新高考物理一輪復(fù)習(xí)跟蹤訓(xùn)練第62講 光的折射 全反射（原卷版）

光的折射全反射（模擬精練+真題演練）1．（2023·河北秦皇島·青龍滿族自治縣第一中學(xué)校聯(lián)考三模）透明半圓柱體的橫截面為圓心為O、半徑為R的半圓，如圖所示。用紅色激光垂直直徑MN方向照射半圓柱體，入射點(diǎn)從O點(diǎn)右移至右側(cè)半徑中點(diǎn)A時(shí)，從上方弧面B點(diǎn)出射的光線恰好消失；入射激光繞A點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)至SKIPIF1<0角（未知）時(shí)，從上方弧面出射的光線恰好與在A點(diǎn)的入射光線平行。已知真空中的光速為c，半圓柱體周圍可視為真空，則（）

A．該半圓柱體的折射率為SKIPIF1<0B．從A點(diǎn)垂直入射的光線在半圓柱體內(nèi)的傳播時(shí)間為SKIPIF1<0C．從A點(diǎn)以SKIPIF1<0角入射時(shí)，上方弧面的出射光線一定過O點(diǎn)正上方的P點(diǎn)D．從A點(diǎn)以SKIPIF1<0角入射時(shí)，在柱體內(nèi)的折射角SKIPIF1<0（未畫出）的正弦值為SKIPIF1<02．（2024·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測）某半徑為r的類地行星表面有一單色點(diǎn)光源P，其發(fā)出的各方向的光經(jīng)過厚度為SKIPIF1<0、折射率為n=2的均勻行星大氣層（圖中陰影部分）射向太空。取包含P和行星中心O的某一截面如圖所示，設(shè)此截面內(nèi)一衛(wèi)星探測器在半徑為2r的軌道上繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星表面對光的反射，則（）

A．大氣外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長為SKIPIF1<0B．衛(wèi)星探測器運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻只能在軌道上某部分觀測到光，這部分軌道弧長為SKIPIF1<0C．若該行星沒有大氣層，則衛(wèi)星探測器運(yùn)行時(shí)，在軌道上能觀測到光軌道弧長與有大氣層時(shí)的光軌道弧長相同D．若探測器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測器接收到光的頻率一定大于光源發(fā)出的頻率3．（2023·廣東珠海·珠海市第一中學(xué)?？既＃┰谡凵渎蕿镾KIPIF1<0的液體內(nèi)部有一點(diǎn)光源S，點(diǎn)光源可以向各個(gè)方向移動(dòng)。某時(shí)刻，在液面上觀察到半徑為R＝0.2m的圓形光斑?，F(xiàn)讓點(diǎn)光源S向某個(gè)方向勻速移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)光斑最右側(cè)邊沿B位置不動(dòng)，最左側(cè)邊沿D向左側(cè)移動(dòng)，經(jīng)過2s，有東西側(cè)邊沿D向左移動(dòng)了SKIPIF1<0，側(cè)面圖如圖所示，則點(diǎn)光源S的移動(dòng)速度方向和大?。ǎ?/p>

A．水平向左 B．水平向右 C．v＝1m/s D．SKIPIF1<0m/s4．（2024·浙江·模擬預(yù)測）如圖甲所示是玻璃半圓柱體的橫截面，一束紅光從真空沿半圓柱體的徑向射入，并與底面上過O點(diǎn)的法線成SKIPIF1<0角。CD為足夠大的光學(xué)傳感器，可以探測反射光的強(qiáng)度。從AB面反射出的光強(qiáng)隨SKIPIF1<0變化情況如圖乙所示，則（）

A．半圓柱體相對該紅光的折射率為SKIPIF1<0B．θ減小到0°時(shí)光將全部從AB界面透射出去C．θ減小時(shí)反射光線和折射光線夾角隨之減小D．改用紫光入射時(shí)CD上反射強(qiáng)度最大值對應(yīng)的SKIPIF1<05．（2022·浙江·舟山中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一半徑為SKIPIF1<0的玻璃半球，SKIPIF1<0點(diǎn)是半球的球心，虛線SKIPIF1<0表示光軸（過球心SKIPIF1<0與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為1.5?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線）。則以下說法錯(cuò)誤的是（

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A．該光在玻璃中的傳播速度是SKIPIF1<0B．該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為SKIPIF1<0C．從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值為SKIPIF1<0D．距光軸SKIPIF1<0的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到SKIPIF1<0點(diǎn)的距離為SKIPIF1<06．（2023·浙江·模擬預(yù)測）半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線，足夠大的光屏PQ與直徑MN垂直并接觸于N點(diǎn)，已知半圈形玻璃磚的半徑R=15cm，折射率SKIPIF1<0。一細(xì)束激光沿半徑方向射向圓心O點(diǎn)，入射光線與OO'夾角θ=30°，光屏PQ上出現(xiàn)兩個(gè)光斑，則這兩個(gè)光斑之間的距離為（

