2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第62講光的折射全反射(練習(xí))(學(xué)生版+解析)

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B．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C．從A點(diǎn)以角入射時(shí)，上方弧面的出射光線一定過(guò)O點(diǎn)正上方的P點(diǎn)D．從A點(diǎn)以角入射時(shí)，在柱體內(nèi)的折射角（未畫出）的正弦值為2．（2024·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）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(guò)厚度為、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(cè)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(duì)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(zhǎng)為B．衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻只能在軌道上某部分觀測(cè)到光，這部分軌道弧長(zhǎng)為C．若該行星沒(méi)有大氣層，則衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，在軌道上能觀測(cè)到光軌道弧長(zhǎng)與有大氣層時(shí)的光軌道弧長(zhǎng)相同D．若探測(cè)器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測(cè)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＃┰谡凵渎蕿榈囊后w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(guò)2s，有東西側(cè)邊沿D向左移動(dòng)了，側(cè)面圖如圖所示，則點(diǎn)光源S的移動(dòng)速度方向和大小（）

A．水平向左 B．水平向右 C．v＝1m/s D．m/s4．（2024·浙江·模擬預(yù)測(cè)）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(guò)O點(diǎn)的法線成角。CD為足夠大的光學(xué)傳感器，可以探測(cè)反射光的強(qiáng)度。從AB面反射出的光強(qiáng)隨變化情況如圖乙所示，則（）

A．半圓柱體相對(duì)該紅光的折射率為B．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(duì)應(yīng)的5．（2022·浙江·舟山中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一半徑為的玻璃半球，點(diǎn)是半球的球心，虛線表示光軸（過(guò)球心與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為1.5。現(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(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）

A．該光在玻璃中的傳播速度是B．該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為C．從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值為D．距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到點(diǎn)的距離為6．（2023·浙江·模擬預(yù)測(cè)）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。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（

）

A．cm B．cm C．cm D．cm7．（2023·安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）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(guó)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(guó)家之一，如圖甲是光纖的示意圖，圖乙是光纖簡(jiǎn)化示意圖（內(nèi)芯簡(jiǎn)化為長(zhǎng)直玻璃絲，外套簡(jiǎn)化為真空），玻璃絲長(zhǎng)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(duì)于外套是光疏介質(zhì)B．C．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8．（2024·山西大同·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）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)底面與右側(cè)豎直光屏平行。一束白光從玻璃磚左側(cè)垂直于射到圓心上，在光屏上點(diǎn)出現(xiàn)白色亮斑，使玻璃磚底面繞逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到屏上的白色亮斑在偏離點(diǎn)的同時(shí)變成下紫、上紅的彩色光斑。隨著角緩慢變大，下列說(shuō)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(yáng)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(yáng)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(shuō)法中，正確的是（

）

A．a(chǎn)光是紅光 B．a(chǎn)光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)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(guó)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(shí)。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，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(shuō)法正確的是（

）

A．當(dāng)時(shí)，光可能經(jīng)過(guò)內(nèi)圓B．當(dāng)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)時(shí)，光線在玻璃磚中的傳播時(shí)間為D．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(zhǎng)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(guò)觀察窗上的亮暗分布來(lái)判斷油量的多少。已知塑料片的折射率為n1，油的折射率為，則（）

A．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(zhǎng)，說(shuō)明剩余油量越多12．（2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)郡中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）冰雕展上有一塊邊長(zhǎng)為1m的立方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面中心連線為，在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(shuō)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B．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．從冰塊正上方沿方向觀察，點(diǎn)光源的視深是m13．（2023·湖南衡陽(yáng)·?？既＃┑妊忡R的頂角為，邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，光線射到邊的中點(diǎn)O，當(dāng)入射角時(shí)，光最后垂直邊射出，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B．光在三棱鏡中的傳播時(shí)間為C．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(zhǎng)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(cè)）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。一光線平行AO方向從C點(diǎn)射入透明體后，通過(guò)OB上的D點(diǎn)，光在真空中的傳播速度大小為c。下列說(shuō)法正確的是（）

