光、电磁波和相对论-三高考(-)物理试题分项版解析+Word版含解析

1、三年2022-2022丨高考物理试题分项版解析专题15光、电陋波和相对论、选择题1. 【2022 北京卷】如下列图，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束A.红光b是蓝光，那么光束D.紫光【答案】D【解析】根据题意作出完整光路图如團所示总光进入玻璃砖时光线偏折角车欢，根据光的折射定律可知 玻璃砖对Q洸的折射率辛汰，因此口光的频率应高于也光应选D。【考点定位】光的折射【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大，棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。2. 【2022 上海卷】一束单色光由空气进入水中，那么该光在空气和水中传播时A

2、. 速度相同，波长相同B.速度不同，波长相同C. 速度相同，频率相同D.速度不同，频率相同【答案】D【解析】不同的电色光頻率不相同，同一单色光在不同的介质內传播过程中，光斓率不会业改变由公 式*£可以利断，水的折射率犬于空气的，所以该单色光进八水中后1菊a速度减叫 故询页d正畴科【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系【方法技巧】此题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式v -公式n分析光进入不同介质中的传播速度。3. 【2022 上海卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是A. 丫射线、紫外线、可见光、红外线B. 丫射线、红外线、紫外线、可见光C

3、.紫外线、可见光、红外线、丫射线D.红外线、可见光、紫外线、丫射线【答案】A【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见 光、紫外线、a射线、丫射线，所以选项 A正确。【考点定位】电磁波谱【方法技巧】此题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出 答案。4. 【2022 北京卷】以下说法正确的选项是B.在空气中传播的声波是横波D.光需要介质才能传播A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误;A 电磁波在真空中以光速 c传播C.声波只能在空气中传播【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速,C错误；光属于电磁波，其传播不需声波的

4、传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播, 要介质，可以在真空中传播，D错误。【考点定位】考查了机械波和电磁波【方法技巧】此题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定。5. 【2022 上海卷】在双缝干预实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，那么A. 中间条纹间距较两侧更宽B.不同色光形成的条纹完全重合C.双缝间距离越大条纹间距离也越大D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【答案】D【解析】据干预图样的特征可糸山干预条纹特征是尊间距彼此平行，应选项A错误；不同色光干预条纹 分布位蛊

5、不相同，因此选项B错误*据公式山=1乂可知，蕊缝间距皿越大，干预条奴距离越小，应选顷 住错误步谨住一条缱后，变成了单缝衍射光的祈射也有H射条氏 应选顶D正确。【考点定位】双缝干预、x -、单缝衍射d【方法技巧】通过双缝干预条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断，再应用公式x - 分析条纹间距。d6. 【2022 天津卷】明代学者方以智在?阳燧倒影?中记载：凡宝石面凸，那么光成一条，有数棱那么必有一面五色，说明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如下列图，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光 a、b，以下说法正确的选项是据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能EkhWo，再根A ,根据

6、折射定律:A据动能定理:heUc 0 Ek，即遏止电压UceWo，可知入射光的频率越大，需要的遏eA. 假设增大入射角i，那么b光先消失B. 在该三棱镜中 a光波长小于b光C. a光能发生偏振现象，b光不能发生D. 假设a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，那么a光的遏止电压低【答案】D【解析】设折射角为a在右界面的入射角为 3,根据几何关系有:n sin i，增大入射角：，折射角增大，3减小，而3增大才能使b光 sin发生全反射，故 A错误；由光路图可知，a光的折射率小于 b光的折射率na nb，那么a光的波长大于b光的波长a b，故B错误；根止电压越大，na nb，那么a光的频率小于

7、 b光的频率a b，a光的遏止电压小于 b光 的遏止电压，故 D正确；光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频 率无关，故C错误。【考点定位】光的折射，全反射，几何光学【名师点睛】此题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长 的关系、横波和纵波的概念等， 解决此题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系, 并能熟练利用几何关系。7. 【2022 北京卷】物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干预，可将无 线电波的干预信号用于飞机降落的导航。如下列图，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干预实验中的双缝

