练案73 第十四章 第73讲 光的折射与全反射-【衡中学案】2026年高考物理一轮总复习练案

练案[73] 第十四章光 第73讲 光的折射与全反射 基础巩固练 A水的折射率为1 sin 41 题组一光的折射全反射 1.两束单色光a、b从某介质射向真 B.水的折射率为1 sin 49 空，光的传播路径如图所示，MW C.当他以α=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接 为介质与真空的分界面，两束单 收激光光束的方向与水面夹角小于60 色光进入真空后合在一起，则可 D.当他以=60°向水面发射激光时，岸上救援人员接 判断 () A.单色光a在该介质中的传播速 收激光光束的方向与水面夹角大于60° 度大 5.目前，移动和电信公司都升级了200M光纤入户，网 B.单色光b在该介质中的传播速度大 速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原 C.单色光a在真空中的传播速度大 理，某种单色光在光纤中经过多次全反射后从右端射 D.单色光b在真空中的传播速度大 2.如图所示，一束激光照射在横截面为 出的传播路径如图所示。若该介质的折射率为 3 正方形的透明玻璃柱上，光线与横截 则关于α、B的大小，下列判断正确的是 () 面平行，则透过玻璃柱的光线可能是 图中的 ( A.① B.② C.③ D.④ 3.珠宝学院的学生实习时，手工师傅往 ①②3 A.a<609 B.a<309 往要求学生打磨出不同形状的工件。 如图所示为某同学打造出的“蘑 C.B>30° D.B<30° 菇形”透明工件的截面图，该工件 0 题组二光的色散 的顶部是半径为R的半球体，O0'B, 6.用一种透明材料（材料厚度不计）制作一个密闭性好， 为工件的对称轴，A、B是工件上 内部中空装满空气的三棱镜，倒置于水中，一束白光 关于O0轴对称的两点，A、B两点 照向三棱镜（如图所示），以下判断正确的是() 到00'轴的距离均为1= 2R,工 件的底部涂有反射膜，工件上最 10 高点与最低点之间的距离为2R。 一束单色光从A点平行于对称轴射入工件且恰好从B 点射出，则工件的折射率为 ( ) A.a、b都是白光 B.a是红光，b是紫光 A.√3 B.√2 D 2 C.a是紫光，b是红光 D.以上说法都不正确 4.（多选)(2023·湖南卷)一位潜水爱好者在水下活动7.（多选）(2024·甘肃卷)如图为 时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激 半圆柱形均匀透明材料的横截面， 光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当 一束红光a从空气沿半径方向入 大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光 光束，下列说法正确的是 射到圆心0，当0=30°时，反射光b ) 岸上救援人员 和折射光c刚好垂直。下列说法正一6 确的是 水面 A.该材料对红光的折射率为5 B.若0=45°，光线c消失 C.若入射光a变为白光，光线b为白光 潜水爱好者一激光器 D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 -470 :10.某光学元件由两种不同材质的透明 能力提升练 材料I和Ⅱ构成，其横截面如图所 R 8.如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s, 示。O点为半球体的球心，在该点 45° 它发出的a、b两种不同颜色的光，在水面上形成了一 个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两 正上方R处的P点有一点光源， 种单色光所构成的圆形复色光区域，周围为环状区 能够朝各个方向发射某单色光。已 域，且为a光的颜色（如图乙）。设b光的折射率为 知透明材料Ⅱ上表面水平，∠BAC=45°，半球体透明 n6,则下列说法正确的是 ( 材料I的半径为R,折射率n1=2,透明材料Ⅱ的折射 a光的单色光区域 率，=子，真空中的光速为c。 复色光区域 (1)求半球体外表面发光区域在水平面内的投影面 甲 积（忽略各界面上的反射光）； (2)求沿P0方向射出的光在透明材料I和Ⅱ内传播 A.在水中，a光的波长比b光小 的总时间（忽略多次反射光）。 B.水对a光的折射率比b光大 C.在水中，a光的传播速度比b光小 D.复色光圆形区域的面积为S= n2-1 9.（2025·八省联考山西陕西卷)如图，半径为R的球面 凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液 体中心厚度CD为10mm。一束单色激光自中心轴上 距液面15mm的A处以60°入射角射向液面B处，其 折射光经凹面镜反射后沿原路返回，液体折射率为 5。