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2024—2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)全反射專練
一、單選題(本大題共6小題)
1.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分別為1.33、1.55、1.60和1.63
,如果光按下面幾種方式傳播,可能發(fā)生全反射的是()
A.從水晶射入玻璃B.從水射入二硫化碳
C.從玻璃射入水中D.從水射入水晶
2.如圖所示,某透明柱體的橫截面是半徑為A的半圓,圓心為。,46為水平直
徑。現(xiàn)有一單色細(xì)光束從C點(diǎn)垂直/夕界面射入,光束恰好在圓弧界面發(fā)生全反
射,0、。間的距離為走R,光在真空中傳播的速度為c,下列說(shuō)法正確的是(
2
A.該透明柱體的折射率為6
B.光線在柱體內(nèi)共發(fā)生兩次全反射
C.最終出射光線與入射光線平行
D.光在柱體內(nèi)傳播的速度為1萬(wàn)
3.如圖所示為一個(gè)透明均勻玻璃圓柱的橫截面,一束單色光從A點(diǎn)射入,在柱
內(nèi)經(jīng)一次反射后照射到柱面上的3點(diǎn),已知光在A點(diǎn)入射角為60。,42與入射光
4.翡翠文化在我國(guó)源遠(yuǎn)流長(zhǎng),翡翠手鐲一直以來(lái)都備受人們的喜愛(ài)。翡翠的折
射率是鑒定翡翠的重要依據(jù)之一,某位同學(xué)想親自鑒定一下家里的一塊環(huán)形翡翠
手鐲,他將手鐲平放在水平桌面上,過(guò)環(huán)心的橫截面如圖所示(俯視圖),內(nèi)圓
的半徑為人圖中U是過(guò)環(huán)心。的一條直線,該同學(xué)用激光筆發(fā)出一細(xì)光束平
第1頁(yè),共8頁(yè)
行于46射入手鐲,調(diào)整光束與力方的距離d,使光束折射后在內(nèi)環(huán)面上恰好發(fā)生
全反射(不考慮多次折射和反射)。則下列說(shuō)法正確的是()
A.光線由空氣進(jìn)入翡翠手鐲后,傳播速度變大
B.光束與/6的距離d與內(nèi)圓的半徑為r大小相等
C.減小光束與的距離d,光束折射后在內(nèi)環(huán)面上仍能發(fā)生全反射
D.增大光束與4?的距離4光束折射后不經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)面,直接照射到外環(huán)面,
則有可能在外環(huán)面發(fā)生全反射
5.如圖,一橫截面為正三角形的玻璃棱鏡,E點(diǎn)為3c邊中點(diǎn),有一束單色光沿
與邊成30°角方向射到邊的中點(diǎn)。,經(jīng)棱鏡折射后射到E點(diǎn),下列說(shuō)法正
B.棱鏡對(duì)光的折射率為百
C.該單色光束有可能在入射點(diǎn)。處發(fā)生全反射
D.在E點(diǎn)會(huì)發(fā)生全反射
6.如圖所示,EFG/Z為柱狀玻璃枝的橫截面,E8G是以。為圓心的一段圓弧,
〃為圓弧的中點(diǎn),圓弧EHG剛好與£尸邊和尸G邊相切,圓弧的半徑為尺,/-EF
G=90°。一束單色光照射在£尸邊的中點(diǎn)。,入射角為i=45°,進(jìn)入玻璃磚
后,折射光線從圓弧上射出后剛好過(guò)圓弧的圓心。。光在真空中的傳播速度為c
,不考慮光在圓弧上的反射,下列說(shuō)法正確的是()
A.玻璃磚對(duì)光的折射率為年
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B.光在玻璃磚中的傳播速度為嚇c
C.光在玻璃磚中的傳播距離為呼一小
D.光在玻璃磚中傳播的時(shí)間為(5--2人)夫
4c
二、多選題(本大題共2小題)
7.如圖,為半圓柱體玻璃磚的橫截面,如為直徑,一束由a光和6光組成