8、。两天线同时都发出波长为入1和尼的无线电波。飞机降落过程中，当接收到信号都保持最强时，说明飞机已对准跑道。以下说法正确的选项是A. 天线发出的两种无线电波必须一样强B. 导航利用了 力与茏两种无线电波之间的干预C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合【答案】C【解析】由于两无电液激源对称分布在跑道两侧，两种液长的无线电液各吕发生干预在跑道址干预均 加强，两种无纟拎电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合当接收到的k和鬲的信号都保持最强吋，表 明飞机已对准跑道。由题意，天线发出的两种无电波不必一样强，人错島导航利用了两种波长的无线 电波各自的稳定干预,B

9、错误假设两种无线电遍各自在空间的逼弱分布完全重合、那么接收到為和如的信号 都保持最强的位笛，不一定在跑道上，D错误2 SftSCo【考点定位】波的干预【名师点睛】波长相等的两列波可以产生稳定的干预，类似双缝干预实验，在两波源连线的中垂线上干预始终加强波程差为零。&【2022 江苏卷】接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，以下说法正确的有 A飞船上的人观测到飞船上的钟较快B飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C地球上的人观测到地球上的钟较快D地球上的人观测到地球上的钟较慢【答案】AC【解析】飞船相对地球高速运动，所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢

10、，而地球相对飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C正确；B、D错误.【考点定位】狭义相对论【名师点睛】此题主要考查狭义相对论时间间隔的相对性，注意运动的相对的，飞船相对地球高速运动，地球也相对飞船高速运动.9.【2022 新课标H卷】5分在双缝干预实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏 幕上显示出干预图样。假设要增大干预图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分。A. 改用红色激光B.改用蓝色激光C.减小双缝间距D.将屏幕向远离双缝的位置移动E. 将光源向远离双缝的位置移动【答案】ACD【解

11、析】根据条纹间距表达式2丄丸可知：因红光的液长大于绿光的渡长，那么改用红包激光可増大条纹G间距，选项A1E确；因蓝光的湛长丿汙绿比的滅长，那么改用蓝色激光可；JSd嗓纹间直，选项B错谓； 双缝间距山可増加杀纹间距'选项将屛葛向远离烈缱的位蛊琢动即増；m可使杀纹间距娈尢 选项。正确；光源与収缝间的距离不飮向棗纹间距，透项匸错误；应选ACD【考点定位】双缝干预【名师点睛】此题考查双缝干预中条纹间距的影响因素；关键是理解实验原理，知道干预条纹 间距的表达式 x 1 ，题目较简单。d30m，它以cc为光速的速度沿长度方10 .【2022 江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为 向飞行越过地球，以下

12、说法正确的选项是.A. 飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB. 地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC. 飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于D. 地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于【答案】B【解析】根据狭义相对论可知，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m，飞船上的人测量飞船的长度等于30m，所以A错误；B正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c,故C、D错误.【考点定位】狭义相对论【方法技巧】对动尺缩短的理解，沿相对运动方向长度缩短以及光速不变原理。11 .【2022 四川卷】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射

13、率n。如图甲所示，0是圆心,MN是法线，AO B0分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r,做出sin i-sin r图像如图乙所示。那么甲乙A.光由A经0到B, nC.光由A经0到B, n【答案】BB.光由B经0到A, nD.光由B经0到A, n【解析】由=-=丄可得"1®因虑入射角，尸是折射鼠 折射甬大于入射角, sin r 0.93«故光由成经。到，应选耳考点：光的折射定律【名师点睛】此题是几何光学问题，但是是用函数图像表示的折射角和入射角正弦的关系，起码要知道的是介质的折射率都是大于1的，折射率等于“大角的正弦与“

14、小角的正弦比值，而在空气中的"角比拟大.12 .【2022 天津卷】我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内，那么对该无线电波的判断正确的选项是A. 米波的频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传播C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干预和衍射现象【答案】C【解析】根据八亍可知，液长越长的液频率越低，故米波的頻率比厘米跚频率低，选项比错误多无线 电波不露要仆质传播，选项B错误同光液一样会发生反射，选项£正确M干浙口衍射是波特有的现象， 选项D错误。【考点定位】电磁波的传播【