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A．SKIPIF1<0cm B．SKIPIF1<0cm C．SKIPIF1<0cm D．SKIPIF1<0cm7．（2023·安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測）光纖通信有傳輸容量大、傳輸衰減小、抗干擾性及保密性強(qiáng)等多方面的優(yōu)點(diǎn)，我國的光纖通信起步較早，現(xiàn)已成為技術(shù)先進(jìn)的幾個(gè)國家之一，如圖甲是光纖的示意圖，圖乙是光纖簡化示意圖（內(nèi)芯簡化為長直玻璃絲，外套簡化為真空），玻璃絲長為AC=L，折射率為n，AB、CD代表端面，光從AB端面以某一入射角θ進(jìn)入玻璃絲，在玻璃絲內(nèi)部恰好發(fā)生全反射，知光在真空中傳播速度為c，下列選項(xiàng)正確的是（）

A．內(nèi)芯相對于外套是光疏介質(zhì)B．SKIPIF1<0C．光在玻璃絲中傳播的速度為csinθD．光在玻璃絲中從AB端面?zhèn)鞑サ紺D端面所用的時(shí)間為SKIPIF1<08．（2024·山西大同·統(tǒng)考模擬預(yù)測）為觀察光的傳播現(xiàn)象，一同學(xué)用半圓柱形玻璃磚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其橫截面如圖所示，此時(shí)底面SKIPIF1<0與右側(cè)豎直光屏平行。一束白光從玻璃磚左側(cè)垂直于SKIPIF1<0射到圓心SKIPIF1<0上，在光屏上SKIPIF1<0點(diǎn)出現(xiàn)白色亮斑，使玻璃磚底面繞SKIPIF1<0逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)SKIPIF1<0，觀察到屏上的白色亮斑在偏離SKIPIF1<0點(diǎn)的同時(shí)變成下紫、上紅的彩色光斑。隨著SKIPIF1<0角緩慢變大，下列說法正確的是（）

A．折射光斑在豎直屏上向上移動(dòng)B．紅光在玻璃磚中傳播速度最大C．彩色光斑沿光屏向上移動(dòng)，紫光最先消失D．彩色光斑沿光屏向下移動(dòng)，紅光最先消失9．（2023·廣東·廣州市第二中學(xué)校聯(lián)考三模）彩虹的形成是雨后太陽光射入空氣中的水滴先折射，然后在水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時(shí)再次折射形成。如圖所示，一束太陽光從左側(cè)射入球形水滴，a、b是其中的兩條出射光線，一條是紅光，另一條是紫光。關(guān)于a光和b光的說法中，正確的是（

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A．a(chǎn)光是紅光 B．a(chǎn)光的波長更長C．b光更容易發(fā)生衍射 D．在真空中傳播時(shí)，b光的速度更大10．（2023·云南保山·統(tǒng)考三模）到2022年10月12日為止我國宇航員已進(jìn)行了三次太空授課，在天宮課堂上我們看到宇航員們演示物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從中獲取知識。如圖甲所示，某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)后，想研究光在含有氣泡的水球中的傳播情況，于是找到一塊環(huán)形玻璃磚模擬光的傳播，俯視圖如圖乙所示。光線a沿半徑方向射入玻璃磚，光線b與光線a平行，兩束光線之間的距離設(shè)為x，已知玻璃磚內(nèi)圓半徑為R，外圓半徑為2R，折射率為SKIPIF1<0，光在真空中的速度為c，不考慮光的多次反射。下列關(guān)于光線b的說法正確的是（

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A．當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)，光可能經(jīng)過內(nèi)圓B．當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線的夾角為30°C．當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)，光線在玻璃磚中的傳播時(shí)間為SKIPIF1<0D．此狀態(tài)下的太空水球處于完全失重狀態(tài)，不受重力11．（2023·江蘇揚(yáng)州·統(tǒng)考三模）如圖1所示，固定在容器中的油量計(jì)由許多透明等厚、長度不等的薄塑料片疊合而成。每個(gè)薄片的形狀如圖2所示，其底部為等腰直角三角形。光豎直向下射入油量計(jì)，塑料片下端浸入油中時(shí)，大部分光經(jīng)折射進(jìn)入油中，少部分反射回觀察窗口：塑料片未浸入油中時(shí)，光在塑料片底部發(fā)生全反射而返回油量計(jì)上端，可以通過觀察窗上的亮暗分布來判斷油量的多少。已知塑料片的折射率為n1，油的折射率為SKIPIF1<0，則（）

A．SKIPIF1<0一定小于n2B．n1一定大于1.4C．隨著油量的減少，觀察窗左邊最先開始亮D．觀察窗亮的部分越長，說明剩余油量越多12．（2023·湖南長沙·長郡中學(xué)校考模擬預(yù)測）冰雕展上有一塊邊長為1m的立方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面中心連線為SKIPIF1<0，在SKIPIF1<0處安裝了一盞可視為點(diǎn)光源的燈，已知冰塊的折射率為1.3，下列說法不正確的是（）