A．透明體對(duì)該光線的折射率為B．透明體對(duì)該光線的折射率為C．該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為D．該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為15．（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(huì)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，則下列說(shuō)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D．板后水平格線平移距離約為16．（2024·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過(guò)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(zhǎng)，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(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）近年來(lái)，對(duì)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（）。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(duì)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?cè)诶忡R中的折射率分別為，，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，求的取值范圍；（2）若30，求兩種頻率的光通過(guò)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(cè)）如圖所示，為左邊有一缺口的正方體玻璃的截面圖，S為連線的中點(diǎn)，點(diǎn)為、連線的交點(diǎn)。從S點(diǎn)垂直發(fā)出一條光線，在、、三個(gè)界面恰好都發(fā)生全反射，然后垂直界面射出，又回到了S點(diǎn)。已知正方體的邊長(zhǎng)為，光在空氣中的傳播速度為，不考慮光在及兩個(gè)面的反射。求：（1）該玻璃的折射率；（2）從S點(diǎn)發(fā)出的光回到S點(diǎn)的過(guò)程中，光的傳播時(shí)間。

19．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽(yáng)光斜射向地面的過(guò)程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（

）A．

B．

C．

D．

20．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)化如圖所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為，折射率為n（）。M、N下端橫截面平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離有關(guān)。（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為，求的正弦值；（2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線）。

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B．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C．從A點(diǎn)以角入射時(shí)，上方弧面的出射光線一定過(guò)O點(diǎn)正上方的P點(diǎn)D．從A點(diǎn)以角入射時(shí)，在柱體內(nèi)的折射角（未畫出）的正弦值為【答案】C【詳解】A．光線從弧面上方恰好消失，則恰好為全反射的臨界角C，由幾何關(guān)系易知可得折射率，A錯(cuò)誤；B．從A點(diǎn)垂直入射時(shí)，在B點(diǎn)恰好全反射,根據(jù)幾何關(guān)系，剛好到達(dá)直徑左端點(diǎn)M，光線在半圓柱體內(nèi)傳播的路程傳播速度傳播時(shí)間，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)從弧面上方出射的光線與在A點(diǎn)的入射光線平行，由光路可逆易知，兩光線與法線的夾角相等均為，法線也平行，故出射點(diǎn)只能在圓心O點(diǎn)正上方的P點(diǎn)，C正確；

D．由C選項(xiàng)分析可得，D錯(cuò)誤。故選C。2．（2024·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）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(guò)厚度為、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(cè)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(duì)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(zhǎng)為B．衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻只能在軌道上某部分觀測(cè)到光，這部分軌道弧長(zhǎng)為C．若該行星沒(méi)有大氣層，則衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，在軌道上能觀測(cè)到光軌道弧長(zhǎng)與有大氣層時(shí)的光軌道弧長(zhǎng)相同D．若探測(cè)器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測(cè)器接收到光的頻率一定大于光源發(fā)出的頻率【答案】C【詳解】A．根據(jù)全反射臨界角與折射率的關(guān)系有解得點(diǎn)光源發(fā)出的光在圓弧面時(shí)恰好發(fā)生全反射時(shí)，作出示意圖如圖所示

由幾何關(guān)系有，解得，則大氣外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長(zhǎng)為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述，結(jié)合幾何關(guān)系有則衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，任意時(shí)刻只能在軌道上某部分觀測(cè)到光，這部分軌道弧長(zhǎng)為故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)上述可知，有大氣層時(shí)，，在軌道上能觀測(cè)到光軌道弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為若該行星沒(méi)有大氣層，過(guò)P點(diǎn)做切線，與衛(wèi)星軌道相交，由于即有則衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，在軌道上能觀測(cè)到光軌道弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為可知若該行星沒(méi)有大氣層，則衛(wèi)星探測(cè)器運(yùn)行時(shí)，在軌道上能觀測(cè)到光軌道弧長(zhǎng)與有大氣層時(shí)的光軌道弧長(zhǎng)相同，故C正確；D．若探測(cè)器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測(cè)器接收到光的頻率不一定大于光源發(fā)出的頻率，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)探測(cè)器與點(diǎn)光源P相對(duì)靠近時(shí)，探測(cè)器接收到光的頻率大于光源發(fā)出的頻率，當(dāng)探測(cè)器與點(diǎn)光源P相對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)，探測(cè)器接收到光的頻率小于光源發(fā)出的頻率，故D錯(cuò)誤。故選C。3．（2023·廣東珠?！ぶ楹Ｊ械谝恢袑W(xué)校考三模）在折射率為的液體內(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(guò)2s，有東西側(cè)邊沿D向左移動(dòng)了，側(cè)面圖如圖所示，則點(diǎn)光源S的移動(dòng)速度方向和大小（）