15、名师点睛】此题考查了电磁涉及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干预和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：f -。13 .【2022 天津卷】右图是 a、b两光分别经过同一双缝干预装置后在屏上形成的干预图样，那么A. 在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B. 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C. 照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D. 假设两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大【答案】D【解析】由图可知 a光的干预条纹间距小于 b光的，根据 x 可知，a的波长小于b的波dc长，a光的频率大于b光的频

16、率，a光的折射率大于b光的折射率，那么根据 n 可知，在同种v1介质中传播时a光的传播速度较小，选项 A错误；根据sinC可知，从同种介质中射入真n空，a光发生全反射的临界角小，选项B错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比拟饱和光电流的大小，选项C错误；a光的频率较高，假设两光均由氢原子能级跃迁产生，那么产生 a光的能级差大，选项 D正确。【考点定位】双缝干预、全反射、光电效应、玻尔理论【名师点睛】此题考查了双缝干预、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干预中条纹间距的表达式x L ,能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越d大，折射率越大，全反射临

17、界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小。14 .【2022 全国新课标n卷】关于电磁波，以下说法正确的选项是A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D. 禾U用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E. 电磁波可以由电磁振荡产生，假设波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失【答案】ABC【解析】电磁滾在亘空中的传播速度即为真空中的光速，与频率无关，选项A错误根据麦克昕韦的电磁 场理论，选项b正确。电盛溢是横玻，其传播方向与电场理度、磁感应

18、强度两两垂直，选项确*电晞 減可収通过全反射在光缆中传播，选项D错误。液源停止振动，波会继续传臥 直到龍量为黑 迭项E错 i昊。应选ABC。【考点定位】电磁波的产生和传播【名师点睛】此题主要考查电磁波的传播特点；现代生活中已经离不开电磁波，了解电磁波的 知识并能和所学的物理知识相联系，历来是高考的热点题型；题目各项都比拟简单，都是来自 课本知识，只要多看书，加深记忆即可。15 .【2022 全国新课标34 1如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为0,经折射后射出a、b两束光线，那么A. 在玻璃中，a光的传播速度小于 b光的传播速度B. 在真空中，a光的波长小于b光

19、的波长C. 玻璃砖对a光的折射率小于对 b光的折射率D. 假设改变光束的入射方向使0角逐渐变大，那么折射光线a首先消失E. 分别用a、b光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a光的干预条纹间距大于 b光的干预 条纹间距【答案】ABD【解析】由图可知；玻璃砖对门迸的折射率犬于对b光的折射率，故C错误在璇璃中M光的传播速度小 于血光的传播速度，故人正确；盘光的频率大于方光的频率.在真空中'0光的液长小于“光的波长，故B 正确；假设枚变光束的入射方向使円角逐浙变大，因为应光的折射率丈，那么折射光线心苜先消失，故D正确; Q光的波长小于b光的渕长,分別用a"光在同一个双缝干预实峻装蓋上

20、做实脸,a光的干预条纹间距小 于b光的干预条纹间距，故E错误。【考点定位】光的折射；光的干预；波长、频率和波速【方法技巧】此题主要是光的折射，重点是考察不同频率的光，折射率也是不一样的。注意折 射率的两种算方法 n Sin 1 C，这往往是解决问题的关键。sin 2 v16. 2022 四川 3】直线P1F2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于 F1F2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比A.玻璃对a光的折射率较大B. 玻璃对a光的临界角较小C. b光在玻璃中的传播速度较小D. b光在玻璃中的传播时间较短【答案】C【解析】由于a、b光平行且关于过球心 0的直线P1P2对称，因此

21、它们的入射角i相等，根据图 中几何关系可知，b光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即b光的折射角丫较小，根据折射定律有：n =引“,所以玻璃对b光的折射率较大，应选项A错误；根据临界角公式有： sin ysinC= 1，所以玻璃对a光的临界角较大，应选项 B错误；根据折射率的定义式有：n=，所以nb光在玻璃中的传播速度 v较小，应选项 C正确；根据图中几何关系可知，a、b光进入玻璃球后，b光的光程d较大，根据匀速直线运动规律有：t = d，所以b光在玻璃中的传播时间较长，v应选项D错误。【考点定位】对折射率、临界角、光的折射定律的理解与应用。【名师点睛】正确求解此题的前提与关键是：首先要

