专题106光的折射（原卷版）-2023高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十八章光学

专题 106 光的折射

第一部分知识点精讲

一、光的折射定律　折射率

1．折射定律

(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，

折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正

弦成正比。

(2)表达式：＝n。

(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。

【特别提醒】无论折射现象还是反射现象，光路都是可逆的。

2．折射率

(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。

(2)定义式：n＝。

【特别提醒】对于公式 n＝：(1)当光从真空(或空气)射入某种介质时，θ1应是指入射角；

(2)当光由介质射入真空(或空气)时，θ1应是指折射角。

(3)计算公式：n＝，因为 v<c，所以任何介质的折射率都大于

1 。

(4)折射率的理解

① 折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。折射率大小不仅反映了介质对

光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，v＝。

② 折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。

③ 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大

的色光折射率越大，传播速度越小。

二、光的色散

1．光的色散现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。

2．成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后

的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散

现象。

【特别提醒】同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。

三．应用光的折射定律解题的一般思路

(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。

(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物

理量：折射角、折射率等。

(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。

第二部分最新高考题精选

1. （2022 高考湖北物理）如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水

面上方的 A位置，海豚的眼睛在 B位置，A位置和 B位置的水平距离为 d，A位置离水面的

高度为 d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在 B位置的正上方，入水前瞬间速度方

向与水面夹角为 θ。小球在 A位置发出的一束光线经水面折射后到达 B位置，折射光线与

水平方向的夹角也为 θ。

已知水的折射率，求:

（1）tanθ的值；

（2）B位置到水面的距离 H。

2. （2022 高考河北）如图，一个半径为 R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 A点射出，出射光线 AB 与球直径 SC 平行，θ = 30°。光在真空中的传播速

度为 c。求：

（i）玻璃的折射率；

（ii）从 S发出的光线经多次全反射回到 S点的最短时间。

3。　(2020·全国卷Ⅲ)如图，一折射率为的材料制作的三棱镜，

其横截面为直角三角形 ABC，∠A＝90°，∠B＝30°。一束平行光

平行于 BC 边从 AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，

求AC 边与 BC 边上有光出射区域的长度的比值。

第三部分最新模拟题精选

1. （2022 山东四县区质检）如图所示，一个折射率为的扇形透明体，

∠AOB=90°，OC 为其角平分线，一足够宽的平行紫光束平行于 OC 从OA 面和 OB 面射入

透明体，紫光在真空中波长为，已知真空中光速为 c，不考虑 AB 面反射光的影响，则下

列判断正确的是（　　）

A. 在弧AB 上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为 1:3

B. 在弧AB 上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比为 1:2

C. 换成折射率大一些的扇形透明体，在弧AB 上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长

之比变小

D. 将紫光换成红光，在弧AB 上没有光线射出的弧长与有光线射出的弧长之比变小

2. （2022 山东临沂二模）一种“光开关”如图虚框区域所示，其主要部件由两个相距非常

近的截面为半圆形的圆柱棱镜构成，两半圆柱棱镜可以绕圆心O点旋转。单色光 a从左侧

沿半径射向半圆柱棱镜的圆心O，若光线能从右侧射出，则为“开”，否则为“关”，已

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