖后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 1．（2025·全国·模拟预测）如图所示某种透明介质的截面图为边长为的正方形，一束光线从边中点射入介质，入射角为，介质对该种色光的折射率为。 (1)若光线能从边出射，求的取值范围； (2)求边上有光线射出的长度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据全反射临界角公式有 光线从边中点射入介质，设折射角为，则有 解得 假设折射光线射到AB边的E点恰好发生全反射，此时入射角等于临界角C。光路图如图所示： 根据几何关系有 根据发生全反射的条件可知，若光线能从AB边出射，折射角应满足 即 即 解得 又因为 所以若光线能从边出射，的取值范围为 （2）由分析可知，边上只有AE段有光线射出。设AE的长度为，则根据几何关系有 又因为 联立解得 所以边上有光线射出的长度为。 2．（2025·贵州贵阳·模拟预测）半球形透明介质的底面恰好水平扣在一个中空、薄壁、无盖圆柱形桶上，其截面图如图所示，O为球心，A、B、C、D为圆桶截面的四个顶点。其中，半球的半径、圆桶的半径和高三者均相等。一束单色光对准透明介质球心O与竖直方向成30°角射向透明介质，经介质折射后恰好照到圆桶底角C处。 (1)求该透明介质对该单色光的折射率； (2)现保证该光线始终在面内沿半径方向射入此透明介质，以角速度从图示位置顺时针匀速转动入射光线，求经历多长时间，照射在圆桶AC边上的光线消失。 【答案】(1) (2)2s 【详解】（1）根据光的折射定律有 其中，，解得 （2）由光的全反射临界角C与介质折射率n的关系 解得 可知光线转过的角度 由 解得 3．（2026·江苏·一模）直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度，原理如图所示，三角形ABC为直角三棱镜的横截面，宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜，之后垂直AB边射出，激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则下列说法错误的是（　　） A． B． C．上方光束可能比下方光束先传播到AB边 D．上下两束光同时传播到AB边 【答案】C 【详解】A．光束在AC上发生折射，根据几何关系可知折射角为，根据折射定律有 可得，故A正确； B．根据几何关系有 可得，故B正确； CD．设光束在空气中传播速度为c，则光束在三棱镜中的传播速度 在空气中，传播到AC边，上方光束比下方光束所用时间多 在三棱镜中，由AC边传播到AB边，下方光束比上方光束所用时间多 所以上下两束光同时传播到AB边，故C错误，D正确。 本题选说法错误项，故选C。 4．（2025·浙江·一模）有一半径为的玻璃半球体，其底面水平，球心为点，AO为与底面垂直的半径，在OB中点放置一点光源，可发出由M和N两种单色光组成的复色光。P为一贴近半球面放置的、与底面平行的光屏。已知该种玻璃对M光的折射率为，对N光的折射率为，从点出射的M光在玻璃中传播的时间与其从点到达光屏的时间相同，则（　　） A．点到光屏的垂直距离为 B．在半球面上存在部分区域仅有M光出射 C．用同一双缝干涉装置进行实验，M光条纹间距比N光宽 D．若使用N光照射锌板，可放出光电子，则使用M光照射相同锌板，也一定能放出光电子 【答案】AC 【详解】A．M光在玻璃中的传播速度为 D到A的距离为 M光在玻璃中传播的时间 设M光从A点射出时的入射角和折射角分别为和，则有， 解得 则 设A点到光屏的垂直距离为h，则M光从点到达光屏的时间为 由题意知 解得，故A正确； B．两种光从玻璃射向空气时恰好发生全反射的临界角满足， 则， 即 设半球面上一点E到点D的距离为x，入射到该点的光线入射角为，如图所示 根据余弦定理有 故 故 故在半球面上各处M光和N光均不发生全反射，均可射出，不存在部分区域仅有M光出射，故B错误； C．折射率越大，则频率越大，波长越短，因N光折射率较大，故N光波长较短，根据可知，用同一双缝干涉装置进行实验，M光条纹间距比N光宽，故C正确； D．N光折射率较大，频率较大，若使用N光照射锌板，可放出光电子，说明N光的频率大于锌板的极限频率，但M光频率比N光小，M光频率不一定大于锌板的极限频率，则使用M光照射相同锌板，不一定能放出光电子，故D错误。 故选AC。 5．（2025·河北·模拟预测）中国最北端城市黑龙江漠河，极寒天气频繁，城市的路灯、霓虹灯、汽车大灯等在稳定大气中易形成“寒夜灯柱”现象，这是一种冰晕现象，因大气中的冰晶反射灯光而形成。简化光路如图所示，一束灯光（复色光）从左侧界面折射进入冰晶，分成两束单色光a和b，再经右侧界面反射，又从左侧界面折射出来被人们看到。