2024版新教材高考物理复习特训卷考点89光的折射全反射

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点89光的折射全反射，共8页。试卷主要包含了5L，[2022·浙江1月]等内容，欢迎下载使用。

A．n1>n2，α大于某一值
B．n1n2，α小于某一值
D．n1 eq \r(2)，根据sin C＝ eq \f(1,n)，可得临界角C小于45°.由题图可得，光从空气射入棱镜，因入射角为0°，所以折射光线不偏折．当光从棱镜射向空气时，入射角等于45°，发生全反射．根据几何关系，光路是可逆的可知，出射光线是②，B正确．
6．答案：ACD
解析：光射入三棱镜的光路图如图所示，i1＝90°－30°＝60°，由折射定律得n＝ eq \f(sin i1,sin r1) ①，光在BC边折射时，由折射定律有 eq \f(1,n)＝ eq \f(sin i2,sin r2) ②，由题意知r2＝90°－30°＝60°，则i2＝r1 ③，联立①②③解得r1＝i2＝30°，n＝ eq \r(3)，A正确，B错误；由几何知识知，从AB边上射入的光在三棱镜中的传播路程s＝0.5L，C正确；光在三棱镜中传播的速度v＝ eq \f(c,n)＝ eq \f(\r(3),3)c，光在三棱镜中的传播时间t＝ eq \f(s,v)＝ eq \f(\r(3)L,2c)，D正确．
7．答案：B
解析：光束a入射到半圆形玻璃砖表面(直径)时，产生反射光束b和折射光束c，同时折射光束c在半圆形玻璃砖圆弧表面产生反射，一部分光线原路返回，并在直径界面处再次发生反射产生光束d(还有少部分沿光线a的路径反向发射出去).当光束a逆时针转过小角度Δθ时，根据反射定律，光束b顺时针旋转角度等于Δθ，选项A错误；入射光线与折射光线的方向遵循折射定律，由于n＝ eq \f(sin α,sin β)>1，故入射角α比折射角β变化快，因此光束c逆时针旋转角度小于Δθ，选项B正确；光束d是光束c反射后形成的，因此该光束会顺时针旋转一小于Δθ的角度，选项C错误；根据以上分析，光束b顺时针旋转、c逆时针旋转，因此两者之间的夹角减小，减小的角度小于2Δθ，选项D错误．
8．答案：B
解析：光路如图所示，
由于入射角α＝53°，已知光导纤维对该光的折射率为 eq \f(4,3)，由n＝ eq \f(sin α,sin β)得β＝37°；设在光导纤维中发生全反射的临界角为C，若光不损失应满足γ≥C，即sin γ≥sin C＝ eq \f(1,n)，如图所示，由正弦定理可得 eq \f(sin γ,R－r)＝ eq \f(sin （90°＋β）,R)，解得R≥16r，B正确．
9．答案：R2
解析：b光的部分光路如图所示．
在M点，根据折射定律有n＝ eq \f(sin i,sin r)
因b光在N点发生全反射，有sin C＝ eq \f(1,n)
在三角形OMN中，根据正弦定理有 eq \f(sin r,R2)＝ eq \f(sin （π－C）,R1)
ab平行光之间的距离x＝R1sin i
解得x＝R2
10．答案： eq \f(3,2)
解析：光路图如图所示
由折射定律得：n＝ eq \f(sin i,sin α)
恰好发生全反射时：n＝ eq \f(1,sin θ)
由几何关系：α＝ eq \f(π,2)－(π－2β)，θ＝ eq \f(π,2)－β
联立解得：n＝ eq \f(3,2)
11．答案： eq \f(\r(7),2) eq \f(\r(3)－1,2)a
解析：设光线在M点的折射角为θ，由折射定律有n＝ eq \f(sin 60°,sin θ)
由几何关系可知光线在N点的入射角为90°－θ，由于光线在N点恰好发生全反射，可知临界角θ0＝90°－θ
又n＝ eq \f(1,sin θ0)
解得n＝ eq \f(\r(7),2)，tan θ＝ eq \f(\r(3),2)
由图中几何关系有 eq \f(\f(a,2),tan θ)＋ eq \f(PC,tan θ)＝a
解得PC＝ eq \f(\r(3)－1,2)a
12．答案：(1)n＝ eq \r(3) (2)t＝ eq \f(4\r(6)R,c)
解析：(1)根据题意将光路图补充完整，如图所示
根据几何关系可知i1＝θ＝30°，i2＝60°
根据折射定律有n sin i1＝sin i2
解得n＝ eq \r(3)
(2)设全反射的临界角为C，则sin C＝ eq \f(1,n)＝ eq \f(\r(3),3)
光在玻璃球内的传播速度有v＝ eq \f(c,n)
根据几何关系可知当θ＝45°时，即光路为圆的内接正方形，从S发出的光线经多次全反射回到S点的时间最短，则正方形的边长x＝ eq \r(2)R
则最短时间为t＝ eq \f(4x,v)＝ eq \f(4\r(6)R,c)