2021-2025年高考物理试题分类汇编：光学 电磁波 相对论解析版

\\五年真题（202L2025）

16光学电磁波相对企

（五年考情•探规律）

考点五年考情（2021-2025）命题趋势

2025•河北卷、山东卷

考点1光的2024•山东卷、全国甲卷、甘肃卷基础概念仍是考查重点，如光的反射、折

折射与全反射2023•全国甲卷、山东卷射定律，全反射、干涉、衍射等规律，常

的综合应用2022•河北卷、广东卷以选择题形式出现。命题注重知识应用与

2021•辽宁卷、海南卷创新，常结合现代科技成果、生活实际设

置新情境，考查学生知识迁移与创新能力。

2025•山东卷、陕晋宁青卷同时，会加强对光学实验的考查，如测量

考点2光的干2024•湖南卷、广西卷、辽宁卷折射率、用双缝干涉测量光的波长等实验，

涉、衍射和偏2023•辽宁卷、山东卷要求学生理解实验原理、掌握操作方法。

振2022•山东卷、浙江卷备考时应注重基础知识掌握，提升实验操

2021•湖北卷、山东卷作与创新能力。

（五年真题•分点精准练）

考点01光的折射与全反射的综合应用

1.（2025•云南•高考真题）用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中

心位置。点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与

物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5,盖玻片厚度H=2.0mm,

盖玻片与物镜的间距人=0.20mm,不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速

s

c=3.0x10m/s,n=3.14o

oo

图甲填充前图乙填充后

（1）求未滴油时，0点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留2位有效数字）；

（2）滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为小t2,求G-4（结果保留2位有效数字）。

【答案】⑴LOxlO"m?

（2）3.3xlO-Bs

【详解】（1）由折射定律可知，全反射的临界角满足sinC=Li=：7

n3

设未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的平经为八，由几何关系sin0=:、

x/r~+d-

代入数据解得〃=^5mm

5

根据S=M

所以未滴油时，。点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为Sal.OxlO-Sm?

（2）当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从。点传播到物

dhdhnd+h

t=4>—=

镜的最短时间为1vc£cc

n

_dh_dh_n（d+h）

滴油滴时，光从。点传播到物镜的最短时间为G

nn

故…=3=”厘乜.3.3xlO-s

c3.0x10s

2.（2025・山东•高考真题）由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件下表面圆弧以。点为圆心,

上表面圆弧以。点为圆心，两圆弧的半径及。、。两点间距离均为R,点*、3、C在下表面圆弧上。

9

左界面力少和右界面CH与OO'平行，到OO'的距离均为—R（,

(1)8点与。。的距离为无R，单色光线从8点平行于OO'射入介质，射出后恰好经过O'点，求介质对

2

该单色光的折射率〃；

(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直力产射入介质，并垂直C”射出，出射点在GE的延长线上，E

点在O。'上，O'、E两点间的距离为且R,空气中的光速为c,求该光在介质中的传播时间

2

【答案】⑴6

⑵喳

5c

【详解】(1)如图

可得4=60。

又因为出后恰好经过O'点，。'点为该光学器件上表面圆弧的圆心，则该单色光在上表面垂直入射，光

路不变；因为04=00'=/?,所以根据几何关系可知。2=3。

介质对该单色光的折射率〃=—77='“产出

sin。？sin30

(2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直力尸射入介质，第一次射出介质的点为。，且0£=立/?,可