关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．b光更易发生全反射 B．在冰晶中，a光的速度比b光的速度大 C．单色光b在冰晶右侧的反射不是全反射 D．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距比a光小 【答案】C 【详解】A．图像可知a光偏折程度比b光的大，故a光的折射率比b光的折射率大，a光临界角小，更易发生全反射；故A错误； B．根据，由于a光的折射率比b光的折射率大，故在冰晶中，a光的速度比b光的速度小，故B错误； C．根据图示光路图，简化图中左右界面平行，右侧界面的入射角等于左侧界面的折射角，可知，若在右侧界面发生全反射，则左侧界面也要发生全反射，人眼将看不到光线，所以简化光路图中“寒夜灯柱”的形成过程没有全反射，故C正确； D．由于a光的折射率大，故a光频率大，a光波长小，根据，可知b光的条纹间距比a光大，故D错误。 故选C。 6．（2025·湖南·模拟预测）如图为一透明材质的长方体纵截面，一束平行光以60°的入射角照射在上表面，AB为一长为L的不透光装饰长条（厚度不计），在长方体的左侧壁形成的影子CD长为L。已知光在真空中的传播速度为c。求： (1)透明材料的折射率； (2)求照射到D点和到C点的光在长方体中传播的时间差，并判断随着入射角变大，这个时间差如何变化？ 【答案】(1) (2)，变小 【详解】（1）由题意可知，光路图如图所示 其中，入射角为，折射角为，过C点作左侧壁的垂线交BD于E，则四边形ACDE为平行四边形，所以 则 根据几何关系可知， 可得透明材料的折射率为 联立，解得 （2）光在透明材料中的速度为 照射到D点比到C点的光在长方体中传播多用的时间为 解得 若入射角变大，则折射角变大，又因为 则DE变小，故时间差变小。 7．（2025·河南·一模）如图所示为某透明介质棱镜的截面图，该截面为半径为R的扇形，其中，弧面AB涂有反光材料（光线不能从弧面射出），一细光束由AO边的S点斜射入棱镜，该细光束与AO边的夹角为45°，光束第一次射入棱镜后折射光束与BO平行。已知，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（　　） A．该棱镜的折射率为 B．光束在弧面的偏转角为120° C．光束第一次从BO边射出时，出射光束与BO的夹角为60° D．光束从射入棱镜到第一次射出，光束在棱镜中的传播时间为 【答案】B 【详解】A．由题意作出光路图，如图所示 由几何关系可知，由折射定律得，故A错误； B．已知，，则有 解得，由反射定律可知，所以光束在弧面C点的偏转角为，故B正确； C．又由几何关系可知 由折射定律得 解得 则光束第一次从BO边射出时，光束与BO的夹角为，故C错误； D．由几何关系得 又 解得 光在棱镜中传播的距离为 光在介质中的传播速度为 光束从射入棱镜到第一次射出，光束在棱镜中的传播时间为 解得，故D错误。 故选B。 8．（25-26高三上·贵州·期中）如图所示，一束单色光从一长方体玻璃砖上表面的点以某一角度射入玻璃砖，现缓慢改变入射角，当时，恰好在玻璃砖的右侧面看不见光射出。则此玻璃砖的折射率为（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题意，画出光路图，如图所示 根据折射定律有 又 代入数据解得 故选B。 9．（2025·甘肃武威·模拟预测）如图所示为柱状透明体的半圆形横截面，O为圆心，半径为R，底面镀有反射膜。一束平行单色光沿着与水平面成30°角的方向射向透明体，边界光线1恰好沿半径射到O点经反射后从圆弧上的B点（未画出）射出透明体，边界光线2从透明体的最高点A射入透明体后经反射后也从圆弧上的B点沿竖直方向射出透明体。已知该光束在真空中的传播速度为c，求： (1)透明体对该单色光的折射率n； (2)光线2在透明体中传播的时间t（不考虑多次反射）。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）作出光路图如图所示 在A点，由几何关系知，入射角等于60°，设折射角等于, 则有     在C点折射时，易知折射角等于60°，则 根据光的反射定律和几何知识可知 求得   该透明体对该单色光的折射率 （2）在等腰中， 又 光线2从A到C的传播路径s=AB+BC= 光线2在透明体中传播速度 光线2从A到C的传播时间 10．（2025·广东清远·一模）某同学采用激光笔和标有角度的光具盘（如图甲所示）测量半圆形玻璃砖的折射率。实验步骤如下：将玻璃砖的圆心与光具盘的圆心重合，使玻璃砖的直径与光具盘上所画的某条直径对齐，随后标记光具盘上观察到的三条光线。移走玻璃砖后，依据标记绘制光路图如图乙所示。