第14章 微练74 光的折射 全反射(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练74　光的折射　全反射 　 一、选择题(1~6题为单项选择题，7~8题为多项选择题) 1.(2024·浙江卷)如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则(　　) A.激光在水和空气中速度相同 B.激光在水流中有全反射现象 C.水在空中做匀速率曲线运动 D.水在水平方向做匀加速运动 2.如图所示，一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光a、b，光束a与玻璃砖上表面的夹角为α，光束b与玻璃砖上表面的夹角为β。光束a与光束b在玻璃砖中传播速度的比值为(　　) A. B. C. D. 3.如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒，长度为6 m。一束光线从圆柱形棒的一个底面中心垂直射入，经2.5×10-8 s由另一底面圆心射出。保持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在材料内部恰好发生全反射，(光在真空中的速度为3×108 m/s)，则光通过透明材料的时间为(　　) A.2.5×10-8 s B.3.3×10-8 s C.3.125×10-8 s D.4.95×10-8 s 4.(2025·中山模拟)将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过圆心O点的法线成θ角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从AB面反射光的强度，反射光强度随θ变化规律如图乙所示。已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，下列说法正确的有(　　) A.新材料对红光的折射率为 B.红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C.红光在半圆柱体中传播的速度比在真空中传播的速度大 D.入射角θ减小到0时，光将全部从AB界面透射出去 5.(2025·T8联考)光照强度相同的两激光束(A光束和B光束分别为不同频率的单色光)分别从空气垂直射入截面为三角形的相同透明玻璃砖，经过玻璃砖反射，折射后光路图如图所示，下列说法正确的是(　　) A.A光束的光子能量比B光束光子能量大 B.B光束在玻璃砖中的传播速度比A光束在玻璃砖中的传播速度大 C.B光束的折射率为n= D.A光束和B光束分别通过同一双缝干涉装置，则B光束比A光束产生的干涉条纹间距小 6.图为生活中常见的圆柱形茶壶。当茶壶中有水时，圆柱形滤网的水下部分和水上部分的观察效果如图所示;某研究兴趣小组根据图中所示的现象建构出合适的光学模型，并依据此图，利用刻度尺测量出水上和水下圆柱的直径分别为l1和l2，推导出水的折射率的表达式。下列式子正确的是(　　) A.n= B.n= C.n= D.n= 7.(2024·甘肃卷)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ=30°时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是(　　) A.该材料对红光的折射率为 B.若θ=45°，光线c消失 C.若入射光a变为白光，光线b为白光 D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 8.(2025·广州模拟)某透明均匀介质的横截面由四分之一圆CBD和一个直角三角形ABC构成，如图所示，其折射率n=，四分之一圆的半径为R，CD面为黑色吸光板，∠BAC=60°。一束单色平行光从AC界面中点处射入透明介质，入射角θ=45°，已知光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是(　　) A.光线在AC界面折射后折射角为60° B.光射入透明介质后能从BD界面射出 C.光射入透明介质后，传播速度变为nc D.光射入透明介质后，波长变短 二、非选择题 9.(2025·广州模拟)观光潜艇下潜深海时，潜艇内部游客需要通过圆形观景窗欣赏深海美景。如图所示，观景玻璃窗的直径L=10 cm，厚度d=5 cm，该玻璃的折射率n=，光在真空中传播的速度为c，求： (1)光在玻璃中的传播速度; (2)若潜艇内部游客眼睛紧贴玻璃窗的中心处，通过玻璃能看到张角为120°的范围内的外部景物，求海水相对玻璃的折射率。