A．水平向左 B．水平向右 C．v＝1m/s D．m/s【答案】C【詳解】設(shè)全反射臨界角為C，則滿足根據(jù)幾何關(guān)系可知若保持B位置不動(dòng)，最左側(cè)邊沿D向左運(yùn)動(dòng)，則光源S應(yīng)沿著光路斜向下運(yùn)動(dòng)，光板移動(dòng)距離光源移動(dòng)的速度為解得v＝1m/s故選C。4．（2024·浙江·模擬預(yù)測(cè)）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(guò)O點(diǎn)的法線成角。CD為足夠大的光學(xué)傳感器，可以探測(cè)反射光的強(qiáng)度。從AB面反射出的光強(qiáng)隨變化情況如圖乙所示，則（）

A．半圓柱體相對(duì)該紅光的折射率為B．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(duì)應(yīng)的【答案】A【詳解】A．根據(jù)題意，由圖乙可知，紅光在半圓柱體內(nèi)的臨界角為，則有解得故A正確；B．由圖乙可知，若減小入射角到時(shí)，反射強(qiáng)度不為零，即光線不是全部從界面透射出去，故B錯(cuò)誤；C．若減小入射角，由反射定律和折射定律可知，反射角減小，折射角也減小，則反射光線和折射光線之間的夾角將變大，故C錯(cuò)誤；D．若改用紫光照射，因紅光的折射率小于紫光的折射率，根據(jù)可知，臨界角變小，則改用紫光入射時(shí)CD上反射強(qiáng)度最大值對(duì)應(yīng)的，故D錯(cuò)誤。故選A。5．（2022·浙江·舟山中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一半徑為的玻璃半球，點(diǎn)是半球的球心，虛線表示光軸（過(guò)球心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(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）

A．該光在玻璃中的傳播速度是B．該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為C．從球面射出的光線對(duì)應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值為D．距光軸的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到點(diǎn)的距離為【答案】D【詳解】A．該光在玻璃中的傳播速度是選項(xiàng)A正確，不符合題意；B．該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為選項(xiàng)B正確，不符合題意；C．當(dāng)光線在球面發(fā)生全反射，即入射角為臨界角C時(shí)，入射光線到光軸距離最大，由解得選項(xiàng)C正確，不符合題意；D．由折射定律可得

由三角函數(shù)定義由正弦定理聯(lián)立解得選項(xiàng)D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。6．（2023·浙江·模擬預(yù)測(cè)）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。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（

）

A．cm B．cm C．cm D．cm【答案】B【詳解】畫出光路圖如圖所示

設(shè)折射角為γ，根據(jù)折射定律則得解得γ=60°根據(jù)幾何關(guān)系，兩個(gè)光斑之間的距離為故選B。7．（2023·安徽·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）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(guó)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(guó)家之一，如圖甲是光纖的示意圖，圖乙是光纖簡(jiǎn)化示意圖（內(nèi)芯簡(jiǎn)化為長(zhǎng)直玻璃絲，外套簡(jiǎn)化為真空），玻璃絲長(zhǎng)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(duì)于外套是光疏介質(zhì)B．C．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【答案】D【詳解】A．內(nèi)芯相對(duì)于外套是光密介質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．由題目描述，不是臨界角，故B錯(cuò)誤；C．如圖

