课时检测训练53 光的折射全反射-【勤径学升】2025年高考物理一轮总复习课时检测训练（人教版）

课时检测训练53 光的折射 全反射 >对应答案P622 基础对点练 A在半圆柱穹顶部分，面积为码 2 对点练1折射定律，折射率 B.在半圆柱穹顶部分，面积为πR 1.(2023·江苏卷)地球表面附近空气的折射率随 高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会 C.在半圆柱穹顶两侧，面积为RL 2 发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是 D.在半圆柱穹顶两侧，面积为πRL ( 4.(2022·辽宁卷)完全失重时，液滴呈球形，气泡 太们光线 太仰光线 在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空 间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水 地嫁表面 地续泰面 球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如 A 太门光线 太阳光线 图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面 内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确 地球 球素而 的是 () D 2.(多选)如图所示，光导纤 包层内 维由内芯和包层两个同心 圆柱体组成，其中心部分 是内芯，内芯以外的部分为包层，光从一端射人， 从另一端射出，下列说法正确的是 A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大 A,内芯的折射率大于包层的折射率 B.此单色光从空气进入水球，频率一定变小 B.内芯的折射率小于包层的折射率 C.若光线1在M处发生全反射，光线2在N处 C.不同颗率的可见光从同一根光导纤维的一端 一定发生全反射 传输到另一端所用的时间相同 D.若光线2在N处发生全反射，光线1在M处 D.若红光以如图所示角度入射时，恰能在内芯 一定发生全反射 和包层分界面上发生全反射，则改用紫光以 5.(2023·湖北卷)如图所示，楔形玻璃的横截面 同样角度入射时，也能在内芯和包层分界面 POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点 上发生全反射 O的距离为d,垂直于(OP边的光线SN在(OQ 对点练2光的全反射 边的折射角为45°。不考虑多次反射，(OQ边上有 3.如图，一长方体透明玻璃砖 光射出部分的长度为 在底部挖去半径为R的半圆 柱，玻璃砖长为L。一束单色 光垂直于玻璃砖上表面射人 30 玻璃砖，且覆盖玻璃砖整个上表面。已知玻璃的 折射率为2，则半圆柱面上有光线射出() A.《 B.2d C.d D.2d 课时检测训练·物理 458 对点练3光的色散、光路控制 ：8,如图所示是一光导纤维 6.(2023·大庆二模)如图所示，一玻璃球体，O为 : (可简化为一长直玻璃丝) 球心，AB为直径。从球面内侧B点发出一束复 的示意图，玻璃丝长为L,折射率为n(n=√2)， 色光穿过玻璃体后，变为a、b两束单色光，a光 AB代表端面，为使光能从玻璃丝的AB端面传 经D点射出后平行于AB,b光恰好在D点发生 播到另一端面，求光在端面AB上的人射角0应 全反射。如果a光是绿光，则b光可能是() 满足的条件。 A.红光B.橙光 C.黄光 D.紫光 草综合提升练 7.(2022·全四之卷)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 B 横截面内)，人射角为i,经折射后射到AB边的 9.