请回答下列问题： (1)求半圆形玻璃砖的折射率n； (2)已知半圆形玻璃砖的直径为d，光在真空中传播的速度为c，求该激光经过玻璃砖所用时间t。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）同时出现三条光线是由于发生了反射和折射，由题可知C为入射光线、B为反射光线，A为折射光线，则入射角为，折射角为 根据折射定律可得 可得玻璃砖的折射率为 （2）根据可得激光在玻璃内传播的速度 传播路程 可得激光经过玻璃砖所用时间为 模型2 全反射 1.光密介质与光疏介质 介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若n甲>n乙，则甲相对乙是光密介质 若n甲<n乙，则甲相对乙是光疏介质 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 说明：入射角增大的过程中，折射光的能量减少，反射光的能量增加，当发生全反射时，反射光的能量最强。 (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，由n＝，得sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 3.全反射的应用 (1)全反射棱镜 (2)光导纤维 说明：内芯相对于外套为光密介质，内芯的折射率大于外套的折射率。 11．（2025·陕西西安·二模）为了增强鱼缸的视觉效果，可以在缸内安装LED灯带，灯带工作时，缸内的光线分布会发生变化，使整个鱼缸呈现出绚丽多彩的光影效果。一个长方体玻璃鱼缸的棱AB、和AD的长度分别为30cm、50cm和100cm，在鱼缸内紧贴棱BC安装一灯带PQ，灯带可发出某种单色光，灯带左端点P距B点的距离为40cm，右端点Q恰好位于C点，将该鱼缸内装满某种透明液体，液面正好与鱼缸上表面相平。打开灯带后，灯带上左端点P发出的光恰好在A点发生全反射，鱼缸玻璃的厚度可以忽略不计，灯带可看作一线光源，，，求： (1)该液体的折射率n； (2)从鱼缸上面观察液体表面上能被光带照亮的面积S（π取3）。 【答案】(1)1.25 (2)3600cm2 【详解】（1）作出P点发出的过A点的光线，光路图如图1所示，P点发出的光恰好在A点发生全反射，则此时入射角为临界角C，根据几何关系可得 解得 由全反射临界角满足 解得 （2）当入射到液体上表面的光线入射角大于或等于临界角时会发生全反射，光线将不能射出液面，即不能照亮液面，如果液面足够大，P点发出的光能照亮的范围为一圆形 根据几何关系可知圆的半径为 因为光带紧贴棱BC，又因为棱的长度为50cm，大于圆的半径R，则P点能照亮的形状为如图2所示的半圆形灯带PQ可看作多个点光源，右端点Q恰好在C点，则整个灯带能照亮的形状如图3所示 照亮部分扇形AM面积为 矩形MNDE面积为 照亮的总面积为 12．（25-26高二上·浙江宁波·期中）打磨某剖面如图所示宝石时，宝石折射率，若将OP、OQ边与轴线的夹角打磨在或的范围内时（），都能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边的情况），则下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】CD 【详解】根据全反射临界角公式，已知折射率，则 可得临界角 光线从边垂直入射，到达边时的入射角需要大于等才能发生全反射。 当光线射到边的入射角为时，要发生全反射则 即 同理，光线反射到边时，入射角也需， 解得 所以能发生全反射的范围是 对应题目里的，。 故选CD。 13．（2025·四川泸州·一模）如图所示，质量的激光发射器悬挂在劲度系数的轻质弹簧下端，发射器右侧竖直放置一块直径的半圆柱形玻璃砖。发射器静止时，激光恰好从圆心点射入玻璃砖。已知玻璃砖对该激光的折射率，激光与水平方向的夹角始终为，光在真空中的传播速度，激光与玻璃砖在同一竖直面内，取重力加速度，结果可用根号表示。 (1)求从圆心点射入的激光在玻璃砖中的折射角大小； (2)求从圆心点射入的激光在玻璃砖中的传播时间； (3)向下拉动发射器一段距离后释放，发射器做简谐运动，照射到半圆柱形玻璃砖的激光恰好都能从圆弧面射出。已知弹簧振子的周期公式为（其中为振子的质量，为弹簧的劲度系数），以向下为正方向，以最低点释放为零时刻，求发射器做简谐运动的振动方程（即位移与时间的关系）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）如下图所示，由圆心射入的激光，在玻璃砖中的折射角 根据折射定律 解得 （2）激光在玻璃砖中的传播速度 射入的激光在玻璃砖中的传播时间 解得 （3）如图所示，激光恰好都能从圆弧面射出，玻璃砖恰好发生全反射的光路如图所示 由几何关系可得 根据 在中，根据正弦定理 在中，根据正弦定理 得 故弹簧振子的振幅为 根据 可得 弹簧振子的振动方程 14．