備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練第十四章光學(xué)第1講光的折射全反射

第1講光的折射、全反射1.[光路圖選擇/2024江蘇]地球表面旁邊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發(fā)生彎曲.下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（A） AB CD解析依據(jù)折射率n＝sinθ1sinθ22.[液體中光的傳播/2024湖南/多選]一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員放射激光信號，設(shè)激光光束與水面的夾角為α，如圖所示.他發(fā)覺只有當(dāng)α大于41°時，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（BC）A.水的折射率為1B.水的折射率為1C.當(dāng)他以α＝60°向水面放射激光時，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°向水面放射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°解析3.[半圓形玻璃磚的光路問題/2024浙江1月]如圖所示，用激光筆照耀半圓形玻璃磚圓心O點(diǎn)，發(fā)覺有a、b、c、d四條細(xì)光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的.當(dāng)入射光束a繞O點(diǎn)逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度Δθ時，b、c、d也會隨之轉(zhuǎn)動，則（B）A.光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度小于ΔθB.光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于ΔθC.光束d順時針旋轉(zhuǎn)角度大于ΔθD.光束b、c之間的夾角減小了2Δθ解析光束a入射到半圓形玻璃磚表面(直徑)時，產(chǎn)生反射光束b和折射光束c，同時折射光束c在半圓形玻璃磚圓弧表面產(chǎn)生反射，一部分光原路返回，并在直徑界面處再次發(fā)生反射產(chǎn)生光束d(還有少部分沿光束a的路徑反向放射出去).當(dāng)光束a繞O點(diǎn)逆時針方向轉(zhuǎn)過小角度Δθ時，依據(jù)反射定律知，光束b順時針旋轉(zhuǎn)角度等于Δθ，A錯誤；入射光線與折射光線的方向遵循折射定律，由于n＝sinαsinβ＞1，故入射角α比折射角β變更快，因此光束c逆時針旋轉(zhuǎn)角度小于Δθ，B正確；光束d是光束c反射后形成的，因此光束d會順時針旋轉(zhuǎn)一小于Δθ的角度，C錯誤；依據(jù)以上分析，光束b順時針旋轉(zhuǎn)、光束c逆時針旋轉(zhuǎn)，因此兩者之間的夾角減小，減小的角度小于2Δθ，4.[長方體玻璃磚的光路問題/2024海南]如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率為2.一束單色光在紙面內(nèi)以α＝45°的入射角從空氣射向MQ邊的中點(diǎn)O，則該束單色光（C）A.在MQ邊的折射角為60°B.在MN邊的入射角為45°C.不能從MN邊射出D.不能從NP邊射出解析由折射定律n＝sinαsinr可知光在MQ邊的折射角為r＝30°，A錯誤；光線沿直線傳播到MN邊時，入射角為60°，B錯誤；由sinC＝1n可知光在該介質(zhì)中的全反射臨界角C＝45°，所以光線在MN邊發(fā)生全反射，故光線不能從MN邊射出，C正確；如圖所示，由反射定律可知，光線傳播到NP邊時入射角為30°，小于全反射臨界角，故可以從NP邊射出，5.[三棱鏡的光路問題/2024全國乙]如圖，一折射率為2的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ABC，AB＝AC＝l，BC邊所在底面上鍍有一層反射膜.一細(xì)光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點(diǎn)射入棱鏡，若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A，求M點(diǎn)到A點(diǎn)的距離.答案3－解析光束由M點(diǎn)射入后發(fā)生折射，經(jīng)BC邊反射后經(jīng)過A點(diǎn)，作出M點(diǎn)關(guān)于BC的對稱點(diǎn)M'，連接M'A交BC于D，光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可知入射角i＝45°設(shè)折射角為r，由折射定律可知n＝sin解得r＝30°設(shè)AM間的距離為d，由幾何關(guān)系可知∠ABD＝∠DBM'＝∠BM'M＝45°，∠AM'M＝15°則∠BAD＝30°在Rt△ABM'中，BM'＝ABtan∠BAD＝33又BM＝BM'＝33則d＝l－33l＝3－6.[創(chuàng)新型光路問題/2024山東]一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測量，其部分原理簡化如圖所示.兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N，相距為d，直徑均為2a，折射率為n（n＜2）.M、N下端橫截面平齊且與被測物體表面平行.激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測物體，經(jīng)被測物體表面鏡面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關(guān).（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為θ，求θ的正弦值；（2）被測物體自上而下微小移動，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到被測物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）.答案（1）n2－1（2）d2－n解析（1）設(shè)激光照耀在玻璃絲內(nèi)的臨界角為C，出射光與豎直方向偏角最大時入射角為θ1，則由折射定律得sinθsin由幾何關(guān)系得θ1＝π2－由全反射的臨界角公式可得sinC＝1聯(lián)立解得sinθ＝n（2）設(shè)N下端面剛能接收到反射光時到被測