第74練光的折射、全反射[A]分值：60分1~8題每小題4分，共32分1.(2024·江蘇卷·6)現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示(β1<β2)，已知折射率隨濃度增大而變大。則()A.光在甲中折射率大 B.甲的NaCl濃度小C.光在甲中速度大 D.甲的臨界角大2.如圖所示，一束激光照射在橫截面為正方形的透明玻璃柱上，光線與橫截面平行，則透過玻璃柱的光線可能是圖中的()A.① B.②C.③ D.④3.(多選)(2024·甘肅卷·10)如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)θ＝30°時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是()A.該材料對(duì)紅光的折射率為3B.若θ＝45°，光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直4.(2023·江蘇卷·5)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是()5.(多選)如圖所示，一束光由空氣斜射到透明介質(zhì)球上的A點(diǎn)，入射角為i，則()A.當(dāng)i足夠大時(shí)，在A點(diǎn)將發(fā)生全反射B.當(dāng)i足夠大時(shí)，光從球內(nèi)向外射出時(shí)將發(fā)生全反射C.無論i多大，在A點(diǎn)都不會(huì)發(fā)生全反射D.無論i多大，光從球內(nèi)向外射出時(shí)，都不會(huì)發(fā)生全反射6.(多選)(2023·湖南卷·7)一位潛水愛好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，下列說法正確的是()A.水的折射率為1B.水的折射率為1C.當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°D.當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°7.(2024·廣東卷·6)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長(zhǎng)方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射，反射光射向PQ面。若θ逐漸增大，兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會(huì)先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是()A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點(diǎn)B.θ逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.θ逐漸增大時(shí)，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D.θ逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大8.(2024·山東威海市二模)光導(dǎo)纖維(可簡(jiǎn)化為長(zhǎng)玻璃絲)示意圖如圖所示，其折射率為n，AB代表端面，為使光能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣妫庠诙嗣鍭B上的入射角θ應(yīng)滿足的條件是()A.sinθ>n2-1 B.sinθC.sinθ>n2-1n D.sin9~12題每小題7分，共28分9.光纖準(zhǔn)直器是光通信系統(tǒng)中的一種重要組件，它的作用是將光纖內(nèi)傳輸來的發(fā)散光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光(平行光)，其簡(jiǎn)化工作原理如圖所示，棱鏡的橫截面為等腰三角形，從光纖一端射入三束相同的單色光a、b、c，b光與棱鏡的中心線重合，a、c光恰好分別入射到上、下側(cè)面的中點(diǎn)，經(jīng)棱鏡折射后與中心線平行。已知棱鏡橫截面的底角和入射光與中心線的夾角均為30°，棱鏡底邊長(zhǎng)為d，光在真空中的傳播速度為c，則()A.棱鏡對(duì)該單色光的折射率為n＝3B.棱鏡對(duì)該單色光的折射率為n＝2C.b光通過棱鏡需要的時(shí)間為t＝3D.a光通過棱鏡需要的時(shí)間為t＝d10.(2023·湖北卷·6)如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為()A.12d B.22d C.d D.11.如圖所示，半徑為R、折射率n＝2的半圓形玻璃磚豎直放置在光屏MN的正上方，玻璃磚的直徑AB與MN平行且距離為h。一束單色光在玻璃磚平面內(nèi)垂直AB射向圓心O，光線穿過玻璃磚后射到光屏上，光點(diǎn)落在O'點(diǎn)。已知光屏足夠大，且空氣中光速近似為c?，F(xiàn)使玻璃磚繞過O點(diǎn)垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從AB邊射出的光線在光屏上的光點(diǎn)移動(dòng)的方向和單色光從射入玻璃磚后再折射到光屏上的最長(zhǎng)時(shí)間分別為()A.向右移動(dòng)，2(R＋h)cC.向右移動(dòng)，3(R＋h)c12.(多選)一個(gè)柱狀玻璃磚的橫截面如圖所示，它由半圓CPB和等腰直角三角形ABC組成，其中O為半圓的圓心，AC＝BC。一束單色光從光源Q射到圓面上的P點(diǎn)，入射角i＝45°，光束折射后與AC平行且恰好經(jīng)過OB中點(diǎn)。已知圓的半徑為R，光在真空中的速度大小為c，則()A.玻璃磚材料的折射率為2B.玻璃磚材料的折射率為3C.光從P點(diǎn)射入到離開玻璃磚的時(shí)間為(D.光從P點(diǎn)射入到離開玻璃磚的時(shí)間為3

答案精析1.A2.C3.ABC4.A[由n1sinθ上＝n2sinθ下可知，越靠近地球表面，空氣的折射率越大，從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)的光路如圖所示，隨著折射率不斷變大，太陽光不斷向法線方向偏折，A正確。]5.CD[光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射，因此光在A點(diǎn)由空氣射入介質(zhì)球，肯定不會(huì)發(fā)生全反射。在圖中，對(duì)于球上任意一點(diǎn)，球面法線一定過球心，設(shè)r為光從A點(diǎn)射入時(shí)的折射角，i'為光從B點(diǎn)射出時(shí)的入射角，它們?yōu)榈妊切蔚膬傻捉?，由光路的可逆性可知，光線在球內(nèi)不可能等于或大于臨界角，即光從B點(diǎn)射出時(shí)，也不可能發(fā)生全反射，在B點(diǎn)的反射光射向D點(diǎn)，從D點(diǎn)射出時(shí)也不會(huì)發(fā)生全反射。故選C、D。]6.BC[他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α大于41°時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光束，則說明α＝41°時(shí)激光恰好發(fā)生全反射，則sin49°＝1n，則n＝1sin49°，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)他以α＝60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角i1＝30°，則根據(jù)折射定律有折射角i2大于30°，則岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°，C正確，D7.B[在MN面，入射角相同，紅光的折射率小于綠光的折射率，根據(jù)折射定律n＝sinθsinα，可知綠光在MN面的折射角較小，由題圖可知綠光比紅光更靠近P根據(jù)發(fā)生全反射的臨界條件sinC＝1n可知紅光發(fā)生全反射的臨界角較大，θ逐漸增大時(shí)，折射光線與NP面的交點(diǎn)左移過程中，在NP面的入射角先小于紅光發(fā)生全反射的臨界角，所以紅光的全反射現(xiàn)象先消失，故B在MN面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無論θ多大，在MN面都不可能發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；根據(jù)折射定律n＝sinθsinα可知θ逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小，故8.B[為使光能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣妫瑒t光在光導(dǎo)纖維內(nèi)恰好發(fā)生全反射，光路圖如圖所示根據(jù)折射定律有n＝sinθsinr，n＝1sinC，C＋r＝90°，聯(lián)立可得sinθ＝n2-1，當(dāng)入射角θ越小，則在光導(dǎo)纖維內(nèi)的上下面上越容易發(fā)生全反射，所以應(yīng)該滿足sinθ<9.D[根據(jù)幾何關(guān)系，a光在棱鏡上側(cè)面的入射角為α＝60°a光在棱鏡上側(cè)面的折射角為β＝30°根據(jù)折射定律，棱鏡對(duì)該單色光的折射率為n＝sinαsinβ＝3v＝c根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)b＝d2tan30°＝3la＝12lb＝3b光通過棱鏡需要的時(shí)間為tb＝lbv＝d2c，故C錯(cuò)誤；a光通過棱鏡需要的時(shí)間為ta10.C[設(shè)光線在OQ界面的入射角為α，折射角為β，由幾何關(guān)系可知α＝30°，則由折射定律可知n＝sinβsinα其中CS⊥OB，光線在A、B兩點(diǎn)發(fā)生全反射，由全反射規(guī)律sinC＝1n＝22可得，全反射的臨界角為45°，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知AB＝2AC＝2CS＝OS＝d11.A[玻璃磚繞過O點(diǎn)垂直于紙面的軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過的角度等于光線在AB邊的入射角，折射角大于入射角，所以光點(diǎn)向右移動(dòng)，故B、D錯(cuò)誤；設(shè)全反射臨界角為C，由臨界條件可知sinC＝1n＝22，則C＝45°，即當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過45°時(shí)，折射光線沿著玻璃磚邊沿射向光屏，用時(shí)最長(zhǎng)，如圖所示，設(shè)光點(diǎn)為D點(diǎn)，光點(diǎn)D到O'的距離xDO'＝h，xDO＝2h，光在玻璃磚中的傳播速度v＝cn＝22c，傳播時(shí)間t1＝Rv＝2Rc，從玻璃磚射出后到D點(diǎn)傳播時(shí)間t2＝