臨界角為，設(shè)光在玻璃絲中傳播速度為，則解得故C錯(cuò)誤；D．由題描述可知，光進(jìn)入玻璃絲內(nèi)部后，在點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，光在玻璃絲中傳播的路程為傳播的時(shí)間為解得故D正確。故選D。8．（2024·山西大同·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）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)底面與右側(cè)豎直光屏平行。一束白光從玻璃磚左側(cè)垂直于射到圓心上，在光屏上點(diǎn)出現(xiàn)白色亮斑，使玻璃磚底面繞逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到屏上的白色亮斑在偏離點(diǎn)的同時(shí)變成下紫、上紅的彩色光斑。隨著角緩慢變大，下列說(shuō)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【答案】B【詳解】ACD．根據(jù)光的折射定律及幾何知識(shí)可知，在玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，光在點(diǎn)處的折射角一定大于入射角，玻璃磚繞點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，法線也逆時(shí)針同步旋轉(zhuǎn)，逐漸增大，入射角增大，則折射角也隨之增大；由于法線逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以折射光斑在豎直屏上向下移動(dòng)，由臨界角公式可知，紫光折射率最大，臨界角最小，玻璃磚旋轉(zhuǎn)過(guò)程中豎直屏上最先消失的一定是紫光，ACD錯(cuò)誤；B．又根據(jù)光在玻璃中的傳播的速度紅光頻率最小，折射率最小，紅光在玻璃磚中傳播速度最大，B正確。故選B。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(yáng)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(yáng)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(shuō)法中，正確的是（

）

A．a(chǎn)光是紅光 B．a(chǎn)光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)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【答案】C【詳解】A．a(chǎn)、b兩條出射光線均在水滴表面發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根據(jù)折射定律，可知折射率大則光的頻率高，因此a光是紫光，b光是紅光，故A錯(cuò)誤；B．由于光的頻率越大，波長(zhǎng)越短，因此故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)光的衍射現(xiàn)象，遇到相同的障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光越容易發(fā)生明顯衍射，因此b光更容易發(fā)生明顯衍射，故C正確；D．在真空中傳播時(shí)，a、b光的速度一樣大，故D錯(cuò)誤。故選C。10．（2023·云南保山·統(tǒng)考三模）到2022年10月12日為止我國(guó)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(shí)。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，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(shuō)法正確的是（

）

A．當(dāng)時(shí)，光可能經(jīng)過(guò)內(nèi)圓B．當(dāng)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)時(shí)，光線在玻璃磚中的傳播時(shí)間為D．此狀態(tài)下的太空水球處于完全失重狀態(tài)，不受重力【答案】B【詳解】A．如圖所示，當(dāng)折射光線恰好和內(nèi)圓相切時(shí)，光恰好不會(huì)通過(guò)內(nèi)圓，根據(jù)幾何關(guān)系得，根據(jù)折射率公式解得因此當(dāng)時(shí)光不會(huì)經(jīng)過(guò)內(nèi)圓，故A錯(cuò)誤；B．由A項(xiàng)分析解得，由幾何分析可知，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線的夾角為，故B正確；C．光線在玻璃磚中通過(guò)的路程為，則傳播時(shí)間故C錯(cuò)誤；D．此狀態(tài)下的太空水球處于完全失重狀態(tài)，受重力即萬(wàn)有引力，故D錯(cuò)誤。故選B。

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(zhǎng)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(guò)觀察窗上的亮暗分布來(lái)判斷油量的多少。已知塑料片的折射率為n1，油的折射率為，則（）

A．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(zhǎng)，說(shuō)明剩余油量越多【答案】B【詳解】A．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，則一定大于n2，故A錯(cuò)誤；B．如圖所示

