2025届高考物理二轮专题复习与测试模块六机械振动和机械波光学热学和近代物理专题十六光学部分.docVIP

专题十六光学部分

[专题复习定位]

1．能够进行光的折射和全反射现象的相关计算。2.理解光的波粒二象性。

3．几何光学和物理光学综合问题的理解和分析。

命题点1光的折射

1．(多选)(2023·湖南卷，T7)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α，如图所示。他发现只有当α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(BC)

A．水的折射率为eq\f(1,sin41°)

B．水的折射率为eq\f(1,sin49°)

C．当他以α＝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α＝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°

解析：潜水爱好者发现只有当α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α＝41°时激光恰好发生全反射，则sin(90°－41°)＝eq\f(1,n)，n＝eq\f(1,sin49°)，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面发射激光时，入射角i1＝30°，则根据折射定律有nsini1＝sini2，折射角i2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。

命题点2光的全反射

2．(2024·广东卷，T6)如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射，反射光射向PQ面。若θ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(B)

A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点

B．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

C．θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射

D．θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大

解析：在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律n＝eq\f(sinθ,sinα)，可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误；根据全反射发生的条件sinC＝eq\f(1,n)可知，红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NP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；在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论θ多大，都不可能发生全反射，故C错误；根据折射定律n＝eq\f(sinθ,sinα)可知θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。

3．(2024·江苏卷，T6)现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β1β2)，已知折射率随浓度增大而变大，则(A)

A．甲折射率大

B．甲浓度小

C．甲中光线的传播速度大

D．甲临界角大

解析：入射角相同，由于β1＜β2，根据折射定律可知n甲＞n乙，故甲浓度大；根据v＝eq\f(c,n)，可知光线在甲中的传播速度较小，由sinC＝eq\f(1,n)可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。

4.(2023·湖北卷，T6)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O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为(C)

A．eq\f(1,2)d B．eq\f(\r(2),2)d

C．d D．eq\r(2)d

解析：

设光线在OQ界面的入射角为α，折射角为β，由几何关系可知α＝30°，则有折射定律n＝eq\f(sinβ,sinα)＝eq\r(2)，光线射出OQ边的临界点为恰好发生全反射的点，光路图如图所示，其中OB⊥CS，光线在A、B两点发生全反射，由全反射定律得sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(2),2)，即A、B两处全反射的临界角为45°，A、B之间有光线射出，由几何关系可知，AB＝2AC＝2CS＝OS＝d。

5.(2024·山东卷，T15)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG＝30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直于EG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sinθ；

(2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围。

解析：(1)由题意设光在三棱镜中的折射角为α，则根