的復(fù)色光沿/。方向由真空從力面射入玻璃,a光、6光分別從a6兩點(diǎn)射出。
A.在玻璃磚中6光的傳播速度大
B.玻璃對(duì)6光的折射率大
C.在玻璃磚中a光和6光傳播時(shí)間相等
D.用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),6光條紋間距更寬
8.如圖所示,兩束平行單色光a、6斜射到置于空氣中的平行玻璃磚的上表面,
穿過(guò)玻璃后從下表面射出,變?yōu)橐皇鴱?fù)色光。關(guān)于a、右兩種單色光,下列說(shuō)法
正確的是()
A.玻璃對(duì)a、6兩種色光的折射率露
B.a、力兩種色光的頻率力>力
C.a、6兩種色光在玻璃中的傳播速度均</
D.a、力兩種色光在空氣中的波長(zhǎng)々>4
三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共1小題)
9.某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率。如圖所示,半圓形玻璃磚的直
徑邊界為E尸、半圓弧邊界為EC/,C。垂直所并過(guò)圓心。。某次實(shí)驗(yàn)中,他沿
04畫(huà)一條直線,并在。/線上適當(dāng)位置豎直插上兩枚大頭針耳、心;放上玻璃磚
后,在另一側(cè)依次尋找合適位置豎直插上大頭針小、乙,移走玻璃磚和大頭針后
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,過(guò)月、q針孔作出直線03,05可看成沿/。入射的光透過(guò)玻璃磚后的折射光
線。
(1)測(cè)量相應(yīng)的角度后,計(jì)算玻璃磚折射率的表達(dá)式為;
(2)該同學(xué)認(rèn)為,實(shí)驗(yàn)中色可以取接近90。的任意值,請(qǐng)說(shuō)明你的觀點(diǎn)及理由。
四、解答題(本大題共2小題)
10.如圖所示,一玻璃磚的截面由半圓和等邊三角形力方,組成,。點(diǎn)為圓心,半
圓的直徑6c長(zhǎng)為2億半圓上的2點(diǎn)到6c的距離為"R。一束光射到〃點(diǎn),入
2
射角為60°,折射光線與6C垂直。己知光在真空中的傳播速度為c。求:
(1)玻璃磚的折射率〃;
(2)光在玻璃磚中的傳播時(shí)間t=
11.一細(xì)束單色光在三棱鏡N8C的側(cè)面NC上以大角度由D點(diǎn)入射(入射面在棱
鏡的橫截面內(nèi)),入射角為i,經(jīng)折射后射至邊的£點(diǎn),如圖所示.逐漸減小z?萬(wàn)點(diǎn)
1
向B點(diǎn)移動(dòng),當(dāng)sini==時(shí),恰好沒(méi)有光線從N2邊射出棱鏡,且。求棱鏡的折
O
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參考答案
I.【答案】C
【詳解】光只有從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)才可能發(fā)生全反射.
A.光從水晶射入玻璃,是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),不可能發(fā)生全反射,選項(xiàng)A
不合題意;
B.光從水射入二硫化碳,是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),不可能發(fā)生全反射,選項(xiàng)
B不合題意;
C.光從玻璃射入水中,是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),有可能發(fā)生全反射,選項(xiàng)
C符合題意;
D光從水射入水晶,是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),不可能發(fā)生全反射,選項(xiàng)D不
合題意.
