微练(三十五)　光的折射 全反射-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（老高考）

微练(三十五)　光的折射　全反射 A组·基础巩固题 1.某种介质对空气的折射率是,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质) (　　) 解析　由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sin C==,得C=45°<θ1=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,只有反射光线,没有折射光线,故D项正确。 答案　D 2.玻璃中有一个球形气泡,一束平行光射入气泡,下列光路图中正确的是 (　　) 解析　由光的折射定律知,光从玻璃进入空气时折射角大于入射角,从空气进入玻璃时折射角小于入射角,所以B项正确。 答案　B 3.如图所示,均匀透明材料制作的半圆柱,其横截面为ABC,圆心为O,半径为R,半圆弧上有一点为P,OP与AC间的夹角为45°,位于A点的点光源发出一细光束射向圆弧上某点,恰好发生全反射且反射光线垂直于OP,已知光在真空中的速度为c,材料的折射率为n,光在材料中传播的时间为t,以下说法正确的是 (　　) A.n=,t= B.n=,t= C.n=,t= D.n=,t= 解析　光路图如图所示,光束射向圆弧上某点时,恰好发生全反射且反射光线垂直于OP,设全反射的临界角为C,由几何关系知∠AOP=360°-3C-90°=135°,得C=45°,由sin C=,得n=,光在材料中的速度v==c,光在材料中的传播时间t==,A、B、C三项错误,D项正确。 答案　D 4.如图所示为玻璃砖横截面,上表面为半圆,ABCD为正方形,一束平行光线垂直于CD边射入玻璃砖,在半圆面AB上恰好有三分之一面积可看到透光。则玻璃砖的折射率为 (　　) A.2 B. C.3 D. 解析　由题意可知,光线进入玻璃砖后,从圆弧面AB射出时有部分光线发生全反射,因在AB面上恰好有三分之一面积透光,如图所示,可知恰好发生全反射时入射光对应的入射角为30°,则n==2,A项正确。 答案　A 5.(多选)如图所示为半圆形透明介质的横截面,其半径为R,一束光从半圆形透明介质的左边缘以入射角60°射入透明介质,光束在半圆形透明介质的弧形面发生两次反射后刚好从半圆形透明介质的另一边缘射出,已知光在真空中传播的速度为c,则 (　　) A.透明介质的折射率为 B.透明介质的折射率为 C.透明介质全反射临界角的正弦值为 D.光线在透明介质中传播时间为 解析　由几何关系知,光束的折射角r=30°,由n=知介质的折射率n=,故A项错误,B项正确;由sin C=知,发生全反射临界角的正弦值为sin C==,故C项正确;光线在介质中传播路程s=3R,传播时间t=,又v=知t=,故D项错误。 答案　BC 6.如图,空气中有一束复色光从O点入射到半圆柱体玻璃砖。因不同颜色的光在该玻璃砖中折射率不同,导致玻璃中的两束折射光线分别从A、B点出射。设从A、B两点出射的光在玻璃砖中传播的时间分别为tA、tB,则 (　　) A.tA>tB B.tA=tB C.tA<tB D.因入射角度未知,无法比较tA、tB的大小 解析　设两束折射光线的折射率分别为nA、nB,在玻璃中的速度分别为vA、vB,折射角分别为α和β,如图所示。由折射现象知nA==,解得vA=c;同理得vB=c。由图中几何关系可知,从A、B两点出射的光在玻璃砖中传播的时间分别为tA==,tB==,可得tA=tB,B项正确。 答案　B B组·素养提升题 7.光导纤维可简化为长玻璃丝,只有几微米到一百微米,由于很细,一定程度上可以弯折。如图所示将一半径为r的圆柱形光导纤维,做成外半径为R的半圆形,一细光束由空气中从纤维的左端面圆心O1点射入,入射角α=53°,已知光导纤维对该光的折射率为,sin 53°=0.8,sin 37°=0.6。要使从左端面射入的光能够不损失的传送到半圆形光导纤维的另一端,外半径R需满足的条件为 (　　) A.R≥4r B.R≥16r C.R≤16r D.R≤4r 解析　由n=,代入数据得β=37°,设在光导纤维中发生全反射的临界角为C,若光不损失应满足γ≥C,即sin γ≥sin C=,如图所示,由正弦定理可得=,联立解得R≥16r,B项正确。 答案　B 8.(2022·全国乙卷)一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射(入射面在棱镜的横截面内),入射角为i,经折射后射至AB边的E点,如图所示,逐渐减小i,E点向B点移动,当sin i=时,恰好没有光线从AB边射出棱镜,且DE=DA。求棱镜的折射率。 解析　因为当sin i=时,恰好没有光线从AB边射出,可知光线在E点发生全反射,设临界角为C,则 sin C=, 设光线在AC边的折射角为r,由几何关系可知, C+∠AED=90°,r+90°=∠AED+∠EAD, 又因DE=DA,则∠AED=∠EAD, 可得r=9