专题78 几何光学中的光的折射和全反射-2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训 专题78 几何光学中的光的折射和全反射 特训目标 特训内容 目标1 三角形边界光学问题（1T—4T） 目标2 圆形边界光学问题（5T—8T） 目标3 多边形边界光学问题（9T—12T） 目标4 立体空间光学问题（13T—16T） 目标5 实际情景中几何光学问题（17T—20T） 【特训典例】 1、 三角形边界光学问题 1．如图所示，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°．一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为（　　） A．1.5 B． C． D．2.0 2．如图所示，把一个横截面QMP为等边三角形玻璃棱镜的一个侧面放在水平桌面上，直线SD与QP共线。在S处放一光源，使其发出的直线光束与SQ夹角为30°，该光束射向棱镜的MQ侧面上的一点。调整光源S的位置，使棱镜另一侧面MP射出的光线射在D点，且恰有。不考虑光线在棱镜中的反射，则（　　） A．玻璃棱镜的折射率为 B．玻璃棱镜的折射率为 C．经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为60° D．经过棱镜的出射光线与入射光线间的夹角为45° 3．如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠B＝90°，∠C＝53°，M点为AB边的中点。复色光k由a、b两种单色光混合而成，k由M点平行于底边BC射入棱镜。仅有a光从AC上的N点射出，在BC下侧P点（图中未画出）检测到b光。取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则（  ） A．该棱镜对b光的折射率为 B．在BC边下方射出的b光的右侧，可检测到a光 C．若k光经M点斜向下入射，则a光可能在界面AC上发生全反射 D．由M点至N点，a光所用的时间小于b光所用的时间 4．如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，∠A＝30°，OB＝L0，一束与OB边成30°角的单色光射向OB边的中点，最后，从AB边射出的光与AB边的夹角为α，光从射入OB边到从AB边射出的时间为t。已知三棱镜对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c，不考虑光在三棱镜内的多次反射，则（　　） A．α=30° B．α=60° C． D． 2、 圆形边界光学问题 5．如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，则球半径R至少为（　　） A． B． C． D． 6．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ=α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则（　　） A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的小 B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C．时，光屏上只有1个光斑 D．时，光屏上只有1个光斑 7．如图所示，一个横截面为半圆的透明光学介质，其横截面半径为R，在该介质上方平行于其底面且与底面距离为R处放置了一块平面镜。一束光从底面A点垂直于底面入射进入介质后在圆弧上B点同时发生反射和折射，已知AB直线与过B点半径夹角为。若把反射光到达圆弧上的点标记为C点（图中未画出），且折射光经平面镜一次反射之后恰好也能到达C点。则下列说法正确的是（取）（　　） A．该介质的折射率为 B．反射光从B点到C点经历的时间是折射光从B点经平面镜反射到C点的倍 C．将入射点A向右移动靠近圆心的过程中，反射光有可能在C点发生全反射 D．将入射点A向右移动靠近圆心的过程中，反射光不可能从底面出射 8．一个水平放置的透明球壳内一半的体积充满了某种均质透明胶体，如图所示。为了研究胶体的折射率，用一激光笔从下半部分的C点射向球心O，在球壳的上半部分D点接收到光线。将激光笔从C点向A移动，移动过程中保持光线始终射向球心O。当光线与界面AB的夹角θ为53°时，恰好观察不到从界面AB射向空气的光束。此时（   ） A．胶体的折射率为1.25 B．胶体的折射率为1.67 C．激光在胶体中的传播速度为 D．θ为53°时激光在胶体中的传播时间为 3、 多边形边界光学问题 9．如图所示是底角为的等腰梯形的棱镜横线面，与底边平行两束单色光a、b（间距可调）从边射入，经边反射从边射出（图中未画出）。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足，下列说法正确的是（    ） A．a、b两束光不可能从边同一位置射出 B．a光从边射出位置一定离底边更近 C．b光从边射入到边射出时间一定更短 D．a，b两束光从边射入到边射出时间