（2025·广西·模拟预测）导光管采光系统是一套采集天然光并经管道传输到室内的采光系统，如图为过系统中心轴线的截面图。上面部分是收集阳光的半径为的某种均匀透明材料的半球形采光球，为球心，下面部分是内侧涂有反光涂层的高度为的空心导光管，导光管与界面垂直，为两部分的分界面，为球面两点。为测定该透明材料的折射率，将一单色光沿着方向从界面的点射入采光球，单色光在球心处恰好发生全反射。已知，空气中的光速为，求： (1)该透明材料的折射率； (2)若将该单色光改为从点沿着方向射入采光球，求该单色光在导光管中传播的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）沿PO射入透明材料的光在半圆形界面上光路不变，单色光在球心O处恰好发生全反射，则单色光在MN界面上的入射角为全反射临界角C，有 又 解得n= （2）光线沿QO射入时，入射角为 则由光的折射定律 可得折射角为，光线射到导光管的侧壁上发生反射，由几何关系可知，光线的路程为 可知该单色光在导光管中传播的时间 15．（2025·广东中山·模拟预测）光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空），玻璃丝长，折射率为，、代表端面，光从端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，下列选项正确的是（　　） A． B．内芯相对于外套是光疏介质 C．光在玻璃丝中传播的速度为 D．光在玻璃丝中从端面传播到端面所用的时间为 【答案】AD 【详解】A．根据光的折射规律可得 由几何知识可得 结合题意可得 联立解得，故A正确； B．发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，结合题意可知，内芯相对于外套是光密介质，故B错误； C．根据， 联立解得，故C错误； D．作出光的折射光路图，如图所示 由几何关系 传播时间 结合题意可知， 解得，故D正确。 故选AD。 16．（25-26高三上·云南·月考）某科技小组通过设计“水流导光”的实验演示光纤通信的原理。如图甲所示，瓶内装有适量清水，水从小孔中喷出后形成了弯曲的水流。分别将红色和绿色的激光水平射向小孔，使光束与水流保持在同一竖直平面内，经过调整水流喷出的速度后，只观察到一种色光沿着弯曲的水流传播。已知这两种色光从激光器射向点的路径一致，简化图如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．沿着弯曲的水流传播的是绿光 B．绿光比红光在水中的传播速度大 C．红光在点处发生了全反射 D．光纤通信的物理原理与佩戴3D眼镜观看立体电影的物理原理相同 【答案】A 【详解】AC．水流导光的原理为光从水中射到水与空气分界面时的入射角大于临界角，发生了全反射，由于红光在水中的折射率比绿光小，根据，可知绿光的临界角比红光的小。由于红光和绿光的入射角相同，且只观察到一种色光发生全反射，可知是绿光发生了全反射，A项正确，C项错误； B．光在介质中的速度，故绿光在水中的传播速度小于红光在水中的传播速度，B项错误； D．光纤通信的物理原理是光的全反射，佩戴3D眼镜观看立体电影的物理原理是光的偏振，D项错误。 故选A。 17．（2025·浙江台州·一模）图甲是水下灯光装置简化图，轻质弹簧下端固定在水池底部，上端连接一点光源，点光源静止在O点，其在水面上的投影位置为。现让点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图乙所示，y表示偏离平衡位置的位移，规定向上为正方向，水的折射率为。下列说法中正确的是（　　） A．时，点光源处于失重状态 B．光斑边缘的振动周期为 C．光斑的最大面积为 D．光斑边缘上某点振动的振幅为 【答案】AC 【详解】A．0.75s 时，点光源向上减速，加速度向下，属于失重，A正确； B．光斑边缘即光刚好发生全反射的位置，当点光源在最低点时，光斑边缘距离最远，当点光源在最高点时，光斑边缘距离最近，故光斑边缘的振动周期与光源的振动周期相同，由图乙可知光源振动周期为2s，故光斑边缘的振动周期也为2s，故B错误； C．设光从水中射出空气发生全反射的临界角为C，根据全反射临界角公式 ，光源在最低点时，光斑的面积最大，此时，由几何关系 ,光斑的最大面积为，C正确； D．根据几何关系可得光斑振幅满足 ，光斑边缘上某点振动的振幅为 ，故D错误。 故选AC。 18．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图所示，一束单色光以入射角射到三棱镜的AB面，经折射后到达AC面，为，三棱镜对光的折射率为，光在真空中传播速度为c，不考虑光在BC面上的反射，下列说法正确的是（　　） A．