4.1光的折射常见六种题型 提高卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册
4.1 光的折射常见六种题型(提高卷)
题型一 折射定律与折射率的计算
题型二 折射率与光的色散
题型三 视深与生活中的折射现象
题型四 玻璃砖与棱镜中的光路分析
题型五 测定玻璃的折射率实验
题型六 光的折射综合计算
题型一 折射定律与折射率的计算
【解题技巧】(提高类计算题几何关系复杂,先补全光路:法线、延长线、对称点都画上,再找等角与相似三角形。视深与实际深度的关系、棱的视位置都由折射光线的反向延长线确定。列方程时把折射定律与几何约束分开写清,联立求解,最后用光路可逆或量级检验结果。)
1.“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。当太阳光照射到空气中的水滴时,光线经折射及反射后,便形成了彩虹。如图所示,一束单色光以入射角从
点射入空气中的球形水滴,经过
点反射后再从
点折射出水滴,从
点射出的出射光线与从
点射入的入射光线的夹角
,称为该单色光的彩虹角。若该单色光的彩虹角
,
,
。则水滴对该单色光的折射率为( )
A. B.
C.
D.
2.如图,圆柱形玻璃砖放置在水平面上,玻璃砖的半径为R,AB是玻璃砖横截面上的一条竖直直径。一束单色光从A点射入玻璃砖,从C点射出,出射光线CD垂直水平面。已知真空中的光速为c,玻璃砖对单色光的折射率为n,入射光线与AB成角,则光线从A到C的时间等于( )
A. B.
C.
D.
3.利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度。在如图所示的光路中,为激光的出射点,
为半圆柱形玻璃横截面的圆心,
过半圆顶点。若某条从
点发出的与
成
角的光线,以入射角
入射到半圆弧上,出射
1
学科网(北京)股份有限公司
光线平行于,则此玻璃的折射率为( )
A. B.
C.
D.
4.有一腰长是的等腰直角三棱镜,为了测定它的折射率,先把三棱镜的一个端面放在铺好白纸的桌面上,用铅笔画出它的轮廓线
,如图所示,从
上的
点观察
棱,发现
棱的位置在
的
处,测得
,
。求:
(1)此三棱镜的折射率;
(2)光在三棱镜中传播的速度大小。(真空中的光速为)
题型二 折射率与光的色散
【解题技巧】(提高类色散题常与光路计算结合:由偏折程度定折射率大小后,进一步比较传播时间、波长与路程的长短。多束光同点入射时逐束独立画光路,互不干扰。注意频率在界面两侧不变,波长与波速同比例缩放。含比较类选项时写出表达式再比大小,避免凭印象判断。)
1.一个长方体玻璃砖截面如图所示,,一束黄光从
的中点
射入玻璃砖,方向与
边成
角,恰好射到
点。已知玻璃砖对蓝光的折射率大于黄光折射率,光在真空中的传播速度为
,不考虑光在玻璃砖内的反射,下列说法正确的是( )
A.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光从边射出玻璃砖
B.玻璃砖对黄光的折射率为
1
学科网(北京)股份有限公司
C.黄光在玻璃砖中的传播速度为
D.用蓝光替代黄光,其他条件不变,蓝光在玻璃砖中传播速度比黄光更大
2.在我国青藏高原等地带常常可以目睹到虹与霓同时出现的自然景象。如图甲为虹的产生原理图,太阳光在水滴内依次发生折射、全反射、折射后射出。图乙为霓的产生原理图,太阳光在水滴内依次发生折射、全反射、全反射、折射后射出。则( )
A.出射光线中,虹是红光在外紫光在内,霓是紫光在外红光在内
B.在同种介质中,a的波长比b的波长更长
C.以相同的入射角从玻璃射向空气,d比c更容易发生全反射
D.图丙中的入射光与出射光相比,偏转的角度为207.2°
3.如图所示,由同种光组成的两条平行光线、
均以入射角
从空气射入平静水面,入射点分别为
、
,过
作光线
的垂线,垂足为
,过
作光线
折射光线的垂线,垂足为
。关于光线
从
传到
的时间
与光线
从
传到
的时间
,下列说法正确的是( )
A. B.
C.
D.条件不足,无法比较
4.如图所示,一束复色光由空气射向半圆形玻璃砖的A点,在玻璃砖中分成a、b两束单色光,其出射点分别为B、C,已知A、D为玻璃砖的直径。则( )
A.a的波长大于b的波长
1
学科网(北京)股份有限公司