2

也RL

知.3=农

R2

根据几何关系可得sina=M包R,8sL&互R3a=P

RR

可得£=45。，/=30°

根据折射定律”=券=应

（2）发生全反射的临界角满足sinC=，

n

可得。=45。

要使激光能在圆心。点发生全反射，激光必须指向O点射入，如图所示

只要入射角大于45。，即可发生全反射，则使激光能在圆心。点发生全反射，入射光线与；轴之间夹角

的范围（0,45。］。由对称性可知，入射光线与x轴之间夹角的范围还可以为［135。,180。）。

4.（2025・海南・高考真题）测量某半圆形玻璃砖的折射率，操作步骤如下

I.在白纸上画一条直线，半圆形玻璃砖放白纸上，玻璃砖直径与直线重合，描出直径两端点A和8,取

走玻璃砖，用刻度尺求圆心。点，过O点作力8垂线CO,放回玻璃砖，将光屏垂直力4贴近玻璃砖A点

放置。

II.沿玻璃砖由C向8缓慢移切激光笔，使得入射光线平行纸面且始终沿着半径方向射向圆心。，从玻

璃砖射出的激光在下方的光屏上恰好消失，记下激光入射点。，取走玻璃砖，过。点作。。的垂线。E。

⑴步骤II中，当激光从。点入射到O点在48面下方光屏上恰好消失时是光的

A.色散现象B.衍射现象C.全反射现象

（2）用刻度尺测得08=4.00cm、DE=2.50cm,则玻璃砖的折射率〃二。

【答案】⑴C

（2）1.6

【详解】（1）当激光从。点入射到。点在面下方光屏上恰好消失时•，此时光线在48面发生全反射,

故是光的全反射现象。

故选C。

DFDF5

（2）根据前面分析可知此时入射角等于临界角，即NOOE=C,故可得sinC=MW=崇=1

（JD（JD8

根据sinC='

n

可得玻璃液的折射率〃=1.6

5.（2025・广西•高考真题）如图扇形的材料，折射率大于及，现有两条光线1和2,从扇形材料的4点传

播，光线1传到圆弧（;圆）4。的中点氏光线2传播到。点偏上，则两光线发生下列哪种情况（）

A.1不全反射，2全反射B,都不全反射

C.都全反射D.1全反射，2不全反射

【答案】C

【详解】因〃〉及可得临界角sinC='<3=冬

nJ22

upC<45°

因射到B点的光线的入射角为a=180~45=67.5°>C

2

可知光线1会发生全反射；因射到C点偏上的的光线的入射角为6>45°>C

可知光线2会发生全反射。

故选Co

6.（2025・河南•高考真题）折射率为夜的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射;光

线与竖直方向的夹角为45。，如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在

圆柱内的反射）（）

A.0°B.15°

【答案】B

【详解】

设光线射入圆柱体时的折射角为。，根据光的折射定律可知"=如巴

sin。

解得0=30

如图，根据几何关系可知光线射出圆柱体时的入射角i=<9=30

则法线与竖直方向的夹角a=0+i=60°

根据光的折射定律可知〃=坐

sin/

解得光线射出圆柱体时的折射角r=45°

光线从圆柱体内射出时，与竖直方向的夹角为

故选Bo

7.（2025•甘肃•高考真题）己知一圆台容器，高〃=15cm,上口径R=13cm,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，此时液面高度力二12cm,

3

人眼观测角度。满足sina=g,人眼到入射处距离为5cm。光在真空中的传播速度c=3x10*m/s,求：

⑴该液体的折射率；

⑵光从底部质点反射至人眼全过程的时间。

【答案】⑴2

（2）1x109s

【详解】（1）根据题意，画出光路图，如图所示

oc

4

由几何关系可得sini=—,==3cm

5

则有O'A=4cm,AH-5cm

OCR-O'A3

则OB—5

由折射定律可得该液体的折射率为〃=血=上

Sinr3

（2）根据题意，由图可知，光在空气中传播的距离为4=10cm

光在液体中的传播距离为与==yjh2+（R-O'A）1=15cm

光在液体中的传播速度为y=£c=^3c

n4

则光从底部质点反射至人限全过程的时间=袅2=1xlO-9s

cV3x10s2.25x10s

8.（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

射光

出射光

sin（a+夕）sin（a+"）sinasinp

u^7D.

sinasin£sina

【答案】A

【详解】光路图如图所示

则有折射定律可得〃=回

sma

故选Ao

9.（2025・湖南•高考真题）如图，"C为半圆柱体透明介质的横截面,为直径，8为48C的中点。真

空中一束单色光从力。边射入介质，入射点为力点，折射光直接由8点出射。不考虑光的多次反射，下

列说法正确的是（）

A.入射角。小于45°

B.该介质折射率大于收

C.增大入射角，该单色光在8c上可能发生全反射

D.减小入射角，该单色光在力月上可能发生全反射

【答案】D

【详解】AB.根据题意，画出光路图，如图所示

由几何关系可知，折射角为45。，则由折射定律有〃=f*=esin6＞l

sm45°

则彳Jsin。＞——，〃＜血

2

解得。＞45。

故AB错误；

C.根据题意，由sinC=1

n

可知sinC＞立

2

即。＞45°

增大入射角，光路图如图所示

由几何关系可知，光在8c上的入射角小于45。，则该单色光在4C上不可能发生全反射，故C错误;