光由上面射入塑料板中，在直角部分發(fā)生全反射時(shí)上面看起來(lái)才會(huì)明亮，光在從透明塑料射向空氣，此時(shí)發(fā)生全反射的條件的折射率應(yīng)滿足故B正確；C．隨著油量的減少，塑料露出油面，光線在塑料盒空氣的界面處發(fā)全反射，返回油量計(jì)的上面并射出，故看起來(lái)是明亮的，因?yàn)橛疫吽芰献疃蹋芍S著油量的減小，觀察窗右邊最開始亮起，故C錯(cuò)誤；D．觀察窗亮的部分越長(zhǎng)，說(shuō)明油面越低，剩余油量越少，故D錯(cuò)誤。故選B。12．（2023·湖南長(zhǎng)沙·長(zhǎng)郡中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）冰雕展上有一塊邊長(zhǎng)為1m的立方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面中心連線為，在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(shuō)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B．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．從冰塊正上方沿方向觀察，點(diǎn)光源的視深是m【答案】B【詳解】A．由臨界角與折射率的關(guān)系可知，A正確，不符合題意；C．如圖所示

在直角三角形中，由幾何關(guān)系有，則有所以由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時(shí)全部能從上表面射出，C正確，不符合題意；B．根據(jù)上述有可知由燈直接發(fā)出照到冰塊四個(gè)側(cè)面上的光不能全部都從側(cè)面射出，B錯(cuò)誤，符合題意；D．實(shí)際深度是H=1m設(shè)視深為h，作出光路圖如圖所示

根據(jù)折射率定義式有結(jié)合幾何關(guān)系有由于與很小，則有，解得，D正確，不符合題意。故選B。13．（2023·湖南衡陽(yáng)·?？既＃┑妊忡R的頂角為，邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，光線射到邊的中點(diǎn)O，當(dāng)入射角時(shí)，光最后垂直邊射出，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B．光在三棱鏡中的傳播時(shí)間為C．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(zhǎng)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【答案】BC【詳解】AB．作出光路圖如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系有折射角根據(jù)解得光在棱鏡鏡中的傳播距離為傳播速度而解得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由于頻率越大，折射率越大，若換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到O點(diǎn)，則可知折射角將減小，根據(jù)幾何關(guān)系可知光的傳播距離變大，而根據(jù)可知，同時(shí)傳播速度變小，因此可知光在棱鏡中的傳播時(shí)間一定變長(zhǎng)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。14．（2023·廣東湛江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）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。一光線平行AO方向從C點(diǎn)射入透明體后，通過(guò)OB上的D點(diǎn)，光在真空中的傳播速度大小為c。下列說(shuō)法正確的是（）

A．透明體對(duì)該光線的折射率為B．透明體對(duì)該光線的折射率為C．該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為D．該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為【答案】AD【詳解】AB．設(shè)該光線在C點(diǎn)發(fā)生折射時(shí)的入射角與折射角分別為和，根據(jù)幾何關(guān)系可得解得由于，可知為等腰三角形，則有則透明體對(duì)該光線的折射率為故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)幾何關(guān)系可知，C，D兩點(diǎn)間的距離為該光線在透明體中傳播的速度大小為該光線從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。15．（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(huì)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，則下列說(shuō)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D．板后水平格線平移距離約為【答案】AC【詳解】由題意可得，光線經(jīng)亞克力板后的光路圖，如圖所示，由折射定律可得

可得由幾何知識(shí)可得則有聯(lián)立可得則有由于某同學(xué)貼近桌面且垂直板面正視，因此i很小，則有cosi≈1，sini≈0，上式變?yōu)橛纱丝芍?，板后水平格線平移距離?x不隨其離板面的遠(yuǎn)近而改變，且隨平板厚度d的改變而改變，因此AC正確，BD錯(cuò)誤。故選AC。16．（2024·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過(guò)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(zhǎng)，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。

【答案】（1）；（2）【詳解】（1）光線在M點(diǎn)發(fā)生折射，光路如下圖所示

由幾何關(guān)系得β=53°由折射定律得代入數(shù)值可得（2）在N點(diǎn)全反射，則有，PNQ的光程為光在介質(zhì)中的傳播速度為速度得解得17．（2023·四川綿陽(yáng)·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）近年來(lái)，對(duì)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（）。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(duì)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