2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)光學(xué)專題83光的反射折射全反射

專題83光的反射、折射、全反射1．[2024·江蘇省南通市如皋市教學(xué)質(zhì)量調(diào)研]如圖所示，半圓形玻璃磚的圓心為O，半徑為R，O、P兩點(diǎn)間的距離為eq\f(\r(3),3)R.一束單色光從P點(diǎn)以45°角射入玻璃磚，出射光線和入射光線平行，則玻璃磚的折射率為()A．eq\r(2)B．2C．eq\r(3)D．3答案：A解析：?jiǎn)紊鈴腜點(diǎn)以45°角射入玻璃磚，出射光線和入射光線平行，則有折射光線與垂直O(jiān)P的夾角相等，則光線在玻璃磚中的光路圖如圖所示，由折射定律可得n＝eq\f(sinθ,sinα)，由幾何關(guān)系可知sinα＝eq\f(OP,\r(OP2＋R2))＝eq\f(1,2)，聯(lián)立解得n＝eq\r(2)，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．2．[2024·廣西南寧市、玉林市摸底考試]如圖所示，一透明材料制成的圓柱形棒，長(zhǎng)度為6m．一束光線從圓柱形棒的一個(gè)底面中心垂直射入，經(jīng)2.5×10－8s由另一底面圓心射出．保持入射點(diǎn)不變，調(diào)整光線的入射方向，使其在材料內(nèi)部恰好發(fā)生全反射，(光在真空中的速度為3×108m/s)則光通過透明材料的時(shí)間為()A．2.5×10－8sB．3.3×10－8sC．3.125×10－8sD．4.95×10－8s答案：C解析：設(shè)光在該材料中傳播速度為v，由L＝vt，解得v＝eq\f(L,t)＝2.4×108m/s，由n＝eq\f(c,v)可知n＝1.25.設(shè)全反射臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)＝0.8，光剛好發(fā)生全反射，可知光在透明材料中的路程為s＝eq\f(L,sinC)＝7.5m，則t′＝eq\f(s,v)＝eq\f(7.5,2.4×108)s＝3.125×10－8s，C正確．3．[2024·河北省邯鄲市九校聯(lián)考]如圖所示，水面上漂浮一半徑為R＝0.25m的圓形荷葉，O點(diǎn)為荷葉的圓心，一只小蝌蚪從距水面h＝eq\f(\r(7),24)m的A點(diǎn)以速度v＝0.05m/s向下運(yùn)動(dòng)，A點(diǎn)在O點(diǎn)的正下方，已知水的折射率為eq\f(4,3)，則在小蝌蚪向下運(yùn)動(dòng)過程中，在水面之上看不到小蝌蚪的時(shí)間為()A．eq\f(5\r(7),2)sB．eq\f(5\r(7),6)sC．eq\f(5\r(7),3)sD．eq\f(5\r(7),4)s答案：B解析：由全反射角公式和幾何關(guān)系，有sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(3,4)，tanC＝eq\f(3,\r(7))，在小蝌蚪豎直向下運(yùn)動(dòng)過程中，如圖所示，小蝌蚪從A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中，在水面之上看不到小蝌蚪，有AB＝eq\f(R,tanC)－h(huán)＝eq\f(\r(7),24)m，則在水面之上看不到小蝌蚪的時(shí)間為t＝eq\f(AB,v)＝eq\f(5\r(7),6)s，B正確．4．[2024·山東省淄博市期末考試](多選)為取得良好的保溫效果，一窗戶安裝了雙層平行玻璃，雙層玻璃由厚度均為d的單層玻璃組成，兩玻璃板平行且中間有空氣．如圖所示，一束光線從窗外射入室內(nèi)，入射光線與玻璃面的夾角θ＝37°，光線通過雙層玻璃后出射光線與入射光線會(huì)有一個(gè)偏移量(兩光線的垂直距離)，玻璃的折射率n＝eq\f(4,3)，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則()A．這束光進(jìn)入玻璃后折射角的正弦值為eq\f(3,5)B．這束光進(jìn)入玻璃后折射角的正弦值為eq\f(9,20)C．這束光從室外到室內(nèi)的偏移量為eq\f(9,10)dD．這束光從室外到室內(nèi)的偏移量為eq\f(7,10)d答案：AD解析：光線射入玻璃面的入射角i＝90°－θ＝53°，射入玻璃的折射角為r，根據(jù)光的折射定律可得n＝eq\f(sini,sinr)，解得sinr＝eq\f(sin53°,\f(4,3))＝eq\f(3,5)，A正確，B錯(cuò)誤；如圖，由光路的可逆性可知，空氣中的光線都是平行的，玻璃中的光線也是平行的，設(shè)光線通過第一塊玻璃光線的側(cè)移量為Δx1，光線通過第二塊玻璃光線的側(cè)移量為Δx2，根據(jù)光路圖中的幾何關(guān)系可得Δx1＝Δx2，則出射光線相對(duì)于入射光線的側(cè)移量Δx＝2Δx1＝2eq\f(d,cosr)sin(i－r)＝eq\f(7,10)d，C錯(cuò)誤，D正確．5．[2024·河北省邯鄲市九校聯(lián)考]宇航員王亞平在太空實(shí)驗(yàn)授課中，進(jìn)行了水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)．某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)后，找到一塊橫截面為環(huán)形、折射率為n＝eq\r(2)的玻璃磚模擬光的傳播，如圖所示，玻璃磚的內(nèi)徑為R、外徑為2R.一束單色光在截面上的A點(diǎn)以入射角i射入玻璃磚，恰好在玻璃磚內(nèi)壁的B點(diǎn)發(fā)生全反射(圖中B點(diǎn)未畫出)，光在真空中傳播的速度為c，求：(1)入射角i的正弦sini；(2)該單色光從A點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所用時(shí)間(結(jié)果可以帶根號(hào)).答案：(1)eq\f(1,2)(2)eq\f(（\r(7)－1）R,c)解析：(1)在△ABO中，∠ABO＝α，∠BAO＝β，∠BOA＝θ，如圖所示，設(shè)玻璃磚的折射率為n，根據(jù)題意可得sinC＝eq\f(1,n)根據(jù)折射定律可得n＝eq\f(sini,sinβ)，sinα＝sinC在△ABO中，根據(jù)正弦定理可得eq\f(2R,sinα)＝eq\f(R,sinβ)解得sini＝eq\f(1,2)(2)因?yàn)閚＝eq\r(2)，n＝eq\f(sini,sinβ)，sinβ＝eq\f(1,2\r(2))，sinC＝eq\f(1,\r(2))，θ＝C－β所以得sinθ＝eq\f(\r(7)－1,4)