光在AB面时的折射角为 B．光在AC面上能同时发生反射和折射 C．光经AC面反射后垂直射到BC面上 D．若光在三棱镜中传播路程为s，则在三棱镜中传播时间为 【答案】C 【详解】A．光从空气折射率以入射角射入三棱镜AB面，三棱镜折射率，根据折射定律有 代入数据解得折射角，故A错误； B．由几何关系，三棱镜，，则。AB面折射光线与AB的夹角为，因，故折射光线与AC面的夹角为 因此，光在AC面的入射角 全反射临界角满足 即 因入射角，光在AC面发生全反射，无折射光，故 B错误； C．AC面反射角等于入射角，反射光线与AC面的夹角为 结合，反射光线与BC面的夹角为 即反射光线垂直于BC面，故 C正确； D．光在三棱镜中的传播速度 传播时间，故D错误。 故选C。 19．（2025·河南·模拟预测）一玻璃管的内、外半径为、的圆形，。如图所示，平行光线沿截面所在平面射向玻璃管外壁，有部分光线仅发生两次折射后可以射出管外壁。下列说法正确的有（　　） A．能发生题设现象玻璃管的折射率不超过 B．能发生题设现象玻璃管的折射率不低于 C．最终出射光线与入射光线的偏转角度最小为 D．最终出射光线与入射光线的偏转角度最大不超过 【答案】AD 【详解】AB．设光线在玻璃管外壁的入射角为i，折射角为，当折射光线与内环相切时，发生两次折射后可以射出管外壁，如图所示 由几何知识可得 根据光的折射规律可得 当则有，故A正确，B错误； C．当入射角较小时，经两次折射后，最终的折射光线与入射光线的偏转角趋近于，故C错误； D．当光线在玻璃管外壁的入射角为时，且在玻璃管内壁发生全反射时，此时偏折角最大为，故D正确。 故选AD。 20．（2025·浙江·一模）如图1，玻璃半球半径为R，O为球心，AB为直径。现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面，其对玻璃的折射率为。已知如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是（    ） A．所有射入到半球底面的光中有的光会发生全反射 B．从上往下看，整个半球面被照亮的面积为 C．单色光在玻璃中的传播速度为 D．改用频率更高的另一单色光垂直入射到半球的底面，整个半球面被照亮的面积增大 【答案】B 【详解】AB．如图所示 ，得 ，即有的光会发生全反射； ，被照亮的面积为 ，故A错误，B正确； CD．单色光在玻璃中的传播速度不可能达到光速；频率越大，折射率越大，临界角越小，被照亮的面积减少，故CD错误。 故选B。 模型3 色散现象 1．光的色散成因 棱镜对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光的偏折程度最小。对紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，从而产生色散现象。 光线通过棱镜的光路 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 21．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）日晕是一种大气光学现象。在一定的气象条件下，空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个圆圈，这就是日晕，如图甲所示。如图乙所示是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，下列说法正确的是（　　） A．若光是黄光，则光可能是红光 B．光比光更容易发生明显的衍射现象 C．光在冰晶中的传播速度小于光的传播速度 D．用同一双缝干涉装置做实验，光的相邻亮条纹中心间距大于光的相邻亮条纹中心间距 【答案】D 【详解】AB．根据题图乙可知两光的入射角相等，光的折射角小于光的折射角，根据折射定律可知光的折射率大于光的折射率，即光的频率大于光的频率，光的波长小于光的波长，若光是黄光，则光一定不是红光，光比光更容易发生明显的衍射现象，故AB错误； C．根据，可知在冰晶中光的传播速度大于光的传播速度，故C错误； D．用同一双缝干涉装置做实验，根据，可知光的相邻亮条纹中心间距大于光的相邻亮条纹中心间距，故D正确。 故选D。 22．（2025·贵州贵阳·二模）在阳光的照射下，充满雾气的瀑布上方常会出现美丽的彩虹，彩虹是由于太阳光照射在众多微小的“水球”而发生的反射和折射现象，其光线传播路径如图所示，图中的圆面代表水珠过球心的截面，太阳光平行截面射入球形水珠后，最后出射光线、分别代表两种不同颜色的光线，则下列说法正确的是（    ） A．水珠对、两束光折射率的大小关系是 B．光的频率小于光的频率 C．、两束光在水珠内传播速度大小关系是 D．、两束光在水珠内传播波长大小关系是 【答案】AC 【详解】AB．