人教16.1 光的折射和全反射（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题16.1 光的折射和全反射
1．在观察光的全反射实验中，用激光笔从A点照射半圆形玻璃砖的圆心O点，发现有OB、OC两条细光束。当入射光束AO绕O点顺时针转动小角度θ，OB、OC也会随之转动。则（   ）
A．光束OB顺时针转动的角度大于θ B．光束OC逆时针转动的角度小于θ
C．光束OB逐渐变亮 D．光束OC逐渐暗
【答案】A
【解析】A．由图可知，OB为折射光线，光从光密介质到光疏介质，入射角小于折射角，当入射光束AO绕O点顺时针转动，OB为折射光线也顺时针转动，但转动的更快，所以光束OB顺时针转动的角度大于θ，A正确；
B．由图可知，光束OC为反射光线，转动方向与入射光线相反，但转动快慢相同，光束OC逆时针转动的角度等于θ，B错误；
CD．当入射光线AO转动到一定程度时，入射角等于临界角，发生全发射，折射光线会消失，这一过程中，折射光线OB逐渐变暗，反射光线OC逐渐变亮，CD错误。
故选A。
2．某透明均匀介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形的直径重合，，半圆形的半径为R，一束光线从E点射人介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R。已知光线在E点的折射角为，真空中的光速为c，则光线在该透明均匀介质中运动的时间为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】由几何关系可得，光线在E点的入射角为
由题意知，光线在E点的折射角为
由折射定律可得
光的传播路径如图
由几何关系可得，E点的折射光线EM和BC垂直。由几何关系可得，光在M点的入射角为30°，由折射定律可得，光线在M点的折射角为60°。光线在该透明均匀介质中的传播速度
光线在该透明均匀介质中运动的路程为
所以光线在该透明均匀介质中运动的时间为
故选A。
3．一圆柱形透明介质放在水平地面上，其横截面如图所示，点为圆心，直径竖直，右侧半圆面镀银。一光线从点水平向右射入介质，光线在点的入射角为，在镀银处发生一次反射后射出介质，且射出时光线水平向左，则该介质的折射率为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由于只发生一次反射，根据对称性可知光路图如图所示
由几何关系可得
由折射率公式可知
故选B。
4．如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法不正确的是（　　）
A．在冰晶中，光的传播速度较大
B．通过同一装置发生双缝干涉，光的相邻条纹间距较大
C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小
D．用同一装置做单缝衍射实验，光的中央亮条纹更宽
【答案】B
【解析】A．太阳光射入六角形冰晶时，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律
冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由
判断可知，在冰晶中，b光的传播速度较小，故A正确；
B．a光的折射率小于b光的折射率，故a光的频率小于b光的频率，由于
c=λf
所以a光的波长大于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
知a光相邻条纹间距大，故B正确；
C．由临界角公式
可知，a光的折射率较小，a光的临界角较大，故C错误；
D．由于a光的波长大于b光的波长，根据单缝衍射实验中，入射光的波长越长，中央亮条纹越宽，故a光中央亮条纹更宽，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
5．如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°，半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上没有光透出的部分的弧长为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根据折射定律有
可得光进入玻璃后光线与竖直方向夹角为30°；过点的光线垂直入射到界面上的点射出，到之间没有光线射出，越接近A的光线入射角越大，全反射的可能性越大，根据临界角公式
可得临界角为
如果界面上临界角为，此光线在界面上的点入射，在三角形中可求得与水平方向夹角为，所以没有光线射出的圆弧对应圆心角为，所以没有光透出的部分弧长为。
故选B。
二、多选题
6．夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种光，下列说法正确的是（   ）
A．a光的频率比b光的低
B．在冰晶中，b光的传播速度比a光的大
C．用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条