A．光在冰塊中發(fā)生全反射的臨界角為C，可知SKIPIF1<0B．由燈直接發(fā)出的光照到冰塊四個(gè)側(cè)面時(shí)全部能從側(cè)面射出C．由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時(shí)全部能從上表面射出D．從冰塊正上方沿SKIPIF1<0方向觀察，點(diǎn)光源的視深是SKIPIF1<0m13．（2023·湖南衡陽·?？既＃┑妊忡RSKIPIF1<0的頂角為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0邊的邊長為L，光線SKIPIF1<0射到SKIPIF1<0邊的中點(diǎn)O，當(dāng)入射角SKIPIF1<0時(shí)，光最后垂直SKIPIF1<0邊射出，已知光在真空中的傳播速度為c，不考慮光的多次反射，則（）

A．三棱鏡的折射率為SKIPIF1<0B．光在三棱鏡中的傳播時(shí)間為SKIPIF1<0C．換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到O點(diǎn)，則光在棱鏡中的傳播時(shí)間一定變長D．換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到O點(diǎn)，則光在棱鏡中的傳播時(shí)間可能不變14．（2023·廣東湛江·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一透明體的橫截面為四分之一圓弧AB，O點(diǎn)為圓心，半徑為R，C點(diǎn)在圓弧AB上且C點(diǎn)到AO的距離為SKIPIF1<0。一光線平行AO方向從C點(diǎn)射入透明體后，通過OB上的D點(diǎn)，SKIPIF1<0光在真空中的傳播速度大小為c。下列說法正確的是（）

A．透明體對該光線的折射率為SKIPIF1<0B．透明體對該光線的折射率為SKIPIF1<0C．該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為SKIPIF1<0D．該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為SKIPIF1<015．（2022·浙江紹興·統(tǒng)考一模）由于新冠肺炎的流行，餐廳桌面中間常會放置一塊亞克力板，以防止用餐時(shí)飛沫的傳播。如圖所示，厚度為SKIPIF1<0的透明平板垂直安裝在貼有方格紙圖案的桌面上，且板面與水平格線平行，某同學(xué)貼近桌面且垂直板面正視，觀察發(fā)現(xiàn)板后水平格線的位置都向前平移。已知平板的折射率為SKIPIF1<0，則下列說法正確的是（）

A．板后水平格線平移距離不隨其離板面的遠(yuǎn)近而改變B．板后水平格線平移距離不隨平板厚度的改變而改變C．板后水平格線平移距離約為SKIPIF1<0D．板后水平格線平移距離約為SKIPIF1<016．（2024·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過接收器Q接收到光的強(qiáng)度變化而觸發(fā)工作的。當(dāng)光從玻璃內(nèi)側(cè)P點(diǎn)以入射角a=37°射向外側(cè)M點(diǎn)時(shí)，其折射光線與反射光線恰好垂直；而當(dāng)光從P點(diǎn)射向外側(cè)的N點(diǎn)時(shí)，在N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射后被Q接收。已知光在真空中的傳播速度為c，PQ的距離為L，sin37°=0.6。求：（1）玻璃的折射率；（2）光由P點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)發(fā)生全反射到達(dá)接收器Q的時(shí)間。

17．（2023·四川綿陽·統(tǒng)考模擬預(yù)測）近年來，對具有負(fù)折射率人工材料的光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用的研究備受關(guān)注，該材料折射率為負(fù)值（SKIPIF1<0）。如圖甲所示，光從真空射入負(fù)折射率材料時(shí)，入射角和折射角的大小關(guān)系仍然遵從折射定律，但折射角取負(fù)值，即折射線和入射線位于界面法線同側(cè)。如圖乙所示，在真空中對稱放置兩個(gè)完全相同的負(fù)折射率材料制作的直角三棱鏡A、B，頂角為，A、B兩棱鏡斜面相互平行放置，兩斜面間的距離為d。一束包含有兩種頻率光的激光，從A棱鏡上的P點(diǎn)垂直入射，它們在棱鏡中的折射率分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，在B棱鏡下方有一平行于下表面的光屏，P點(diǎn)為P點(diǎn)在光屏上的投影。（1）為使兩種頻率的光都能從棱鏡A斜面射出，求SKIPIF1<0的取值范圍；（2）若30，求兩種頻率的光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點(diǎn)距P點(diǎn)的距離分別多大？

18．（2023·海南·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，SKIPIF1<0為左邊有一缺口的正方體玻璃的截面圖，S為SKIPIF1<0連線的中點(diǎn)，SKIPIF1<0點(diǎn)為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0連線的交點(diǎn)。從S點(diǎn)垂直SKIPIF1<0發(fā)出一條光線，在SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0三個(gè)界面恰好都發(fā)生全反射，然