(2023·全四乙卷)如图，一折射率为v2的棱镜的 E点，如图所示，逐渐减小i,E点向B点移动，当 横截面为等腰直角三角形△ABC,AB=AC=l, sin=合时，恰好没有光线从AB边射出棱镜，且 BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿 DE=DA,求棱镜的折射率。 垂直于BC方向经AB边上的M点射人棱镜，若 这束光被BC边反射后恰好射向顶点A,求M点 到A点的距离。 459 课时检测训练·物理 10.某透明介质的截面图如图 12.(2023·泰皇岛二模)折射率n=1.25、半径R= 所示，直角三角形的直角 0.10m的半球体透明介质放置在水平面上，如 边BC与半圆形直径重 图所示。一束平行光垂直半球体上方的圆形截 合，∠ACB=30°，半圆形 面射入球体，已知sin53°=0.8、sin69°=0.93、 的半径为R,一束光线从 sin58°=0.85，光在其空中的传播速度c=3.0 E点射人介质，其延长线过半圆形的圆心O,且 ×10°mfs,求： E、O两点距离为R,已知光在真空中的传播速 (1)在半球体内恰好发生全反射时，平行光线到 度为c,介质折射率为、3。求： 球心的距离d。 (1)光线在E点的折射角并画出光路图。 (2)在半球体内恰好发生全反射的光线，从进入 (2)光线从射人介质到射出圆弧传播的距离和 半球体到反射回圆形截面所用的时间（结果保 时间。 留两位有效数字)。 11.将两块半径均为R、完全相 同的透明半圆柱体A,B正 对放置，圆心上下错开一定 距离，如图所示。用一束单 色光沿半径照射半圆柱体 A,设圆心处人射角为0。当0=60°时，A右侧 恰好无光线射出：当0=30时，有光线沿B的半 径射出，射出位置与A的圆心相比下移h。不 考虑多次反射，求： (1)半圆柱体对该单色光的折射率 (2)两个半圆柱体之间的距离d。 课时检测训练·物理 460-传输的电功率 P=I?2R?+I2R?= 15.0 W,故D正确。 12.C 解析由题知，发电机的输出电 压U?=250V,输出功率500kW,则 有I=∈=2×10°A,A错误；由题 知，用户端电压U?=220 V,功率 -÷-m,2=u,1.88 kW,则有 联立解得I=400 A,I?=8A,U?= 11000V,则输电线上损失的功率为 P=I2R=4kW,且U?=U?+I?R= 2-m.,解得-11500V,再根据 :HD借误；根据理想变压器无动率 损失有P=U?I?+P,代入数据有 P*=408 kW,C正确。故选 C。 13.C 解析 假设理想变压器原线圈的 输入电压为U,根据理想变压器线圈两 端电压之比为线圈匝数之比可知，原线 "-t?Y-圈两端电压和 V?满足 m=1100,解得原线圈输入电压为 n? U=220 V,理想变压器原副线圈电流 之比等于线圈匝数的反比，原线圈电-流I,和通过灯泡的电流 I?满足 常，定值电理R满足欧好定律1一 HRY.,则通过灯泡的电流为I?= m1=120·R,结合个R-十可 知副线图电压为U?=1.R=D· HRY·R=L?0X×4 V.原线 圈与副线圈的电压之比等于线圈匝 比√=,数之! 代入U?得 220 V-110 V ”=1100,变形1100×110×4 V n? n? n? 得n?2=4×1100×1100,解得副线圈 的匝数为n?=2 200。 14.BD解析原线圈电压为U?= 220V,根据理想变压器的变压比等 于臣数比，可知副线图电压为U?=m U?=440V,则电流表A?的示数为I? -2.0 A,放B正确；由于R= R,则两定值电阻所在支路电流相 等，因为R?与理想二极管串联，根据 高考一轮总复习·物理 理想二极管的单向导电性，由焦耳定 律可得I2R.T=1°R。+0,解得电 流表 A?的示数为I?=√2A,故A错 误；滑动变阻器的滑片向下滑动时， 其电阻值变小，因副线圈两端的电压 不变，则副线圈总电流变大，理想变 压器的输出功率变大，输入功率变 大，电流表A?的示数I?变大，故C错 误；滑动变阻器的滑片向上滑动时， 其电阻值变大，因副线圈两端的电压 不变，则副线圈总电流变小，理想变 压器的输出功率变小，输入功率变 小，故 D正确。