根据光路图知，、两束光的入射角相等，而光的折射角小，由折射定律得可知光的折射率较大。而光的频率越大，折射率越大，因此光的频率大于光的频率。故A正确，B错误； C．根据知，光在水滴中传播的速度较小，可知。故C正确； D．由于光的频率大于光的频率，根据可知在水珠内。故D错误。 故选AC。 23．（24-25高三上·山西阳泉·期末）雨过天晴的天空经常会出现彩虹。彩虹是因为下雨后的空气中布满了小水珠，太阳光透过水珠后经过多次的折射和反射形成的。图为一束太阳光射到水珠上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　）    A．若a光能使某金属发生光电效应，则b光也一定可以使该金属发生光电效应 B．若a光是蓝光，则b光可能是红光 C．a、b两种光分别从同一种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小 D．在真空中，a、b两种光的速度相同，在水珠中，b光的光速比a光的大 【答案】A 【详解】A．由图可知，太阳光进入水珠上时b光的偏折程度更大，即水珠对b光的折射率更大，即b光的频率更大，根据产生光电效应的条件，可知若a光能使某金属发生光电效应，则b光也一定可以使该金属发生光电效应，故A正确； B．b光的频率更大，若a光是蓝光，则b光可能是紫光，故B错误； C．根据发生全反射条件有 因b光的折射率更大，可知b光的的临界角比a光的小，故C错误； D．在真空中，a、b两种光的速度相同，都为c；在水珠中，根据 因b光的折射率更大，可知b光的光速比a光的小，故D错误。 故选A。 24．（25-26高二·全国·随堂练习）如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是（　　） A．a侧是红光，b侧是紫光 B．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 C．在三棱镜和光屏之间两种色光的传播速度不同 D．在三棱镜中a侧光的速率比b侧光大 【答案】B 【详解】AB．由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，可以得a侧为紫光，b侧为红光，故A错误，B正确； C．在真空中a侧光的传播速率等于b侧光的传播速率，三棱镜和光屏之间可近似看作真空，可知两种色光的传播速度相同，故C错误； D．根据可知折射率越大，传播速率越小，可知a侧光的速率比b侧光小，故D错误。 故选B。 25．（25-26高三上·河北唐山·期中）每年夏季，我国多地都会出现日晕现象，如图甲所示。由于日晕现象不是很常见，常常引起人们的误解。实际上日晕就是一种光学现象，简单说是一种太阳光通过卷云层时，受到冰晶折射或反射而形成。如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（　　） A．a光的折射率小于b光折射率 B．在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度 C．从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小 D．让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大 【答案】AC 【详解】A．太阳光射入冰晶时，光的折射角大于光的折射角，由折射定律可知光的折射率小于光的折射率，A正确； B．由折射率与光在介质中传播速度关系可知，折射率越大，光传播的速度越小，故光在冰晶中的传播速度大于光的传播速度，B错误； C．由临界角公式可知，折射率越大，发生全反射的临界角越小，故从冰晶射入空气发生全反射时光的临界角大于光，C正确； D．光的折射率小于光的折射率，可知光的频率小于光的频率，由知光的波长大于光的波长。又双缝干涉中相邻亮条纹的间距，当、光分别通过同一双缝干涉装置时，波长越长，条纹间距越大，故光的相邻亮条纹间距比光的大，D错误。 故选AC。 26．（25-26高三上·浙江·期中）如图所示，在圆心为O的透明介质球内一点S处放置一单色点光源，右侧折射出的光线反向延长线均过OS延长线上的S'点，则S、S'点在光学中称为“齐明点”。已知球的半径为R，，，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A．该透明介质对该激光的折射率为 B．恰好能从球面射出的光线在球内传播的时间为 C．若换用波长更长的单色光，则齐明点的距离将变大 D．若换用频率更小的单色光，光源发出的各个方向的光线均能从球面射出 【答案】D 【详解】A．根据题意，假设光可以由O点正上方折射出，如图所示 根据几何关系 根据几何关系 根据折射定律可知 此时，说明光可以从此射出，假设成立，A错误； B．