2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案085-课时作业72 光的折射 全反射（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案085-课时作业72 光的折射 全反射（教用），共40页。
1．多选 关于折射率，下列说法正确的是（ ）
A. 由n=sinθ1sinθ2可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比
B. 由n=sinθ1sinθ2可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C. 介质的折射率与光的频率有关
D. 折射率与介质本身性质有关，与入射角的大小无关
【答案】CD
【解析】介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，A、B错误，C、D正确。
2．（2025·广西卷·5）如图，在扇形玻璃EOG中，OE⊥OF，可见光分别从E点沿EM、EN射向真空。该玻璃对可见光的折射率为2，则（ ）
A. 沿EM的光发生全反射，沿EN的光不发生全反射
B. 沿EM的光不发生全反射，沿EN的光发生全反射
C. 沿EM、EN的两束光都发生全反射
D. 沿EM、EN的两束光都不发生全反射
【答案】C
【解析】过M点和N点分别作两条法线OM、ON，设沿EM的光的入射角为θ ，沿EN的光的入射角为α ，如图所示，则在等腰三角形OEM中，∠EOM+2θ=180∘ ，又∠EOM45∘ ；同理，在等腰三角形OEN中，∠EON+2α=180∘ ，又∠EON45∘ ；根据sinC=1n得C=45∘ ，由于α 和θ 均大于C，故沿EM和EN的光都发生全反射，C正确。
3．如图所示，一束细白光从半圆形玻璃砖顶点垂直于PQ向圆心O射去。保持入射光不变，让玻璃砖绕圆心逆时针缓慢转动，当转过α 角时，恰好没有任何光线从PQ边射出。由此可以判定（ ）
A. 红光的临界角是αB. 红光的临界角是α2
C. 紫光的临界角是αD. 紫光的临界角是α2
【答案】A
【解析】当转过α 角时，光线在PQ界面上的入射角为α ，此时恰好没有任何光线从PQ边射出，可知临界角为α ；因为紫光对应的折射率最大，根据sinC=1n可知，紫光的临界角最小，最先消失的是紫光，现在恰好没有任何光线射出，说明临界角最大的红光恰好没有射出，所以红光的临界角为α ，故A项正确，B、C、D项错误。
4．多选 如图所示，两束单色光a、b平行射入平行玻璃砖上表面，光束a是红光，光束b是绿光。若不考虑光束在平行玻璃砖下表面反射后的情况，下列说法正确的是（ ）
A. 光束a比b在玻璃砖中的传播速度大
B. 光束b在平行玻璃砖下表面可能发生全反射
C. 两束单色光穿过平行玻璃砖下表面后可能重合为一束光
D. 两束单色光穿过平行玻璃砖下表面后若仍为两束单色光，两束光可能不再平行
【答案】AC
【解析】根据题意可知，玻璃砖对光束a的折射率小于对光束b的折射率，由公式n=cv可得，光束a比b在玻璃砖中的传播速度大，故A正确；由光路可逆可知，光束b在平行玻璃砖下表面不可能发生全反射，故B错误；因为玻璃砖上下表面平行，光线在玻璃砖下表面折射时的入射角等于在上表面折射时的折射角，根据光路可逆可知，第二次折射的折射光线与第一次折射的入射光线平行，所以从玻璃砖下表面射出的两束光仍然平行，如果玻璃砖的厚度、两束入射光的入射位置合适，两束单色光穿过平行玻璃砖下表面后可能重合为一束光，故C正确，D错误。
5．图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（ ）
A. a的折射率比b的大B. a的频率比b的大
C. a的传播速度比b的小D. a的波长比b的大
【答案】D
【解析】由题图可知，太阳光射入冰晶时，a的偏折程度比b的偏折程度小，则a的折射率比b的小，a的频率比b的小，a的波长比b的大；根据v=cn可知，a的传播速度比b的大。故选D。
6．（2026·江西南昌模拟）多选 如图所示是一细长圆柱体光纤的横截面，内层介质折射率为n1，外层介质折射率为n2(n2>2)。一束单色光以入射角θ(θ≠0)从光纤左端中心O点进入光纤，并在内层与外层的界面发生全反射。已知光纤长度为L，真空中光速为c。下列说法正确的是（ ）
A. n1>n2
B. 频率越大的光在光纤中传播的速度越大
C. 增大θ ，单色光可能在光纤左端发生全反射
D. 光在光导纤维中传播的时间为Ln12cn12−sin2θ
【答案】AD
【解析】发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，所以n1>n2，故A正确，C错误；频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据v=cn可知光在光纤中传播的速度越小，故B错误；当入射角为θ 时，设折射角为r，根据折射定律有n1=sinθsinr，由数学知识可知 csr=n12−sin2θn1，根据几何关系可知，光的传播距离x=Lcsr，由n=cv知传播速度v=cn1，则传播的时间t=xv=Ln12cn12−sin2θ，故D正确。
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7．多选 如图所示，OBCD为半圆柱体介质的横截面，OD为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿AO方向从真空射入介质，分成两束分别射到圆柱面的B、C两点。只考虑第一次射向圆弧的光线，下列说法正确的是（ ）
A. 从B、C两点射出的光分别是黄光、蓝光
B. 光从O传到B与光从O传到C的时间相等
C. 若从圆弧面只有一束光线射出，则一定是从B点射出
D. 仅将复色光的入射点从O平移到D的过程中，可能出现从圆弧面射出的两束光线平行
【答案】BD
【解析】由于光束OB的偏折程度大于OC，可知光束OB为蓝光，光束OC为黄光，A错误；设OD长度为d，折射角分别为θB、θC，连接B、D和C、D，如图甲，根据nB=sinisinθB=cvB、nC=sinisinθC=cvC，解得sinθBvB=sinθCvC，光在介质中传播的时间为tB=dsinθBvB、tC=dsinθCvC，解得tB=tC，故B正确；sinC=1n，又n黄45∘ ，与题干矛盾，A错误；若n=1.6，则sinC=1n=11.6>12=sin30∘ ，θ≥C>30∘ ，θ 不可设为30∘ ，B错误；若第二次全反射入射角为70∘ ，则θ=35∘ ，若n=2，则sinC=1n=12=sin30∘ ，θ>C=30∘ ，C正确；将入射光线左移，如图乙所示，出射光线也左移，D正确。
9．（2025·安徽合肥模拟）（8分）如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠C=90∘ ，∠B=30∘ ，边AC长为a，棱镜的折射率为2。一束光线从AC边的中点D垂直射入棱镜，不考虑光线在棱镜中的多次反射，已知光在真空中的传播速度为c，求：
（1） 光线射出棱镜时的方向与射出点法线的夹角；
（2） 光线在棱镜中的传播时间。
【答案】（1） 45∘
（2） 56a6c
【解析】
（1） 设临界角为C，根据n=1sinC，
解得 sinC=22，
可得C=45∘ ，
作出光线在棱镜中的传播路径如图所示
根据几何关系知α=60∘>C，
所以光线在AB面发生全反射，根据几何关系知β=30∘ ，
根据折射定律有n=sinθsinβ，
解得 sinθ=22，
可得θ=45∘ 。
（2） 光线在棱镜中的传播速度
v=cn=22c，
根据几何关系知光在棱镜中的传播路程s=asin60∘+a2sin60∘=536a，
光在棱镜中的传播时间t=sv=56a6c。
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10．（2025·广东揭阳模拟）（10分）如图甲所示某种半圆柱形透明新材料的半径为R，距圆心O为1.5R的弧形CD为光学传感器，可以探测光的强度。激光束由空气中沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ 角射入，经AB面反射出来的光，由光学传感器CD探测到的光强随角度θ 变化的情况如图乙所示，图线是用两种不同频率的激光束a、b分别单独射入时所得。若空气中的折射率与真空中相同，光在真空中的速度为c，取sin53∘=0.8、cs53∘=0.6，求：
（1） 这种新材料对激光束a、b的折射率之比；
（2） 激光束a、b从射入半圆柱形透明新材料到光学传感器CD接收到激光束信号的时间差。
【答案】（1） 5:8
（2） 3R2c
【解析】
（1） 由题图乙知，对激光束a，当θ=53∘ 时发生全反射，则na=1sin53∘=1.25，
对激光束b，当θ=30∘ 时发生全反射，则nb=1sin30∘=2，
则新材料对激光束a、b的折射率之比为na:nb=5:8。
（2） 在新材料中激光束a的速度为va=cna，
在新材料中激光束b的速度为vb=cnb，
在空气中的速度均为c，而在新材料中通过的路程都为2R，则通过的时间差为
Δt=(2Rvb+0.5Rc)−(2Rva+0.5Rc)，
解得Δt=3R2c。