22、知道球面界面中，法线一定过球心，其次通过作出光路图，从图中正确找出对应的入射角与折射角，再次熟记相应的物理规律和概念。【方法技巧】熟记折射率定义式n=，折射定律n = sini、临界角公式sinC= 1前提是光由介sin yn质进入真空或空气中、波长与波速和频率周期间关系 Vc=入或入=vT【规律总结】在光的折射中，光线便折程度越大，介质对其折射率越大、临界角越小、在介质中的传播速率越小、波长越短，值得注意的是，光波在进入介质前后频率不变。17 . 2022 重庆 11 1】1.虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在

23、水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如题11图1所示.M、N、P、Q点的颜色分别为A.紫、红、红、紫D.紫、红、紫、红【答案】A【解析】日光中的可见克局部从红到紫排列，对质的折射率击十,由折射定律知紫尤的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M点和Q点，而红光到达N点和P点一.故迭心【考点定位】光的折射和全反射、光路、折射率。【名师点睛】识记电磁波谱中的各种光具有三大波长、同一介质中的波速、临界角三小频率、能量、折射率，几何光学局部的规律。18 .【2022 福建 13】如下列图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为石、A),该玻璃对单色光 a、b的折射率分别为

24、na、nb。那么A.?a< ?b,na>nbB.?a> ?b,na<nbC?a< Zb,na<nbD.Za> ?b,na>nb【答案】B饰析】由塾lb三械徹打光的折射率丰近匕X.砌光的頻率越大，介质对光的折射率就越大，所以 g, 故b光的频率大于址光的频率在根擔八2所以b光的浪长小于门光的渡长，即心亠所xACD错误。【考点】：光的折射、折射率【方法技巧】：此题主要是理解， 光的频率与折射率的关系，即频率越大，介质对光的折射率就c越大，结合公式，判断波长。19 .【2022 天津 2】中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在?玄真子。涛之灵?

25、中写道：雨色映日而为虹，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，那么两光A. 在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于 b光B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行外表后，b光侧移量大C. 分别照射同一光电管，假设b光能引起光电效应，a光一定也能D. 以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光【答案】C【解析】由團可知，光线氐的折射率大于b根1B« = -可以确定卫充在同种玻璃中速度小于光速故A错误V腐冃同的入射角度射入平彳亍琐瑚专折射率趣丈侧移量越大。故B错匾 根据耳二肮诜

26、的频率越大光子龍量越大就撼容易发生光电效应C正确*根据血芒=丄折射率越大,越容易发生全反射、在水外越不容易看到,HD错误。考点：光的反射、折射、全反射及光电效应。公式n、v -、si nC 丄等,sinnn【名师点睛】光学局部可分为几何光学和物理光学，在选择题中考查时很少单独考查一个知识 点，多是综合应用，解决这类问题除了把握好根本规律、 还要注意几何光学和物理光学间的相互联系，如根据折射率判断频率，再由光子能量联系光电效应方程分析相关问题。20 .【2022 安徽 18】如下列图，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角和入射角i相等时，出射光

27、线相对于入射光线偏转的角度为。棱镜顶角为a,那么计算棱镜对该色光的折射率表达式为sinA.2sin 2B.sin(-)【答案】A【解析】由几何关系,得入射角等于,折射角等于一，所以折射率为2sin 匸,应选A。si n 2考点：考查折射率知识。【规律总结】折射率的考察主要是考几何关系,在几何中找到入射角和折射角与角的关系,再由折射率公式，就容易得到答案了二、非选择题21 .【2022 江苏卷】杨氏干预实验证明光确实是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干预的必要条件，那么两列光的 相同.如下列图，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示