恰好能从球面射出的光线在球面内的入射角C应满足 根据几何关系可知，此入射点恰在S点正上方（）光线在球内传播的时间，B错误； C．若换用波长更长的单色光，则折射率变小，从光线射到球面时，相同入射角时折射角变小，则折射光线的反向延长线与OS延长线的交点S＇与S点的距离减小，即齐明点的距离将变小，C错误； D．若换用频率更小的单色光，则该单色光的折射率更小，临界角更大，则光源发出的各个方向的光线均能从球面射出，D正确。 故选D。 27．（25-26高二上·安徽阜阳·期中）如图所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。古人不明白产生这种景象的原因，对它做了不科学的解释，认为是海中蛟龙（蜃）吐出的气结成的，因而叫作“海市蜃楼”，也叫蜃景。下列有关蜃景的说法正确的是（　　） A．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率小 B．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率大 C．A是蜃景，B是景物 D．B是蜃景，A是景物 【答案】AC 【详解】AB．海面上，下层空气的温度比上层的低，则下层空气的密度比上层的大，故下层空气的折射率比上层空气的折射率大，故A正确，B错误； CD．由于人眼认为光是沿直线传播的，故A是蜃景，B是景物，故C正确，D错误。 故选AC。 28．（25-26高三上·河北·期中）直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度，原理如图所示，三角形ABC为直角三棱镜的横截面，宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜，之后垂直AB边射出，激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则（　　） A．sinα=nsinθ B． C．上方光束可能比下方光束先传播到AB边 D．上下两束光同时传播到AB边 【答案】ABD 【详解】A．光束在AC上发生折射，根据折射定律有，解得sinα=nsinθ，故A正确； B．根据几何关系有，解得，故B正确； CD．设光束在空气中传播速度为c，则光束在三棱镜中的传播速度 在空气中，传播到AC边，上方光束比下方光束所用时间多 在三棱镜中，由AC边传播到AB边，下方光束比上方光束所用时间多 所以上下两束光同时传播到AB边，故C错误，D正确。 故选ABD。 29．（25-26高三上·安徽·月考）如图所示，由红、蓝两种单色光组成的复合光束照射到平行玻璃砖后在屏上出现a、b两个光点。下列说法正确的是（　　） A．射向a处的光是蓝光 B．射向a处的光在玻璃砖中传播速度大 C．若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将减小 D．若将玻璃砖向光屏平移，a、b两点间的距离将变大 【答案】B 【详解】AB．射向a处的光第一次在玻璃砖中的折射角大于射向b处的光，则a处的光折射率小，是红光，根据可知，在玻璃砖中传播速度大，A错误，B正确； CD．光从玻璃砖射出后仍与入射光平行，可知将玻璃砖向光屏平移a、b两点间的距离不变，CD错误。 故选B。 30．（25-26高二上·广东深圳·期中）对图中所列光学现象的认识，正确的是（　　） A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象 B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现亮斑是光的折射现象 C．丙图中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像是利用了光的干涉现象 D．丁图中，阳光下吹出的肥皂泡呈现出彩色花纹是光的色散现象 【答案】A 【详解】A．甲图中，用激光水平射向塑料瓶小孔，观察到光的传播路径沿水流方向是光的全反射现象，故A正确； B．乙图中，用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，故B错误； C．丙图中，看3D电影的特制眼镜的两镜片相当于两透振方向彼此垂直的偏振片，能够看到两种不同方向振动的光，形成了立体感，即戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理，故C错误； D．丁图中，太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，故D错误。 故选A。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $