第49讲 光的折射和全反射(专项训练)(江苏专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
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内容正文:
第49讲 光的折射和全反射(专项训练)
目录
模拟·基础演练 1
01 光的折射 1
02 光的全反射 3
03 光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题 5
04 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题 8
重难·创新演练 10
真题·实战演练 13
模拟·基础演练
考查重点:光的折射与全反射在三角形及圆形玻璃砖中的运用……
01 光的折射
1.(26-27高三上·江苏淮安·学情调研)在光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示,等腰梯形ABCD为该棱镜的横截面。现有与BC面平行的一条光线由O点射入AB面,经BC面反射后,从CD面射出的光线可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】设等腰梯形底角,棱镜折射率为n。
AB面入射入射光线平行于BC(水平方向),AB与水平方向夹角为,故入射角
由折射定律,得
光线向法线偏折进入棱镜,射向BC面。
BC面反射由几何关系,光线在BC面的入射角为,发生反射,反射后光线关于水平面BC上下翻转,折向CD面。
CD面出射由等腰梯形的对称性,CD面与AB面法线对称,光线在CD面的入射角
由折射定律(光密→光疏),有
代入,得,
CD面外法线与水平方向夹角为,出射光线在法线另一侧与法线成角,故出射光线与水平方向夹角为
即出射光线水平,与入射光线平行(平行于BC),①、②向上偏折,③方向偏上,未正确反映出射折射的偏折,④水平向右,与推导一致。
故选D。
2.(25-26高二上·江苏徐州·期中)某同学用“插针法”测定玻璃的折射率,所用玻璃砖上、下表面平行。正确操作后,作出的光路图及测量的相关角度如图所示,、、和为实验中所用大头针的位置。下列说法正确的是( )
A.插大头针时,应尽量使大头针与纸面垂直
B.、的位置越接近,测量结果就越准确
C.在插时,只需要挡住即可
D.实验中玻璃砖折射率的测量值为
【答案】A
【详解】A.插大头针时,应尽量使大头针与纸面垂直,这样才能保证针尖位置准确反映光线的实际路径,减小实验误差,故A正确;
B.、的位置越接近,入射光线的方向偏差越大,因为两点确定一条直线,间距越小,微小偏差导致的角度误差越大。正确做法是、的间距适当大一些,以提高入射光线方向的准确性,故B错误;
C.插时,应使同时挡住以及、的像,才能保证、连线与出射光线方向一致。如果只挡住,无法确定出射光线的准确方向,故C错误;
D.由折射定律,从空气射向介质,折射率等于入射角正弦值比折射角正弦值,即,故D错误。
故选A。
3.(25-26高二下·江苏盐城·期末)如图所示是一束光射到介质1与介质2的分界面时发生的现象。两种介质的折射率分别为、,光在两种介质中的频率分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】AB.由题图可知光线在介质1的入射角大于在介质2的折射角,则介质1相对于介质2为光疏介质,故有,故A正确,B错误;
CD.同一束光在不同介质中的频率保持不变,则有,故CD错误。
故选A。
02 光的全反射
4.(25-26高二上·西安交大苏州附中·月考)如图甲所示,水下有一点光源S,同时发出颜色不同的a、b两种光,在水面上形成了光亮的区域,俯视图如图乙所示,中间小圆区域射出a光和b光,外环状区域只射出b光。已知水对a光的折射率为,对b光的折射率为。以下说法中正确的是( )
A.小于 B.a光的波长大于b光
C.在水中,a光的临界角小于b光的临界角 D.在水中,a光速度大于b光速度
【答案】C
【详解】A.由图乙可知,光形成的光亮区域半径较大
根据全反射临界角公式及几何关系可知,光的临界角较大,折射率较小,即,故A错误。
B.折射率越大,频率越高,波长越短,因,则光频率大于光,光波长小于光,故B错误。
C.由A选项分析可知,光的临界角大于光的临界角,即光的临界角小于光的临界角,故C正确。
D.根据光在介质中速度公式,因,则在水中光速度小于光速度,故D错误。
故选C。
5.(26-27高三上·江苏扬州两校·开学检测)如图,一束单色光从空气入射到光纤(视为长度一定的圆柱体)中,在光纤端面的入射角为,在光纤内侧入射角为,此时光在光纤内侧能发生全反射,下列说法正确的是( )
A.光纤是利用光的干涉实现信息传递的
B.该光纤材料的折射率
C.减小,光在光纤中传播的时间变短
D.光从空气进入光纤,光的频率变大
【答案】C
【详解】A.光纤传递信息的原理是光的全反射,并非光的干涉,故A错误;
B.光在光纤内侧能发生全反射,全反射的条件是入射角大于等于临界角,即,而临界角满足,因此,推导可得,故B错误;
C.设端面折射角为r,几何关系
减小入射角,由折射定律可知,减小,减小,增大。
光在光纤中速度
光在光纤中的传播路程
传播时间,增大时,增大,所以时间t变短,故C正确;
D.光的频率由光源决定,光从空气进入光纤时,频率不会发生变化,故D错误。
故选 C。
6.(25-26高三上·江苏南京) “水流导光”实验装置如图所示,长直开口透明塑料瓶内装有适量清水,在其底侧开一小孔,水从小孔流出形成弯曲不散开的水流,用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔,观察实验现象。则( )
A.减小激光的强度,“水流导光”现象更明显
B.改用频率更低的激光,“水流导光”现象更明显
C.改用折射率较大的液体,“水流导光”现象更明显
D.随着瓶内清水高度的降低,“水流导光”现象更明显
【答案】C
【详解】A.减小激光的强度,激光全反射的临界角不变,现象不会改变,故A错误;
B.改用频率更低的激光,激光全反射的临界角变大,“水流导光”现象减弱,故B错误;
C.改用折射率较大的液体,激光全反射的临界角变小,“水流导光”现象更明显,故C正确;
D.随着瓶内清水高度的降低,则从孔中射出的水流速度会变小,水流轨迹会变得弯曲,激光在水和空气界面处的入射角会变小,“水流导光”现象会减弱,故D错误。
故选C。
03 光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题
7.(25-26高三上·涟水一中·月考)如图所示,楔形玻璃的横截面POQ的顶角为,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射求:
(1)玻璃的折射率
(2)全反射时的临界角
(3)OQ边上有光线射出部分的长度为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在直角三角形OSN中,,可知光线SN的入射角,空气侧折射角,由折射定律
解得
(2)全反射时的临界角满足
故
(3)如图所示
在直角三角形SCO中,,解得
图中SA、SB是全反射的临界光线,光线的出射范围为AB
又临界角,故
则
8.(2026·江苏南京栖霞名校联盟·一模)如图所示,截面为直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°,∠C=90°,AC=。一细单色光束从P点平行于AC入射到棱镜上,经折射后到达AC边上的M点,最终从Q点(图中未画出)射出。已知,AP=2l,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)该棱镜的折射率;
(2)光在棱镜中的传播时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据题意光路如图
几何关系可知,单色光在P点入射角
单色光在P点折射角
则折射率
(2)几何关系可知,单色光在M点入射角
因为临界角
可知单色光在M点发生全反射,几何关系可知,光在BC边上的入射角
因为
可知光线在该点射出,即光在BC边上的入射点即为Q点(如上图),几何关系可知,
则
因为
光在棱镜中的传播时间
联立解得
9.(25-26高三上·镇江第一中学·开学考试)如图所示,真空中有一直角三棱镜,为直角三棱镜的横截面,边长为,。一束单色光平行于边照射到边上的中点,折射光线照射到边上后,反射光线恰好垂直于边射出,光在真空中的传播速度为,求:
(1)棱镜对该单色光的折射率;
(2)光线从边传播至边的时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)光在棱镜中的传播路径如图所示
由几何关系可知,光在AB边上的入射角为,折射角为
故棱镜对光的折射率为
(2)由几何关系可知
则光线从边传播至边的时间
04 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题
10.(25-26高二上·厦门第二中学·阶段考)0.如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径,在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出玻璃球,出射光线平行于AB,照射在接收屏上的Q点。另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知,光在真空中传播的速度为c,下列说法正确的是( )
A.光在此玻璃球体发生全反射的临界角可能大于45°
B.光由B传到Q点所需时间为
C.N点到AB的竖直距离为
D.若B点处光源为红光,将其换为绿光光源,则圆弧上恰好发生全反射的N点向右移动
【答案】C
【详解】A.三角形为等腰三角形,光线在点的入射角为;出射光线平行于直径,折射角为。由折射定律得玻璃的折射率为
玻璃射向真空的临界角满足,故A错误;
B.由等腰三角形可得
点在点左侧处,到接收屏的路程为。玻璃中光速满足,故光从经到所需时间为,故B错误;
C.光线在点恰好发生全反射,入射角为。三角形为等腰三角形,得
设点到直径的竖直距离为,由前述临界角关系得,故C正确;
D.玻璃对绿光的折射率大于对红光的折射率,绿光的全反射临界角更小。由,可知,临界点沿上半圆弧向左移动,故D错误。
故选C。
11.(26-27高三上·广东湛江教研体·开学考)如图所示,真空中有一半径为R、质地均匀的透明玻璃球,一束复色光沿BC射入玻璃球,经折射后分成a、b两束光分别从D、E两处射出玻璃球。已知BC与OC延长线的夹角α=60°,∠COE=90°,∠COD=120°,不考虑光在玻璃球中的反射,则a、b光在玻璃球中传播的时间之比为( )
A. B. C.2∶1 D.3∶2
【答案】A
【详解】由几何条件可知,
玻璃球对光的折射率
a光在玻璃球中的传播时间
玻璃球对b光的折射率
b光在玻璃球中的传播时间
因此
故选A。
12.(2026·江苏·高考)一束由红光和紫光组成的复色光从M点射入玻璃球中,部分光路如图所示。下列说法正确的是( )
A.a光为红光,b光为紫光
B.a光在A点发生折射、反射,b光在B点可能发生全反射
C.该玻璃对a光的折射率比对b光的大
D.a光在MA间传播的时间等于b光在MB间传播的时间
【答案】A
【详解】AC.由题可知,a光的偏转程度小于b光的偏折程度,因此a光的折射率小于b光的折射率,因此a光为红光,b光为紫光,故A正确,C错误;
B.光在玻璃球内传播时,根据光路的可逆性可知,从M点入射光的折射角等于光在A点(或B点)的入射角,因此光在A(或B点)的入射角均小于临界角,不可能发生全反射,故B错误;
D.设玻璃球半径为R,光在玻璃中的传播路程为
传播的速度为
传播时间
结合光的折射定律
可得
因为入射角相同,且
在(,)范围内余切函数单调递减,所以
因此,故D错误。
故选A。
重难·创新演练
设题创新:现实生活中的全反射(T2,T3,T4)
1.(2027·湖南湘潭·一模) 某材料制成的透明砖的截面为如图所示的直角三角形,,。一细束单色光从的中点垂直于面入射后,在面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为,则( )
A.光从空气射入透明砖频率变大 B.光从空气射入透明砖波长不变
C.透明砖对该光的折射率为 D.光从点到面用时为
【答案】C
【详解】A.光的频率由光源决定,光从空气射入透明砖时,频率不会发生变化,A错误;
B.光在介质中的传播速度,根据波长关系,由于v发生变化而频率不变,则波长变化,B错误;
C.入射光垂直BC面进入透明砖后传播方向不变,到达OC面时,由几何关系可知入射角等于;此时恰好发生全反射,说明该入射角等于全反射临界角,即。根据全反射临界角公式,代入得,C正确;
D.P是BC中点,,由几何关系可得P点到OC面的光程
光在砖内的传播速度
因此传播时间,D错误。
故选 C。
2.(25-26高二上·江苏南通·期末)如图甲所示,边长为的立方体景观水池,在池底有4个点光源,当池中水的深度为时,发出的光能从如图乙中的阴影部分射出,4个阴影部分的圆心在水面的四个顶点。光在真空中传播的速率为,求:
(1)水对光的折射率;
(2)若水池中装满水,光从发出到传播出水面的最长时间。(不考虑光的反射)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由几何关系光线射到水面的临界角满足
解得
(2)水池中装满水,光能从水面射出,水中最大的光程为
解得
3.(2026·江苏·高考) 某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对发光像素单元可视角度的控制,其原理如图所示。发光像素单元(可视为点光源)紧贴在防窥膜下表面,位于相邻两屏障正中间,发出的两条光线的夹角为。已知防窥膜厚度为,光速为,求:
(1)防窥膜透明介质的折射率;
(2)光如果能射出,则光在膜中传播的最短时间。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由光路图及光路可逆原理可知,折射角为,入射角为,根据折射定律可知
解得
(2)“光如果能射出”指光线不被屏障吸收,从上表面进入空气。所有能射出的光线中,路径最短的是垂直向上传播 的光线,路径长度为,不会碰到屏障。光在介质中的速度
最短时间
4.(26-27高三上·江苏南京·学情调研) 某同学购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”,如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的半径为R,并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内,当折射光线与水平直径PQ夹角时,出射光线与PQ平行,如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)“水晶球”的折射率n;
(2)该光在“水晶球”中的传播时间t。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据题意,如图所示
由几何关系可知,光线射出时的折射角r为,折射率
(2)由几何关系可知,光在“水晶球”中传播的距离
又有
联立解得时间
真题·实战演练
高频考点:三棱镜模型及圆形模型
1.(2026·重庆·高考)某种特殊眼镜通过三棱镜改变光路给人们视物带来方便。如图所示,三棱镜的MN面为镜面,光从空气经MK面射入棱镜,最终从NK面射出,进入眼睛。若,某单色光从MK面P点与MK成45°角射入后,垂直射到镜面MN上,则( )
A.三棱镜对该光的折射率为1.5