D.减小入射角，光路图如图所示

由几何关系可知，光在上的入射角大于45。，可能大于临界角，则该单色光在力8上可能发生全反射,

故D正确。

故选Do

10.（2025•四川•高考真题）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（。＜45。）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

B.若选用折射率为1.6的光学玻璃，。可以设定为30。

C.若选用折射率为2的光学玻璃，笫二次全反射入射角可能为70。

D.若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动

【答案】CD

【详解】A.因为1.44/5,故当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据sinC=，

n

可知sinC＞巫，即045。

2

根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为。＜45。＜。，故选用折射率为1.4的光学玻璃时

此时不会发生全反射，故A错误：

B.当e=30。时,此时入射角为30。，选用折射率为1.6的光学玻璃时，此时的临界角为

sinC=—=0.625＞0.5=sin30°

1.6

故030。,故此时不会发生全反射，故B错误;

C.若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为sinC=g

即C=30。，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于30。，即第一次发生全反射时的入射光线

和反射光线的夹角•定大于60。，根据几何关系可知第•次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角

等于第二次全反射入射角，故可能为70。，故C正确；

D.若入射光线向左移动，可知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，即出射光线向左移动，故D正确。

故选CD。

11.（2025・河北•高考真题）光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端

射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。

探

⑴若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为管，求光在玻璃丝内发生全反射时的最

小入射角。

（2）若探测器光阴极材料的逸出功为9.939x10-2。1，求该材料的截止频率。（普朗克常量

A=6.626X10-34JS）

【答案】⑴60。

（2）1.5X1（）MHZ

【详解】（1）光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足sinC=，

n

可得C=60。

（2）根据爱因斯坦光电方程加。=%

可得%=1.5x"Hz

12.（2024•浙江•高考真题）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（）

A.激光在水和空气中速度相同

B.激光在水流中有全反射现象

C.水在空中做匀速率曲线运动

D.水在水平方向做匀加速运动

【答案】B

【详解】A.光在介质中的速度为y=£,故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错

n

误；

B.水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角，发生了全反射，故B正确；

C.水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速度在增大，故（:错误；

D.水在水平方向做匀速直线运动，故D错误。

故选B,

13.（2024•海南•高考真题）一正三角形OP0玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在尸。界面发生全反

射，则玻璃砖的折射率（）

O

PQ

空

A.72B.石D.2

【答案】C

【详解】如图所示

根据几何关系可知光线在界面的入射角为

C=60°

根据全反射的临界条件可得

sinC=-

n

解得

273

n=-----

3

故选C。

14.（2024・甘肃•高考真题）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光。从空气沿半径方向入射

到圆心O,当6=30。时，反射光和折射光。刚好垂直。下列说法正确的是（）

A.该材料对红光的折射率为6消失

C.若入射光〃变为白光，光线〃为白光D.若入射光。变为紫光，光线6和c仍然垂直

【答案】ABC

【详解】A.根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为60。，故折射率为

户鬻3

故A正确;

B.设临界角为C,得

—1<—1

n730

故C'<45。，故若。=45。，会发生全反射，光线C消失，故B止确;

C.由于光线〃为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光。变为白光，光线b为白光，故c正确；

D.对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光。变为紫光，折射角将变大，光线5和。不会垂

直，故D错误。

故选ABCo

【点睛】

15.（2024•广东•高考真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以。角从WN面射入某

长方体透明均匀介质。折射光束在N尸面发生全反射。反射光射向P0面。若0逐渐增大。两束光在NP

面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是

（）

A.在尸。面上，红光比绿光更靠近尸点

B.。逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

C.。逐渐增大时，入射光可能在面发生全反射

D.。逐渐减小时，两束光在面折射的折射角逐渐增大

【答案】B

【详解】A.红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在"N面，入射角相同，

根据折射定律

。

ns=in---

sina

可知绿光在A/N面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近尸点，故A错误；

B.根据全反射发生的条件而。=,可知红光发生全反射的临界角较大，0逐渐增大时，折射光线与

n

面的交点左移过程中，在NP面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消

失，故B正确；

C.在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论。多大，在面都不可能发生全反射，故C错误；

D.根据折射定律〃=出吆可知0逐渐减小时，两束光在面折射的折射角逐渐减小，故D错误。

sina

故选Bo

16.（2024・山东•高考真题）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为。点，半径为R：直角三棱