求： 60e B (1)光线在B点进入液体的折射角； (2)凹面镜半径R。 4715.(1)减小增大a、b(2)24.04.8 (3)为了保护电路，闭合开关时，气室两端电压应为0，故滑动变 [解析](1)加水的过程中，压力F变大，由题图乙知，R的阻 阻器的滑片应滑到a端。 值逐渐减小，则电路总电阻逐渐减小，根据闭合电路欧姆定律 (6)由题图(c)可知电压表示数U=1.40V,将题图(b)中的点 可知，电路电流逐渐增大，则R,两端的电压逐渐增大；为了在水 用平滑曲线连接，由题意可知毫安表的示数始终不变，由图乙 量达到“预设水量”时电机停止工作，要使“控制电路”输入端电 压随水量的增加而减小，则“控制电路”输入端瑞应该连接电路的 可以看出，电压表示数为1.50V时，氧气含量约为17%。 a、b端点g U(V) 5 (2)达到“预设水量”1L时，水壶和水的总重力为G=(m永+ m,)g=(1+0.5)×10N=15N,压力传感器R,上的压力为F= 4 19a=7×15N=7.5N,由题图乙读得R的凰值为50， IOAI 由题意知达到“预设水量”时R的电压应为1V,通过R,的电 流应为4=行A=0.2A,则无的阻值应为R=三-R-7 620-50-10=240,此时K,两瑞的电压为=K, ) 5101520氧气含量% 0.2×24V=4.8V。 6.(1)光敏电阻的阻值随照度的增大而减小(2)见解析图 9.(1)CD (2)CABDE L R [解析](1)光敏电阻的阻值随照度变化的曲线如图1所示； 特点：光敏电阻的阻值随照度的增大而减小。 [解析](1)按下S1,灯泡L2短路，不能发光，故A项错误；当 锅内温度高于103℃时，S,浙开，而要温度降到70℃以下时S, ◆电阻0 米 照明系统 才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串 控制开关 联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，则回路中并联的整体 电阻R=10.422,R#=56.642,则总电阻R意=1067.062， 则回路意电流人。一=021A,则一定发光，此时并联的 00.20.40.60.81.01.21.4照度n 整体电压为U#=I。R#=11.89V,则流过L1的电流为1山 图1 图2 (2)电路原理图如图2所示。 R+R=0.012A<30m4,则L熄灭，B项错误：保温开关S, 控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当照度 (当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭 降低至1.0k时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ 合)在保温过程中，自动在闭合、断开状态之间交替切换，故C 两端电压为2V,电源电动势为3V,所以应加上一个分压电阻 项正确；当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，电饭煲处于加 分压电阻阻值为10k2,即选用R1。 热状态，此时L2被短路，L,熄灭，电路中R与R和L的串联 7.(1)见解析图(2)1.8(3)25.5(4)R11.2 [解析](1)滑动变阻器采用分压式接 热敏电阻 、部分并联，山的电阻R=名。 -2≈10.422，则流过L1 法，电压表可视为理想电表，所以用电流 白 220 表外接法。连线如图。 E 的电流为1'=K+R=10.42+1000A0218A,流过L的 (2)由部分电路的欧姆定律得R= 电流大于30mA,L,发光，故D项正确。 5.5 3×10-0≈1.8kn。 (2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指针指到 零刻度一一机械调零：将选择开关旋转到“×100”位置一一选 (3)由图a可以直接读出该电阻的阻值为2.2kΩ对应的温度 挡：将两只表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧 为25.5℃。 (4)温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度 姆零点—欧姆调零；测量指示灯L两端的阻值—测量；将 高时要求输出电压升高，以触发报警，所以R,为热敏电阻。由 选择开关置于OF℉位置或交流电压最高挡一关闭多用电表。 图线可知，温度为50℃时，R1=0.8k2,由欧姆定律可得E= 故正确顺序为CABDE。由于使用时L1始终不亮，但加热和保 I(R1+R),U'=R2,代入数据解得R2=1.2k2。 温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图3可看出L两 8.