故选 BD。 课时检测训练53 1.A 解析 根据折射定律n:sinO= nr sin Or,由于地 太阳光线 球表面附近空气 0 的折射率随高度 降低而增大，则n下 地球表面。 >nt,则 θ逐渐 Tmmm 减小，画出光路图如右，则从高到低， 0逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直 方向。故选 A。 2.AD解析光线在内芯和包层界面 上发生全反射，可知光从光密介质进 入光疏介质，则内芯的折射率大于包 层的折射率，故 A正确，B错误；不同 频率的可见光在界面上发生全反射， 可知经过的路程相同，根据v=分，知 光在介质中传播的速度不同，则传播 的时间不同，故C错误；根据 sin C= 去，知折射单越大，临界角越小，红光 的折射率小，则临界角大，若红光恰能 发生全反射，则紫光一定能在分界面 上发生全反射，故D正确。 3.A 解析光线经过玻璃砖上表面到 达下方的半圆柱面出射时可能发生全 反射，如图，设恰好发生全反射时的临 n=snc·界角为C,由全反射定律得 解得C=晋，,则有光线射出的部分圆柱 s=÷rRL,面的面积为 S=2CRL,解得 故选 A。 C G ·622 · 4.C 解析 光的频率是由光源决定的， 与介质无关，频率不变，A、B错误；由 题图可知光线1入射到水球的入射角 小于光线 2入射到水球的入射角，光 线1在水球外表面折射后的折射角小 于光线2在水球外表面折射后的折射 角，设水球半径为R、气泡半径为r、光 线经过水球后的折射角为a,光线进入 气泡的入射角为0,根据几何关系有 m(R?-,则可得出光线2进 入气泡的入射角大于光线1,若光线 1 在M处发生全反射，光线2在N处一 定发生全反射，C正确，D错误。 5.C 解析设光线在OQ界面的入射 角为α,折射角为β,几何关系可知a= 30°,则有折射定律n-H=√Z,光线 射出OQ界面的临界为发生全反射，光 路图如下，其中OB⊥CS。 Q β B 0- -PS 光线在AB两点发生全反射，有全反射 定件sin C=÷一竖，,即 AB两处全反 射的临界角为45°,AB之间有光线射 出，由几何关系可知 AB=2AC=2CS =OS=d。故选C。 6.D 解析由波长与折射率关系可知， n=snc可波长越长，折射率越小，由 知，b更容易发生全反射，故b折射率 更大，b波长更小，如果a光是绿光，则 b光可能是紫光。故选 D。 7.1.5 解 析因为 A E当sin i=古 D 时，恰好没有 光 线 从 AB B C 边射出，可知 光线在E点发生全反射，设临界角为 c.则 sin C=号，由几何关系可知，光 线在 D点的折射角为r=90°-2C,且 有-0.联立可得n-1.5. 8.0≤90° 解析 光束在光导纤维 AB端面的入 射角为θ,设折射角为α,折射光线射向 侧面时的入射角为β,要保证不会有光 线从侧壁射出来，则光线在侧壁发生 全反射。由折射定律得n-由几 θ逐渐减小， 为α θ, 何关系得a+β=90°,故 sin a=cos β, 恰好发生全反射则需满足 sin β—1得 os P=√1-5, 联立得sinθ=√n2-1=1, 即θ=90°, 要保证光能从 AB端面传播到另一端 面，应有θ≤90°。 0.2F 解析 由题意可知做出光路 图如图所示。 B< C 光线垂直于BC方向射入，根据几何关 系可知入射角为45°;由于棱镜折射率 为/区，根据n=可得 sinr=,,则 折射角为30°,∠BMO=60°,因为∠B =45°,所以光在 BC面的入射角为θ= 90°-(180°-60°-45°)=15°,根据反 射定律可知∠MOA=20=30°,根据几 何关系可知∠BAO=30°,即△MAO 40-鲁，为等腰三角形，则 又因 为-△BOM与△CAO 相似，故 有.,由题知 AB=AC=l,联立可得 BM=AC=F?,,所以M到A点的距 离为x=MA=l-BM= 3-,3l 10.