28、波谷，如果放置光屏，在选填“ A、“B或“C点会出现暗条纹.【答案】频率C【解析】产生觀罡干溺團样的条件罡两束光的频率相同，貞，B两点为振动加1强点出现明条纹，c直湛峰 与波谷相遇振动碱弱.为暗条纹【考点定位】光的干预【方法技巧】掌握产生稳定干预图样的条件，加强区、减弱区的位置条件。22 .【2022 北京 21 1测定玻璃的折射率的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa和bb分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P和F2,用“ +表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针F3和F4,在插P和P4时，应使选填选项前的字母h* /»W A、

29、P3只挡住R的像B、P4只挡住P的像 C P同时挡住R、P的像【答案】C【解析】在 测定玻璃砖的折射率实验中，由折射的光路可知插针时应使P3同时挡住P、P2的像，巳同时挡住R、P、P3的像，应选项C正确。【考点定位】测定玻璃的折射率。【规律总结】动手操作的演示实验和学生实验，考前须知和实验步骤是重点掌握的。23 .【2022 江苏卷】在上述杨氏干预实验中，假设单色光的波长入=5.89 0制，双缝间的距离d=1mm ,双缝到屏的距离=2m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.【答案】1.178 X 1-m【解析】相邻亮条纹的中心间距肛久U由題意知亮条纹的数目 T解得z二習，代入数据得鮎盼l

30、Wma【考点定位】光的双缝干预【方法技巧】重点考查条纹间距的公式 Ax 1。d24 .【2022 江苏卷】人的眼球可简化为如下列图的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为 D,对称地沿轴线方向射入半径为 R的小球，会聚在轴线上的 P点.取球体的折射率为 2，且D= 2 R,求光线的会聚角 a.示意图未按比例画出【答案】30°D【解析】由几何关系 sini ，解得|452Rsi ni那么由折射定律n,解得 30sin且i，解得 302【考点定位】光的折射、反射【名师点睛】几何光学的问题，画出光路图，剩下的就是平面几何，找边角关系.25 .【2022 新课标I卷】10分

31、如图，一玻璃工件的上半部是半径为 R的半球体，O点为 球心；下半部是半径为 R、高位2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为R。最后从半球面射出的光线恰好与入射 光线平行不考虑屡次反射。求该玻璃的折射率。【答案】n . 205 1.43【解析】如翌根將光跨的对称性和直踣可逆生 与A射光线相对于 皿湖称的出射光线一定与入射光线 平行。这样，从半球面射入的折肘光线，将从圆柱体鹿面中心U虽反射。设光线在半球面的入射为6折身摘为"由折射定律有血心朋“由正弦正理有=2R £由几何关系，入射点的J茎站皿的夹甬为*由题设条件和几

32、何关系有鈕心彳式中丄是入射光与皿的距离。由式和题给数据得轴=亠V205由式和题给数据得n 2.05 1.43 I/.!訓【考点定位】光的折射【名师点睛】此题的关键条件是出射光线与入射光线平行，依据这个画出光路图，剩下就是平面几何的运算了。26 .【2022 新课标H卷】10分一直桶状容器的高为 21，底面是边长为I的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD'、垂直于左右两侧面的剖面图如下列图。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，由液体上外表的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。【答案】【解析】设从光源炭出直射到D点的光线的入射角

33、为折射角为在剖面內儆光源相对于反光壁的後 像对称点&连接交反光壁干E晟 宙光源射向百点&W比反射后沿购射向D点；光线在D点的入射甬为h?折射甬為旳设液体的折射率为 n,由折射定律：nsin h sin »nsin i2 sinr2 依题意：r1 r290联立解得:1sin i1sin i2由几何关系:sini23联立解得：n【考点定位】光的折射及反射定律【名师点睛】此题主要考查光的折射定律的应用；解题的关键是能画出光路图，通过几何关系找到入射角及折射角；根据折射定律n 觊列方程求解。此题同时考查学生的数学计算能力。sin r27 .【2022 新课标川卷】10分如图，

34、一半径为 R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线 00表示光轴过球心 O与半球底面垂直的直线。玻璃的折射率为。现有一束平行光垂 直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出不考虑被半球的内外表反射后的光线。求i从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；Rii距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到0点的距离。3【答案】i2Rii3(2血 妁R 274R35【解析】i如團，从底面上A处射入的世知在球面上发生折射时的入射角为b当f等于全反射临界角 右时，对应入射进线到光轴的亜离最九 设最大距离为心亍=爲设煜解的折射率由全反射临界角的定义有曲叫=1由几何关系有= gRii设与光轴距 的光线在