B.三棱镜对该光的折射率为
C.该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为45°
D.该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为60°
【答案】C
【详解】AB.入射光线与MK界面成45°角射入,入射角是入射光线与界面法线的夹角,因此空气中的入射角:
已知光进入棱镜后垂直射到镜面MN上,可得棱镜内的折射角:
根据折射定律
代入数值: ,故AB错误;
CD.全反射临界角满足,代入得: ,故C正确,D错误。
故选C。
2.(2026·山东·高考)半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示,底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合,下底为,上底为,高为。单色光线从左侧入射,方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时,光线恰能从玻璃砖另一侧射出,点与的距离为,该玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意作出光线进入玻璃砖过程的法线,标出入射角和折射角,如图所示
由几何关系有
可得
则
由几何关系可得
则
则该玻璃的折射率为
故选C。
3.(2026·广东·高考)(多选)图中底端为锥形且顶角为的直光纤,可用于检测流动液体中的空气泡,某单色光从光纤顶端左部入射,平行于轴线方向传播,探测器在光纤顶端右部探测锥面反射光的光强,已知锥面外为空气时,该单色光在锥面恰好发生全反射,空气折射率取1,被测液体折射率大于此光纤折射率。下列说法正确的有( )
A.此光纤对该单色光的折射率为
B.该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的
C.锥面浸入液体过程中,探测到的光强相对于浸入液体前变强
D.锥面完全浸入液体后,若探测到的光强在变强,说明检测到气泡
【答案】AD
【详解】A.画出光路图如图所示
根据几何关系可知,该单色光在锥面发生全反射的临界角
根据临界角公式
可得此光纤对该单色光的折射率为,故A正确;
B.根据
可得该单色光在此光纤中的传播速度为
可知该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的,故B错误;
C.光从折射率大的介质到折射率小的介质中,才可能发生全反射,被测液体折射率大于此光纤折射率,则锥面浸入液体部分,光不会发生全反射,即锥面浸入液体过程中,探测到的光强相对于浸入液体前变弱,故C错误;
D.锥面完全浸入液体后,若探测到的光强在变强,说明光在某些地方发生了全反射,发生全反射的地方即有空气,说明检测到气泡,故D正确。
故选AD。
4.(2026·湖南·高考)车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制,拍摄角度为。如图,将摄像头嵌入均匀透明介质,介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况,通过空气与介质间界面的折射,可将实际拍摄角度扩大。
(1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头,即拍摄角度扩大为,求介质的折射率;
(2)若介质折射率为1.8,从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射,然后恰好射入摄像头,求光线2的入射角的正弦值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)如图所示
根据几何关系可知光线1的折射角为,入射角为90°
可得
(2)根据几何关系可得光线2在玻璃砖中的折射角为
根据折射定律
其中
解得
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第49讲
题型03
7.
【答案】1)V2
2)45
3)d
8.
【答案】a)V3
4V31
(2)
9.
【答案】a)V3
3L
(2)
2c
题型【04
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光的折射和全反射(专项训练)
模拟•基础演练
题型
01
光的折射
题号
2
3
答案
D
A
A
题型02
光的全反射
题号
4
5
6
答案
C
C
C
光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题
光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题
题号
10
12
1/3
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答案
C
A
A
重难·创新演练
设题创新:现实生活中的全反射(T2,T3,T4)
题号
1
答案
C
2
【答案】1)n=V2
Q)t=2L
c
3.
9
sin
2
【答案】1)n=
sin
0
dsin
(2)t=
csin
2
4.
