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模型71光在液体中传播

最新高考题

1.（2023高考湖南卷）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（）

A.水的折射率为

B.水的折射率为

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°

【参考答案】BC

【名师解析】根据题述，当α＞41°时，即从水面下的入射角小于49°时，光线才能射出水面，水面全反射临界角为C=49°，由sinC=1/n可得n=1/sin49°，B正确A错误；当他以α=60°向水面发射激光时，入射角i=30°，由折射定律n=sinr/sini可得射出水面的折射角正弦值sinr=1/2sin49°，折射角大于30°，岸上救援人员接收到激光束的方向与水面小于60°，C正确D错误。

2．（2023年6月高考浙江选考科目）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（）

A．B．C．D．

【参考答案】D

【名师解析】灯带发出的光从水面射出的时发生全反射临界角的正弦值

则

灯带上的一个点发出的光的发生全反射的临界角如图所示

根据几何关系可得

则一个点发出的光在水面上能看到的的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，AB错误。在等腰直角三角形发光体中，斜边上的高为0.45m=0.64m，大于斜边上高的两个端点发出的光在上面上内看到的光面宽度2r=0.6m，所以光带射出水面的光面中间有无法射出光线的等腰三角形区域，所以则有光射出的水面形状为图D，C错误D正确。

3.（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。

【参考答案】（1）；（2）

【命题意图】本题平抛运动规律、折射定律。

【解题思路】（1）由平抛运动规律，小球入水前瞬间竖直方向速度vy==，，d=vxt，联立解得：vx=，tanθ==4/3。

（2）因可知，从A点射到水面光线的入射角为α，折射角为，则由折射定律可知

解得

由几何关系可知

解得

4．（2022年6月浙江选考）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是

第

第8题图

A．气泡表面有折射没有全反射

B．光射入气泡衍射形成“亮斑”

C．气泡表面有折射和全反射

D．光射入气泡干涉形成“亮斑”

【参考答案】C

【命题意图】本题考查光的折射和全反射。

【解题思路】气泡看起来很明亮，其主要原因是气泡表面有折射和全反射，C正确。

5（2022·高考广东物理）（6分）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16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O点。当光束与竖直方向成角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。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。

【命题意图】本题考查折射定律、光速。

【解题思路】当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束，说明发生了全反射，由sin45°=1/n，

解得n=

由n=c/v，解得v=c/2.

6..（2022高考辽宁物理）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O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

【参考答案】C

【命题意图】本题考查光的折射、全反射及其相关知识点