2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练32光的折射全反射（Word版附解析）

这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练32光的折射全反射（Word版附解析），共5页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( )
A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球
B.小球所发的光能从水面任何区域射出
C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大
D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大
2.宝石切工是衡量宝石价值的重要指标之一,优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。若将某宝石的剖面简化(如图所示,关于虚线左右对称),一束激光垂直MN面入射,恰好分别在PO面、QO面发生全反射后垂直于MN面射出,由此可知该宝石对该激光的折射率为( )
A.2 B.3 C.1D.2
3.如图所示,由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中,某种单色光在介质中传输,经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射,则此介质的折射率为( )
A.1+sin2θB.1+cs2θC.1+cs2θD.1+sin2θ
4.如图所示,一小孩(已穿好游泳保护衣)在泳池的水面上以1 m/s的速度游泳,t=0时他看到自己正下方的水底有一排水口,t=3 s时他恰好看不到排水口了,水的折射率n=43,下列说法正确的是( )
A.3 s后,小孩会再次看到水底的排水口
B.前3 s内,小孩看到的排水口越来越明亮
C.泳池的深度为7 m
D.t=1 s时小孩看到的排水口深度为473 m
5.水下一点光源,发出a、b两单色光。人在水面上方向下看,水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出,Ⅱ区域只有a光射出,如图所示。下列判断不正确的是( )
A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光的折射角小
B.在真空中,a光的波长大于b光的波长
C.水对a光的折射率大于对b光的折射率
D.水下a、b光能射到图中Ⅰ区域以外区域
二、多项选择题
6.光的反射、折射及全反射是自然界中很常见的现象。在一次实验课上,某小组进行了实验:将一束单色细光束由空气(视为真空)沿着半径方向射入一块半圆柱形透明体,如图甲所示,对其从圆心O点射出后的折射光线的强度用相应传感器进行了记录,发现从O点射出的折射光线的强度随着夹角θ的变化而变化,变化情况如图乙的图线所示,则下列说法正确的是( )
A.当角θ小于30°时,在O点处既有反射光,又有折射光
B.半圆柱形透明体对该单色光的全反射临界角为60°
C.半圆柱形透明体对该单色光的折射率为2
D.半圆柱形透明体对该单色光的折射率为233
7.如图所示,一束光从空气中射向折射率n=2的某种玻璃的表面,θ1表示入射角,则下列说法正确的是( )
A.当θ1>45°时会发生全反射现象
B.只有当θ1=90°时才会发生全反射
C.无论入射角θ1是多大,折射角θ2都不会超过45°
D.欲使折射角θ2=30°,应以θ1=45°的角度入射
三、非选择题
8.(2023·山东卷)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为n(n<2)。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至N下端面,N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ,求θ的正弦值。
(2)被测物体自上而下微小移动,使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。
考点规范练32 光的折射 全反射
1.D 解析:只要不发生全反射,小球放在缸底什么位置都可以看到,A错误。只有反射角小于临界角的光才能从水面射出,B错误。光的频率是由光源决定的,光从水中射入空气后频率不变,C错误。由公式n=cv知,光在空气中的传播速度将增大,D正确。
2.A 解析:要求激光分别在PO面、QO面发生全反射后垂直MN面射出,所以光路应具有对称性,从而得到光在PO面发生全反射后光线水平。由几何关系可得PO面的入射角为45°,因此n=1sinC=1sin45°=2,故A正确。
3.D 解析:设介质中发生全反射的临界角为α,如图所示,则sin α=1n;单色光经多次全反射后从右端射出时,入射角和反射角满足关系n=sinθsin π2-α,联立两式可得n=1+sin2θ,故D正确。
4.C 解析:t=3 s时他恰好看不到排水口了,说明在此位置从排水口反射到水面的光发生了全反射,则3 s后的位置从排水口反射到水面的光仍发生全反射,小孩仍不会看到排水口,选项A错误。前3 s内,从排水口射向水面的光的折射光线逐渐减弱,反射光线逐渐增强,可知小孩看到的排水口越来越暗,选项B错误。由于sin C=1n=34,则tan 37°=37,可知水深h=vttanC=337 m=7 m,选项C正确。t=1 s时小孩看到的排水口深度为h'=ℎn=374 m,选项D错误。
5.C 解析:由题分析可知,b光在Ⅰ区域边缘发生了全反射,a光在Ⅱ区域边缘发生了全反射,则知a光的临界角比b光的临界角大,由sin C=1n知,水对a光的折射率小于对b光的折射率,由折射定律知a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光折射角小,故A正确,C错误。水对a光的折射率小于对b光的折射率,则a光的频率小于b光的频率,由c=λf知,在真空中,因光速c不变,则有a光的波长大于b光的波长,故B正确。水下a、b光经水面反射后均能射到图中Ⅰ区域以外区域,故D正确。
6.BD 解析:从题图乙中可以看出角θ小于30°时,没有折射光,故A错误。当θ=30°时,即入射角为60°时,折射光线强度为零,此时发生全反射,故B正确。因为全反射临界角为60°,又n=1sin60°=233,故C错误,D正确。
7.CD 解析:因为发生全反射现象的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,选项A、B错误。由sin C=1n=22可知,光从玻璃射向空气时的临界角C=45°,则知无论入射角θ1是多大,折射角θ2都不会超过45°,选项C正确。由折射率n=sin θ1sin θ2可知,当θ2=30°时,可得sin θ1=n·sin 30°=22,则θ1=45°,选项D正确。
8. 解析:(1)如图甲所示,射向下端面的光与水平方向的最大偏角的正弦值sin C=1n
C+i=90°
nsin i=sin θ
解得sin θ=n2-1。
(2)如图乙所示,光刚好能照到N下端时,玻璃丝下端面到被测物体的距离b1=d2tanθ
乙
光线全部覆盖N的下端时,b2=d+2a2tanθ
tan θ=sinθcsθ=n2-11-(n2-1)=n2-12-n2
玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围为d22-n2n2-1≤b≤d+2a22-n2n2-1。
答案:(1)n2-1
(2)d22-n2n2-1≤b≤d+2a22-n2n2-1