2.【答案】C
【詳解】ABC.根據(jù)題意畫(huà)出光路圖如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得全反射臨界角滿足.「豆區(qū)6,可得C=60。,又sinC=,
sinC=———二——n
R2
,可得該透明柱體的折射率為〃='=拽,由光路圖可知光線在柱體內(nèi)共發(fā)
sinC3
生三次全反射,最終出射光線與入射光線平行,AB錯(cuò)誤,C正確;
D.光線在柱體內(nèi)的傳播速度為v=£=叵,D錯(cuò)誤。選C。
n2
3.【答案】A
【詳解】如圖所示,為光線在玻璃圓柱內(nèi)的光路圖
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A,6為折射點(diǎn),C為反射點(diǎn),月夕垂直于入射光線,ZBAO=30°,由對(duì)稱性得:
N0C5C0垂直于,玻璃的折射率〃=sm>=。
sin30°
,選Ao
4.【答案】B
【詳解】A.光線由空氣進(jìn)入翡翠手鐲后,傳播速度變小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.設(shè)外圓半徑為花光線在£點(diǎn)的入射角為a,折射角為£,光線在〃點(diǎn)發(fā)生
丫RsinOL
全反射,臨界角為G則在出中由正弦定理一,在£點(diǎn)〃=—^
sinpsm(?-C)smp
,在〃點(diǎn)時(shí)sinC=L由幾何關(guān)系可知sina=g,聯(lián)立解得r=d,選項(xiàng)B正確;
C.減小光束與16的距離d,光線在E點(diǎn)的入射角減小,折射角也減小,則射到
內(nèi)環(huán)面的入射角減小,則光束折射后在內(nèi)環(huán)面上不能發(fā)生全反射,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.增大光束與的距離d,光束折射后不經(jīng)過(guò)內(nèi)環(huán)面,直接照射到外環(huán)面,此
時(shí)光線在外環(huán)面上的入射角等于射入時(shí)在外環(huán)面的折射角,則光線不可能在外環(huán)
面發(fā)生全反射,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。選B。
5.【答案】B
【詳解】AB.光線在,點(diǎn)的入射角片60。,折射角為尸30°,則棱鏡對(duì)光的折
射率為〃=電幽=百,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;
sin30°
C.該單色光束在入射點(diǎn)。處是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì),不可能發(fā)生全反射,
選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.在E點(diǎn)的入射角為30°,而臨界角sinC=心>工=sin30°,則在£點(diǎn)不會(huì)發(fā)
n32
生全反射,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。選B。
6.【答案】B
【詳解】A.光路如圖所示.設(shè)折射角為廠,則si”=M=等,玻璃磚對(duì)光的
折射率n=—=^,A錯(cuò)誤;
sinr2
B.光在玻璃磚中傳播的速度u=:=,B正確;
715
C.光在玻璃磚中傳播的距離s=*琬,c錯(cuò)誤;
D.光在玻璃磚中傳播的時(shí)間t=:=6Zl二4竺",D錯(cuò)誤。選B。
v4c
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G
7.【答案】BC
【詳解】B.從圖中可以看出,a光和力光的入射角相等,6光的折射角較小,根
據(jù)〃==一^可知玻璃對(duì)8光的折射率大,B正確;
siny
C
A.根據(jù)〃=一可知在玻璃磚中8光的傳播速度小,A錯(cuò)誤;
v
C.光在玻璃中的傳播時(shí)間為
_2Rsin/_27?sinx_2Rsiny_2Rsinysinz_2Rsinz
v£ccsinyc,因?yàn)槿肷浣窍嗟?,所以?/p>
n
玻璃中己光和力光傳播時(shí)間相等,C正確;
D.8光的折射率大,則8光的頻率大,根據(jù)。=幾/可知力光的波長(zhǎng)小,根據(jù)雙縫
干涉條紋間距=可知用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),b光條紋間距更窄,D錯(cuò)
a
誤;選BC。
8.【答案】BC
【詳解】A.兩平行光入射進(jìn)入玻璃,入射角相同,根據(jù)折射定律篦=亞,由于
sinr
》光的折射角較小,則玻璃對(duì)己光的折射率較大,即%>%,A錯(cuò)誤;
C.根據(jù)v=£,由于a光的折射率較大,可知a、6兩種色光在玻璃中的傳播速度
n
C正確;
BD.由于a光的折射率較大,則a光的頻率較大,波長(zhǎng)較小,即力>%,
,B正確,D錯(cuò)誤。選BC?
9.【答案】當(dāng)§翳;該同學(xué)的觀點(diǎn)是不對(duì)的
smZAOC
【詳解】
(1)m折射率為
sin。
n=----
sina
其中,。是入射角,a是折射角,則測(cè)量相應(yīng)的角度后,計(jì)算玻璃磚折射率的表
達(dá)式為
sinZBOD
n=---------
sinZAOC
(2)[2]由于全反射現(xiàn)象,從空氣射入玻璃磚,當(dāng)。6與"重合時(shí),
第7頁(yè),共8頁(yè)
/BOD=90。
sinZBOD1
n=------------->l
sinZAOC
可知
sinZAOC<sinZBOD=90°
實(shí)驗(yàn)中2的取值應(yīng)小于90。。
9R
io.【答案】(1)V3;(2)—
2c
同V3
【詳解】(i)半圓上的〃點(diǎn)到灰的距離為火火,則有T
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