【答案】a)3
RSR
真题实战演练
题号
1
2
3
答案
C
AD
V3
【答案】)3
213
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第49讲 光的折射和全反射(专项训练)
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模拟·基础演练 1
01 光的折射 1
02 光的全反射 2
03 光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题 3
04 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题 4
重难·创新演练 6
真题·实战演练 7
模拟·基础演练
考查重点:光的折射与全反射在三角形及圆形玻璃砖中的运用……
01 光的折射
1.(26-27高三上·江苏淮安·学情调研)在光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示,等腰梯形ABCD为该棱镜的横截面。现有与BC面平行的一条光线由O点射入AB面,经BC面反射后,从CD面射出的光线可能是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.(25-26高二上·江苏徐州·期中)某同学用“插针法”测定玻璃的折射率,所用玻璃砖上、下表面平行。正确操作后,作出的光路图及测量的相关角度如图所示,、、和为实验中所用大头针的位置。下列说法正确的是( )
A.插大头针时,应尽量使大头针与纸面垂直
B.、的位置越接近,测量结果就越准确
C.在插时,只需要挡住即可
D.实验中玻璃砖折射率的测量值为
3.(25-26高二下·江苏盐城·期末)如图所示是一束光射到介质1与介质2的分界面时发生的现象。两种介质的折射率分别为、,光在两种介质中的频率分别为、,则( )
A. B. C. D.
02 光的全反射
4.(25-26高二上·西安交大苏州附中·月考)如图甲所示,水下有一点光源S,同时发出颜色不同的a、b两种光,在水面上形成了光亮的区域,俯视图如图乙所示,中间小圆区域射出a光和b光,外环状区域只射出b光。已知水对a光的折射率为,对b光的折射率为。以下说法中正确的是( )
A.小于 B.a光的波长大于b光
C.在水中,a光的临界角小于b光的临界角 D.在水中,a光速度大于b光速度
5.(26-27高三上·江苏扬州两校·开学检测)如图,一束单色光从空气入射到光纤(视为长度一定的圆柱体)中,在光纤端面的入射角为,在光纤内侧入射角为,此时光在光纤内侧能发生全反射,下列说法正确的是( )
A.光纤是利用光的干涉实现信息传递的
B.该光纤材料的折射率
C.减小,光在光纤中传播的时间变短
D.光从空气进入光纤,光的频率变大
6.(25-26高三上·江苏南京) “水流导光”实验装置如图所示,长直开口透明塑料瓶内装有适量清水,在其底侧开一小孔,水从小孔流出形成弯曲不散开的水流,用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔,观察实验现象。则( )
A.减小激光的强度,“水流导光”现象更明显
B.改用频率更低的激光,“水流导光”现象更明显
C.改用折射率较大的液体,“水流导光”现象更明显
D.随着瓶内清水高度的降低,“水流导光”现象更明显
03 光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题
7.(25-26高三上·涟水一中·月考)如图所示,楔形玻璃的横截面POQ的顶角为,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射求:
(1)玻璃的折射率
(2)全反射时的临界角
(3)OQ边上有光线射出部分的长度为多少?
8.(2026·江苏南京栖霞名校联盟·一模)如图所示,截面为直角三角形的棱镜ABC,∠A=30°,∠C=90°,AC=。一细单色光束从P点平行于AC入射到棱镜上,经折射后到达AC边上的M点,最终从Q点(图中未画出)射出。已知,AP=2l,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)该棱镜的折射率;
(2)光在棱镜中的传播时间。
9.(25-26高三上·镇江第一中学·开学考试)如图所示,真空中有一直角三棱镜,为直角三棱镜的横截面,边长为,。一束单色光平行于边照射到边上的中点,折射光线照射到边上后,反射光线恰好垂直于边射出,光在真空中的传播速度为,求:
(1)棱镜对该单色光的折射率;
(2)光线从边传播至边的时间。
04 光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题
10.(25-26高二上·厦门第二中学·阶段考)0.如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径,在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出玻璃球,出射光线平行于AB,照射在接收屏上的Q点。另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知,光在真空中传播的速度为c,下列说法正确的是( )