(1)30°光路图见解析 (2)√3R c3R 解析 (1)由题意可知OE=OC=R, 则△OEC 为等腰三角形，∠OEC= ∠ABC=30°, 所以入射角：0?=60°, 由折射定律n=sm可得：sin Q,= 2.0?=30°, 由几何关系：∠OED=30°, 则折射光平行于AB的方向，光路图 如图； A B D 日E R *o R30 C (2)折射光线平行于AB的方向， 所以：ED=2Rcos 30°=√3R, 光在介质内的传播速度：v=分， 传播的时间：x=EP, 联立可得：t=。 11.(1)号√③(2NE(n-号) 解析 (1)光从半圆柱体 A射入，满 足从光密介质到光疏介质，当θ=60° 时，A右侧恰好无光线射出，即发生 全反射，则有 sin 60°=号， 解得n一号√3。 (2)当入射角0=30°时，经两次折射从 半圆柱体 B的半径出射，设折射角为 r,光路如图， !.d A@ Vr d B“p 由折射定伴有n- h—Rsin θ 由几何关系有 tan r= d 联立解得d=√2(A-昱)。 12.(1)0.08m (2)1.2×10-°s 解析 (1)在半球体内刚好发生全反 射的光线如图所示， A lo. D B* rrPm 由全反射临界角公式n=;sin∠ABO’ 所求距离d=Rsin∠ABO,解得d= 0.08 m; (2)根据反射规律及几何关系，得到l =AB+BC+CD,其中AB=Rcos 53° =0.06m,BC=2Rcos 53°=0.12 m, CD=#m-R≈0.11m,又有=n, 根据4=合，,可得t≈1.2×10~°s。 课时检测训练 54 1.C 解析阳光下的肥皂膜呈现彩色 条纹，这种现象属于光的薄膜干涉现 象。故选C。 2.C 解析当光从水中射到空气泡的 界面处时，一部分光的入射角大于或 ·623 · 等于临界角，发生了全反射现象；还有 一部分光折射到内壁然后再折射出 去，所以水中的空气泡看起来比较亮， 故选 C。 3.D 解析图甲表示声源远离观察者 时，根据多普勒效应可知观察者接收 到的声音频率减小，故 A 错误；图乙光 导纤维利用光的全反射现象传递信息 时外套的折射率比内芯的小，故B错 误；图丙检验工件平整度的操作中，明 条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的 条纹可知，P处检查平面左边处的空 气膜厚度与后面的空气膜厚度相同， 则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C 错误；光照射到不透明圆盘上，后面会 出现一亮斑，这亮班称为泊松亮斑，图 丁为在圆盘后得到的衍射图样，故 D 正确。故选 D。 4.C 解析受迫振动的频率总等于驱 动力的频率，故 A 错误；波长越长的电 磁波，越容易发生衍射，故B错误；多 普勒效应是波特有的现象，医生利用 超声波的多普勒效应可以探测病人血 管中血液的流速，故C正确；声波从空 气传入水中时频率不变，周期不变，波 速变大，则由λ=vT可知波长变长，故 D错误。 5.B 解析根据双缝干涉的条纹间距 Ax=号λ,由题图知与波长关系有 △rz=2xp,则d?=÷d?,故选 B。 6.D 解析 在t?时刻，电容器极板上电 荷量q为最大值，两板间电场能最大， 线圈中磁场能最小，选项 A错误；在 t?～t?时间内，电容器极板上电荷量q 从正的峰值降为零，电场能正在不断 地转变为磁场能，电路中的电流正在 不断增大，选项B错误；在tz～t?时间 内，电容器极板上电荷量q又不断增 大，表明电容器正在反向充电，选项C 错误；在t?时刻，电容器放电结束，极 板上电荷量为零，电场能也为零，已全 部转化为磁场能，选项D正确。 7.B 解析由麦克斯韦电磁场理论，周 期性变化的电场或磁场才能产生电磁 波，A错误；由波长A=宁知200 MHz 电磁波的波长为λ?=1.5m,1000 MHz 电磁波的波长为λ?=0.3m,B正确；波 长越短的电磁波波动性越小，越不易 高考一轮总复习·物理 θ3