35、球面B点折射时的入射角和折射角分别为ii和门，由折射定律有3nsin h sin * 设折射光线与光S由的交点为Q在中由正弦定理有岂竺=血1时如ROC由几何关系有厶7二斤一£sicri = ®3联立边式及题给的条件得0C =璋忑;品R祀2.®【考点定位】光的折射、全反射【名师点睛】此题主要考查光的折射定律的应用，解题关键是根据题意画出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，然后列方程求解。28 .8分【2022 海南卷】如图，半径为 R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上外表水平，球面与桌面相切于 A点。一细束单色光经球心 0从空气中摄入玻璃体内入射面即纸面,R

36、入射角为45°出射光线射在桌面上 B点处。测得AB之间的距离为2。现将入射光束在纸面内 向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上外表的入射点到0点的距离。不考虑光线在玻璃体内的屡次反射。【答案】2 R2【解析】当光线经球心0入射时，光路图如图a所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有sin in=sin式中，入射角i=45°丫为折射角。 OAB为直角三角形,AB因此 sin y=22VOA2 AB2在玻璃俸球面上光恰好发生全反射吋，光踣團如图b)所示。设此时出钛射点为&折射光线射到玻 璃体球面的耳点丫由题意有倫在妙。內根抿正弦走理有一&s

37、ic(90 一 0 sinC联却上各式并利囲斛得姑¥躺【考点定位】折射定律、全反射【名师点睛】此题是简单的几何光学问题，其根底是作出光路图，根据几何知识确定入射角与 折射角，根据折射定律求解。29 .【2022 全国新课标I卷】10分如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线 AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临 界角，水的折射率为。i求池内的水深；ii一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°求救生员的眼睛到池边

38、的水平距离结果保存1位有效数字。【答案】i, 7 m 2.6 m ii0.7 m4【解析】i如图，设到达池边的光线的入射角为i。依题意，水的折射率 n=，光线的折射3角 9=90°B由折射定律有nsin i=sin 9由几何关系有sin i=一22vl h式中，1=3 m, h是池内水的深度。联立式并代入题给数据得h=、7m- 2.6 nW<ii设此时救生员的眼晴到池边的距离为珀依题意/救生员的视线与竖直方冋的夹角为幣由折射罡律有 fflsiD.?Min式中，f罡光线在水面的入射角。设池底点光源為到水面入射点的水平距离为必由几何关系有asin? - t - ©肿十沪J

39、C+/=fl+Af®式中 A,-2mo 麻立® © © © 式得 x<3mo【考点定位】光的折射定律【名师点睛】此题主要考查了光的折射定律的应用；解题关键是根据题意画出完整的光路图， 然后根据光的折射定律结合几何关系列出方程求解；此题意在考查考生应用数学处理物理问题 的能力。30 .【2022 全国新课标川卷】如图，玻璃球冠的折射率为 .3，其底面镀银，底面的半径是球 半径的'3倍；在过球心 O且垂直于底面的平面纸面内，有一与底面垂直的光线射到玻璃2球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的 A点。求该光线从球面射出的方向相对

40、于 其初始入射方向的偏角。【答案】 180 ENO 150【解析】设球半径为 R,球冠底面中心为 O，连接OO，那么OO AB，令 OAOV3rO A那么 cos ，即 30OA R根据题意MA丄AB所以/ OAM=60°设團中并点为光线在球冠內底面上的反射点所考虑的光线的光路圄如團所示，设光兰SSm点的入射角为 h折射角为方在即点的人身摘为产、反射甬为产玻瑞折射率为仏由于为等边三角枚有网 根据折射定律可得sinj = KsiDr代入题给条件用二占可奪03俨作底面在対点的据，由于虺II也 有心卿根据反射定律可得i =30。连接ON,由几何关系可知 NAM NOM，故有 MNO 60故可得 ENO 30于是/ ENO为反射角，ON为反射光线，这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以，经