镜FG边的延长线过O点，EG边平行于48边且长度等于R,4EG=30。。横截面所在平面内，单色

光线以。角入射到改边发生折射，折射光线垂直£G边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射

率均为1.5。

（1）求sin。；

（2）以0角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧4M4可以发生全反射，求光线在箱上入射点。（图

中未标出）到E点距离的范围。

【答案】（1）sin0=0.75：（2）0<x<------R

9

【详解】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为。，则根据折射定律有

sin。

n=----

sina

由于折射光线垂直EG边射出，根据几何关系可知

a=NFEG=30,

代入数据解得

sin。=0.75

（2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧4W8恰好发生全反射的光路图如图

则根据几何关系可知FE上从P点到E点以。角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB都可以发生全

反射，根据全反射临界角公式有

sinC=-

n

设尸点到EG的距离为/，则根据几何关系有

/=HsinC

又因为

R-1

x=------

"PFcos30°

联立解得

XPE=R

所以光线在£尸上的入射点D到E点的距离范围为

0<x<-R

9

17.（2024・全国甲卷•高考真题）一玻璃柱的折射率〃=石，其横截面为四分之一圆，圆的半径为凡如图

所示。截面所在平面内，一束与48边平行的光线从圆弧入射。入射光线与力方边的距离由小变大，距

离为6时,光线进入柱体后射到8c边恰好发生全反射。求此时力与火的比值。

广

AB

【答案】段

【详解】如图，画出光路图

\7宜一

“q

AB

可知

号…石

设临界角为C,得

sinC=l=^，cosC=^

n33

根据。=Q+C可得

sin/?

解得

,a如六

故可得

1

sin/7=

V12-6V2

故可知

白=sina=Visin/?=

R

18.（2024•江苏•高考真题）如图所示，光线以相同的入射角。从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCI溶液,

折射角从＜及。已知NaCI溶液的折射率随浓度增加而增大。则与乙相比（）

A.甲的折射率大B.甲的浓度小

C.甲中光速大D.甲的临界角大

【答案】A

【详解】入射角相同，由于4＜饱,根据折射定律可知陶加乙，故甲浓度大；根据，=£,可知光线在

fl

甲中的传播速度较小，由sinC=~!■可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。

n

故选Ao

19.（2023・福建•高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示"液流导光"实验。瓶

内装有适量清水.水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在

同•竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是

()

A.减弱激光强度

B.提升瓶内液面高度

C.改用折射率更小的液体

D.增大激光器与小孔之间的水平距离

【答案】B

【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界

角

1

n=----

sinC

可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。

A.减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；

B.提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大J'激光束

的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确；

C.若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；

D.增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D

错误。

故选Bo

20.（2023・重庆•高考真题）某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察小b两单色光的干涉条纹，发现