(1)见解析(3)a(6)1.4017 端有1100Ω左右的电阻，则说明L始终不亮的原因是L,断 [解析](1)滑动变阻器以分压式接法接入电路，毫安表不计 路损坏。由于使用时L,始终不亮，但加热和保温功能均正常， 内阻，则毫安表选用内接法，实物图连线如图甲所示。 则说明R、L,、R,、T均正常，如图4可看出电阻表的示数几乎为 气体入口气体出口 传感器接线柱 零，此时选用的是“×100”挡则说明灯泡L1正常，则说明L始 终不亮的原因是R,断路损坏。 练案[73] 1.B从题图中可看出单色光a比单色光b的偏折程度大，说明介 质对a的折射率大，根据n=c可知，a在介质中的传播速度 电 小，故A错误，B正确；在真空中光的传播速度相同，故C、D错 误。故选B。 656 2C根怒折射定律有：-品之且>1，解特 :9.(1)30°(2)55mm [解析](1)根据光的折射定律n=血可知，光线在B点进入 i,>,所以折射光线向右偏折；根据折射定 sin r 律有n=s如i sin r ,n=m,根据几何关系可知 液体的折射角满足 sin r 3 1=r2,解得i1=i,所以出射光线与入射光线 sin r=sini2 1 平行，故选C。 4 n万2 3.A单色光的光路如图所示，设A点处的入射 ①②③ 可知r=30°， d 5 光线在B点进入液体的折射角为30°。 角为u,折射角为B,由几何关系得sina=尺=号，即a=60° (2)因折射光经凹面镜反射后沿原路返回，可知折射光线垂直 由几何知识得B=30°，由折射定律得n=mg=万，故选A。 于凹面镜。如图所示，折射光线的反向延长线过凹面镜的圆心 sin B O,如图所示，由几何关系得∠ABC=∠COB=30°， 由题千可知AC=15mm,CD=10mm, BC的距离为BC= AC tan∠ABc=l55mm, BC 0c的距离为0C=an2cOB=45mm, 由几何关系得凹面镜半径R=OC+CD=55mm。 以 '0 4.BC他发现只有当a大于41°时，岸上救援人员才能收到他发 出的激光光束，则说明a=41°时激光恰好发生全反射，则 sm(0-41)=六则a=的A错误，B正确：当他以a 60 B 60°向水面发射激光时，入射角i,=30°，则根据折射定律有nsin, =sim2,折射角2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方 向与水面夹角小于60°，C正确，D错误。枚选BC。 10.(1)R (2)(25+10)R 3c 5C设临界角为C,根据全反射的条件可知，a≥C,而simC=】 [解析](1)光由透明材料I射向空气，临 ),则C=60°，则&≥60°，A,B错误：光线从端点能射出 界角满足simG,=1 解得C,=30° sin i 有n(90一B=n,其中i<90,解得B>30°，C正确，D错误。 恰好发生全反射的光路图如图所示 6.B一束白光照向三棱镜，紫光的折射率大，根据折射定律可知 R 紫光的偏折程度要大一些，故α是红光，b是紫光。故选B。 由正孩定理得血G血O心 7.ABC根据几何关系可知，红光在材料内发生折射时的折射角： 解得∠0PQ=120°，∠P0Q=30° 为60，故该材料对红光的折射率小-出9=，万，A正确：设红 透明半球体外表面发光区域为球冠，其水平面内的投影面的 半径为 光在该材料内发生全反射的临界角为C,则有snC=L=二 r=Rsim∠Po0=是 2 万=sim4°，故C<45°，故0=45°时会发生全反射，光线c消 投影面的面积为S==如 失，B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变为白光时，光线b为白光，C正确；同种介质对紫光的 (2)设光在透明材料中发生全反射的临界角为C2,则simC=】 折射率比对红光的大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大， 解得C2=37° 光线b和c不再垂直，D错误。 所以光在透明材料Ⅱ中发生全反射 &.Da光的照射面积大，知a光的临界角较大，根据inC=上知 光在透明材料【中的传播速度为=。 a光的折射率较小，所以a光的频率较小，波长较大，根据：=分 光在透明材料Ⅱ中的传播速度为构=9 知，在水中，a光的传播速度比b光大，同一种色光在真空中和 在水中频率相同，由v=f可知，在水中，a光的波长比b光大， A、B、C错误；设圆形复色光区域半径为r,圆形复色光区域边缘 光在透明材料I中的传播时间为：=3 1 处b光恰好发生全反射，依据siC=】,结合几何关系可知 光在透明材料Ⅱ中的传播时间为6=2迟 2 沿PO方向射出的光在透明材料I和Ⅱ内传播的总时间为t= sin C=- 亏，而圆形复色光区域的面积S=π，联立解得S h2t 4+,联立解得t=(25+10)R n,一D正确。 3c 657