(设光从介质1射入介质2，这时光的折射率叫作介质2相对于介质1的相对折射率，通常用n21来表示，即n21=，α为入射角，β为折射角) 10.(2025·中山模拟)如图所示是一直角槽圆柱形玻璃砖的截面，其折射率为n=，半径为R=10 cm，O为轴心。一束光线从距该玻璃砖轴心d=5 cm处的E点垂直于AO面进入玻璃砖，经几次反射后又照射到玻璃砖的BO面上的某一位置F点(图中未画出)。 (1)试在图中补充完整这束光线由E点到F点的光路; (2)通过计算说明，这束光线是否能从玻璃砖的BO面射出。F点到轴心O的距离是多少? 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 答案 微练74　光的折射　全反射 1.B　解析　光在介质中的速度为v=，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，A项错误;水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角，发生了全反射，B项正确;水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速度在增大，C项错误;水在水平方向做匀速直线运动，D项错误。 2.B　解析　设两束单色光的入射角为θ，对单色光a，由折射定律得na=，光束a在玻璃砖中传播速度为va=，对单色光b，由折射定律得nb=，光束b在玻璃砖中传播速度为vb=，所以光束a与光束b在玻璃砖中传播速度的比值==，B项正确。 3.C　解析　设光在该材料中传播速度为v，由L=vt，解得v==2.4×108 m/s，由n=可知n=1.25。设全反射临界角为C，则sin C==0.8，光刚好发生全反射，可知光在透明材料中的路程为s==7.5 m，则t'== s=3.125×10-8 s，C项正确。 4.A　解析　由题图乙可知，当θ=37°时发生全反射，可知新材料对红光的折射率为n==，A项正确;红光反射光线的频率等于折射光线的频率，B项错误;根据v=可知，红光在半圆柱体中传播的速度比在真空中传播的速度小，C项错误;入射角θ减小到0时，仍有光线反射回介质中，而不会全部从AB界面透射出去，D项错误。 5.D　解析　由题图可知，A光束光路同时发生反射和折射，B光束光路只发生全反射，即B光发生全反射的临界角较小，根据sin C=，可知B光的折射率较大，波长较小，频率较大，能量较大，A项错误;由v==c·sin C，可知同种介质中折射率较大的B光速度较小，B项错误;根据sin C=，由光路可知当入射角为53°，B光能发生全发射，但53°不一定是B光的临界角，C项错误;由于B光的波长小，根据条纹间距离公式Δx=λ可知，用B光时产生的干涉条纹间距小，D项正确。 6.B　解析　滤网的水下部分要比水上部分宽是因为光线发生了折射现象，设茶壶的半径为R，根据几何知识sin i=，sin r=，故折射率为n==，B项正确。 7.ABC　解析　根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为60°，故折射率为n==，A项正确;设临界角为C，得sin C==<sin 45°，故θ=45°时会发生全反射，光线c消失，B项正确;由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，C项正确;对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，D项错误。 8.BD　解析　根据折射定律n=可得光线在AC界面折射后折射角为α=30°，A项错误;光线在BD界面发生全反射的临界角为C，则sin C=，解得C=45°，如图所示，光线在BD界面的入射角为30°，小于全反射临界角，故光射入透明介质后能从BD界面射出，B项正确;光射入透明介质后，传播速度v=，C项错误;根据λ==，可知光射入透明介质后，波长变短，D项正确。 9.答案　(1)×108 m/s　(2) 解析　(1)光在玻璃中的传播速度 v== m/s=×108 m/s。 (2)根据题意作出光路图， 根据几何关系可得tan α==， 解得最大入射角为α=30°， 折射角为β==60°， 则海水相对玻璃的折射率n'==。 10.答案　(1)见解析　(2)能　 cm 解析　(1)根据题意，由反射定律和折射定律画出光路图，如图所示。 (2)发生全反射时有sin C=， 光在玻璃砖中发生全反射的临界角为 C=45°， 根据(1)中光路图，由几何关系可得 r=30°， 这束光线在F点的入射角小于临界角，不发生全反射，这束光线能从玻璃砖的BO面射出。 由几何关系有=tan 30°， 解得OF= cm， 即F点到轴心O的距离是 cm。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$