A.光在此玻璃球体发生全反射的临界角可能大于45°
B.光由B传到Q点所需时间为
C.N点到AB的竖直距离为
D.若B点处光源为红光,将其换为绿光光源,则圆弧上恰好发生全反射的N点向右移动
11.(26-27高三上·广东湛江教研体·开学考)如图所示,真空中有一半径为R、质地均匀的透明玻璃球,一束复色光沿BC射入玻璃球,经折射后分成a、b两束光分别从D、E两处射出玻璃球。已知BC与OC延长线的夹角α=60°,∠COE=90°,∠COD=120°,不考虑光在玻璃球中的反射,则a、b光在玻璃球中传播的时间之比为( )
A. B. C.2∶1 D.3∶2
12.(2026·江苏·高考)一束由红光和紫光组成的复色光从M点射入玻璃球中,部分光路如图所示。下列说法正确的是( )
A.a光为红光,b光为紫光
B.a光在A点发生折射、反射,b光在B点可能发生全反射
C.该玻璃对a光的折射率比对b光的大
D.a光在MA间传播的时间等于b光在MB间传播的时间
重难·创新演练
设题创新:现实生活中的全反射(T2,T3,T4)
1.(2027·湖南湘潭·一模) 某材料制成的透明砖的截面为如图所示的直角三角形,,。一细束单色光从的中点垂直于面入射后,在面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为,则( )
A.光从空气射入透明砖频率变大 B.光从空气射入透明砖波长不变
C.透明砖对该光的折射率为 D.光从点到面用时为
2.(25-26高二上·江苏南通·期末)如图甲所示,边长为的立方体景观水池,在池底有4个点光源,当池中水的深度为时,发出的光能从如图乙中的阴影部分射出,4个阴影部分的圆心在水面的四个顶点。光在真空中传播的速率为,求:
(1)水对光的折射率;
(2)若水池中装满水,光从发出到传播出水面的最长时间。(不考虑光的反射)
3.(2026·江苏·高考) 某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对发光像素单元可视角度的控制,其原理如图所示。发光像素单元(可视为点光源)紧贴在防窥膜下表面,位于相邻两屏障正中间,发出的两条光线的夹角为。已知防窥膜厚度为,光速为,求:
(1)防窥膜透明介质的折射率;
(2)光如果能射出,则光在膜中传播的最短时间。
4.(26-27高三上·江苏南京·学情调研) 某同学购买了一个质量分布均匀的透明“水晶球”,如图甲所示。该同学先测出了“水晶球”的半径为R,并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内,当折射光线与水平直径PQ夹角时,出射光线与PQ平行,如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)“水晶球”的折射率n;
(2)该光在“水晶球”中的传播时间t。
真题·实战演练
高频考点:三棱镜模型及圆形模型
1.(2026·重庆·高考)某种特殊眼镜通过三棱镜改变光路给人们视物带来方便。如图所示,三棱镜的MN面为镜面,光从空气经MK面射入棱镜,最终从NK面射出,进入眼睛。若,某单色光从MK面P点与MK成45°角射入后,垂直射到镜面MN上,则( )
A.三棱镜对该光的折射率为1.5
B.三棱镜对该光的折射率为
C.该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为45°
D.该光从三棱镜射入空气发生全反射的临界角为60°
2.(2026·山东·高考)半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示,底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合,下底为,上底为,高为。单色光线从左侧入射,方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时,光线恰能从玻璃砖另一侧射出,点与的距离为,该玻璃的折射率为( )
A. B. C. D.
3.(2026·广东·高考)(多选)图中底端为锥形且顶角为的直光纤,可用于检测流动液体中的空气泡,某单色光从光纤顶端左部入射,平行于轴线方向传播,探测器在光纤顶端右部探测锥面反射光的光强,已知锥面外为空气时,该单色光在锥面恰好发生全反射,空气折射率取1,被测液体折射率大于此光纤折射率。下列说法正确的有( )
A.此光纤对该单色光的折射率为
B.该单色光在此光纤中的传播速度是真空中光速的
C.锥面浸入液体过程中,探测到的光强相对于浸入液体前变强
D.锥面完全浸入液体后,若探测到的光强在变强,说明检测到气泡
4.(2026·湖南·高考)车载摄像头需要有较大的拍摄角度。一摄像头由于结构限制,拍摄角度为。如图,将摄像头嵌入均匀透明介质,介质截面为矩形。只考虑该截面内光线传播情况,通过空气与介质间界面的折射,可将实际拍摄角度扩大。
(1)若希望几乎贴着介质表面入射的光线1能够以图示路径恰好射入摄像头,即拍摄角度扩大为,求介质的折射率;
(2)若介质折射率为1.8,从侧后方向入射的光线2能够以图示路径折射之后发生一次全反射,然后恰好射入摄像头,求光线2的入射角的正弦值。
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