在相同的条件下光屏上。光相邻两亮条纹的间距比6光的小。他们又将力光以相同的入射角由水斜

射入空气，发现。光的折射角比力光的大，则（）

A.在空气中传播时，。光的波长比方光的大

R.在水中传播时.，光的速度比b光的大

C.在水中传播时，。光的频率比人光的小

D.由水射向空气时，〃光的全反射临界角比人光的小

【答案】D

【详解】A.根据相邻两条亮条纹的间距计算公式

Ax=—2

d

由此可知

故A错误；

B.根据折射定律

n=-a.人光以相同的入射角由水斜射入空气，。光的折射角比方光的大，则

根据光在介质中的传播速度与折射率的关系

〃=­

V

可得在水中传播时，。光的速度比人光的小，故B错误；

C.在水中传播时，。光的折射率比方光的大，所以。光的频率比人光的大，故C错误；

D.根据临界角与折射率的关系

1

n=------

sinC

可得在水中传播时，。光的折射率比b光的大，。光的全反射临界角比6光的小，故D正确。

故选D。

2L（2023•山东•高考真题）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。

两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为〃（〃＜五）。M、N下端横

截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面

镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。

（1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为0,求。的正弦值；

（2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端

面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。

【答案】⑴（2）

【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设

光在M下端与竖直方向的偏侑为a,此时

■CI

sinC=—=cosa

n

可得

sina=Jl一一7

Vn-

又因为

sin夕

n=•

sina

所以

sin夕=〃sina=-1

（2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示

则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为

b1<b<b,

当距离最近时有

d

-

2

ne--

4

当距离最远时有

d4-2a

tan0=---

b、

根据（1）可知

tan",犷二L

联立可得

d匕2。-n2

d+2a2-ir

b2-2丫〃2-1

所以满足条件的范围为

d_/2d+2a12-〃2

2\n2-l<<-2-]n2-1

22.（2023•湖北•高考真题）如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30。，OP边上的点光源S到顶点

。的距离为力垂直于OP边的光线SN在00边的折射角为45。。不考虑多次反射，O0边上有光射出

部分的长度为（）

1,

A.-dB.d

2与

【答案】c

【详解】设光线在。。界面的入射角为折射角为万.几何关系可知a=30。，则有折射定律

sina

光线射出0。界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中。A1CS

光线在W8两点发生全反射，由全反射定律

sinC=l=^

n2

即48两处全反射的临界角为45。，48之间有光线射出，由几何关系可知

AB=2AC=2CS=OS=d

故选C。

23.（2023•湖南•高考真题）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设

激光光束与水面的夹角为a,如图所示。他发现只有当a大于41。时，岸上救援人员才能收到他发出的激

光光束，下列说法正确的是)

岸上救援人员

水面

潜水爱好者

A.水的折射率为土

B.水的折射率为一!^

sin49°

C.当他以a=60。向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°

D.当他以a=60。向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°

【答案】BC

【详解】AB.他发现只有当a大于41。时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明a=41。时

激光恰好发生全反射，则

sin(90=-41°)=-

A错误、B正确:

CD.当他以a=60。向水面发射激光时，入射角30。，则艰据折射定律有

“sin〃=sin/j

折射角〃大于30。，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60。，C正确、D错误。

故选BC„

24.（2022・重庆•高考真题）如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上

有红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为〃红和〃比。为使从光源照射

到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水面的最大距离为〃红，

（1）求蓝灯到水面的最大距离；

（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？

【答案】（1）&号y・〃红：（2）上方，理由见解析

呕一】

【详解】（1）为使从光源照射到上半球面的光，都能发生折射、关键是光线能够从折射出去，以红光

为例，当折射角最大达到临界角。时，光线垂直水面折射出去，光路图如图所示

假设半球半径为〃，根据全反射定律和几何关系可知

sinCn=—=—

“红JK+&

同理可知蓝光

sinQ=—=/,

"盔版十二

两式联立解得

3后初

冬二/红结合可知

（2）蓝光的折射率也大于红光的折射率%,根据（1）问结果%=>1

唯T

‘％<%

所以蓝灯应该在红灯的上方。

25.（2022,辽宁•高考真题）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国

空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示,

若气泡与水球同心，在过球心。的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（）

A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大

B.此单色光从空气进入水球，频率一定变小

C.若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射

D.若光线2在N处发生全反射、光线1在M处一定发生全反射

【答案】C

【详解】AB.光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB错误：

CD.如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面

折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为/?、气泡半径为八光线经过

水球后的折射角为光线进入气泡的入射角为仇根据几何关系有

sin（乃一。）sine

Rr

则可得出光线2的。大于光线1的仇故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射,

C正确、D错误。

故选C。

26.(2022•广东•高考真题)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体，液体上方是空气，其截面

如图所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动，它所发出的光束始终指向圆心0点。

当光束与竖直方向成45。角时，恰好观察不到从液体表面射句空气的折射光束.已知光在空气中的传播

速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v<

:

耳

液体

激光

器

p

【答案】拉，%

【详解】当入射角达到45。时，恰好到达临界角C,根据

,,1

sine=—

n

可得液体的折射率

〃=上=^—=收

sinCsin450

由于

〃=­

可知激光在液体中的传播速度

c6

V=—=------C

n2

27.(2022•河北•高考真题)如图，一个半径为火的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一

束光在/点射出，出射光线48与球直径SC平行，6>=30\光在真空中的传播速度为c。求:

(i)玻璃的折射率;

(ii)从S发出的光