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1.(2025·高考重庆卷)在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b 在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大.关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下:
①c光的频率最大 ②a光的传播速度最小
③b光的折射率最大 ④a光的波长比b光的短
根据老师的假定,以上回答正确的是( )
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
2.
(2025·高考重庆卷)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,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点.若某条从A点发出的与AO成α角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率.
3.(2025·高考新课标全国卷Ⅱ)如图,三棱镜的横截
面为直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出.若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等.
(1)求三棱镜的折射率;
(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出?写出分析过程.(不考虑多次反射)
4.
(2025·杭州模拟)如图所示,一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃,穿过玻璃后从侧面射出,变为a、b两束单色光,则以下说法正确的是 ( )
A.玻璃对a光的折射率较大
B.在玻璃中b光的波长比a光短
C.在玻璃中b光传播速度比a光大
D.减小入射角i,a、b光线有可能消失
5.(2025·安徽六校联考)如图所示,AOB为透明扇形玻璃砖,圆心角∠AOB=60°,OM为∠AOB的角平分线,平行于OM的单色光在空气中由OA边射入玻璃砖,经OA面折射后的光线恰平行于OB.则下列说法中正确的是( )
A.该玻璃的折射率为2
B.经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射
C.该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等
D.该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等
6.
(2025·江西师大附中联考)如图所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,∠A=30°,∠C=90°,三棱镜材料的折射率是n=.一束与BC面成θ=30°角的光线射向BC面.
(1)试通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光线?
(2)作出三棱镜内完整的光路图,指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角.
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1.[解析]选C.由视深与实深的关系式h视=可知b光的折射率最小,故③错误,即B、D两项均错;c光从水下照亮水面的面积比a的大说明c光不容易发生全反射,即c光的折射率比a光的小,其频率也小于a的频率,故①错误,A项错误,综上可知nb<nc<na,vb>vc>va,再由v=及c=λν,可得②④正确.
2.[解析]如图所示
延长入射光线AB交半圆形玻璃砖直边于D,∠OBD=i,∠CBD=α,所以折射角∠OBC=i-α,故n=.
[答案]
3.[解析]
(1)光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点.设光线在P点的入射角为i、折射角为r,在M点的入射角为r′、折射角依题意也为i,有i=60°①
由折射定律有sin i=nsin r②
nsin r′=sin i③
由②③式得r=r′④
OO′为过M点的法线,∠C为直角,OO′∥AC.由几何关系有∠MNC=r′⑤
由反射定律可知∠PNA=∠MNC⑥
联立④⑤⑥式得∠PNA=r⑦
由几何关系得r=30°⑧
联立①②⑧式得n=.⑨
(2)设在N点的入射角为i″,由几何关系得i″=60°⑩
此三棱镜的全反射临界角满足nsin θC=1⑪
由⑨⑩⑪式得i″>θC
此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出.
[答案](1) (2)没有光线透出;分析过程见解析
4.[解析]选BD.由图可知折射率na<nb,则νa<νb,又由n=得,va>vb,综上得λb<λa,故A、C错误,B正确.减小入射角i,由几何关系可知在玻璃内的入射角变大,可能发生全反射.a、b都可能消失,D正确.
5.[解析]选D.依题意作出光路图(图略),由几何知识得:入射角i=60°,折射角r=30°,由折射定律n=得n=,A错误;由sin C=可知,光在此介质中发生全反射的临界角C大于30°,经OA面折射后照射到面这一范围的光线可能发生全反射,经OA面折射后照射到范围的光线不能发生全反射,B错误;光在不同介质中传播的过程中频率不变,D正确;若光在真空中的传播速度为c,则光在玻璃砖中的传播速度为v==c,由v=λf可知,该入射光在空气和玻璃砖中的波长不同,C错误.
6.[解析](1)由折射定律:在BC界面:n=
解得γ=30°
由临界角公式sin C=
得sin C=,所以全反射临界角C<60°,
而光线在AC面上的入射角为60°>C,故光线在AC界面发生全反射,在AC面下方不能观察到折射光线.
(2)光路如图所示,最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为120°.
[答案](1)不能 (2)120°
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