2024届高考物理第一轮复习：光的折射与反射

更新时间：2023-09-03 浏览次数：86 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2023高二下·赣州月考) 如图甲所示为某同学用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象，光路图如图乙，MN为外圆的直径，从A点入射的光线延长后过N点，折射光AB与MN垂直，测得内圆的半径为r，外圆半径与内圆半径之比为 $\text{[math]}$ ， OH的距离为2r，光在真空中的速度为c，则光盘的折射率为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2023高二下·哈尔滨期中) 如图所示， P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体。某单色光沿与P的上表面成角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面。已知材料的折射率nP<nQ ，则下列说法正确的是（）

A . 从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线在同一条直线上 B . 从Q的下表面射出的光线一定与入射到P的上表面的光线平行 C . 如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于 D . 如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于

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3. (2023高二下·广东月考) 如图，一个横截面为四分之一圆的透明柱体水平放置，用单色光源从AB中点C垂直AB水平入射，已知该柱体对这种单色光的折射率 $\text{[math]}$ ，则该单色光在弧AD的折射角为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2023高三上·长兴月考) 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为 $\text{[math]}$ ， OP边上的点光源S到顶点O的距离为d ，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为 $\text{[math]}$ 。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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5. (2023高二下·浙江月考) 高速公路上标志牌使用的“回归反光膜”有两种。如图所示，一种是用球形的反射元a制成，入射光线以入射角 $\text{[math]}$ 射入玻璃珠 $\text{[math]}$ ，此后光线在球内发生反射，再次折射回空气的光线恰好和入射光线平行.另一种是用截面为等腰直角三角形的反射元 $\text{[math]}$ 制成，入射光线垂直射入三角形反射元 $\text{[math]}$ ，此后光线刚好在三角形内能发生全反射，两次全反射后射回空气的光线恰好和入射光线平行，则反射元 $\text{[math]}$ 与反射元 $\text{[math]}$ 的折射率之比为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. (2023高三上·茂名开学考) 如图是一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影，水面下的景物则根本看不到.下列说法中正确的是（）

A . 水下的石头看起来的深度比实际深一些 B . 彩虹的成因是光的衍射 C . 远处对岸山峰和天空彩虹的倒影十分清晰，是由于光的干涉所引起的 D . 远处水面下景物看不到，是由于光线发生了全反射

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7. (2023高二下·河南月考) 如图所示，有一横截面为矩形的玻璃砖，短边长度为l，长边长度为2l，A是短边上的中点，一束单色光从A点以45°的入射角射入玻璃。已知玻璃砖对这种单色光的折射率为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的速度为 $\text{[math]}$ ，则该单色光从进入玻璃砖到离开玻璃砖的最短时间为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. (2023·温州模拟) 如图所示，一均匀透明体上部分为半球、下部分为圆柱，半球的半径和圆柱上表面的半径均为R，圆柱高度为5R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，半球上发光部分的表面积 $\text{[math]}$ （已知球冠表面积的计算公式为 $\text{[math]}$ ， r为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度），不计光的二次反射，该透明物质对光的折射率为（　　）

A . 1.33 B . 1.41 C . 1.67 D . 2.00

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9. (2023·浙江模拟) 反光材料广泛应用于交通标志标线、突起路标、轮廓标识、交通锥、防撞筒等各种道路交通安全设施。某种反光材料的有效单元的微观结构如图所示，是半径为R、球心为O的玻璃半球， $\text{[math]}$ 为半球的底面端点。现有一细光线从距离O点 $\text{[math]}$ 的D点垂直于 $\text{[math]}$ 射入玻璃半球，光线恰好在球面发生全反射，最后又从底面射出。已知光在真空中的速度为c。则光线在玻璃半球中传播的时间为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多项选择题

10. (2022高二下·浙江月考) 超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示．在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 $\text{[math]}$ ．一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽．已知相邻两棱镜斜面间的距离 $\text{[math]}$ ，脉冲激光中包含不同频率的光1和光2，它们在棱镜中的折射率分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ．取 $\text{[math]}$ ．则下列说法正确的是（）

A . 上方光线为光1 B . 光1和光2通过相同的干涉装置后，光2对应的干涉条纹间距更大 C . 为使光1和光2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，则 $\text{[math]}$ D . 若 $\text{[math]}$ ，则光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差约为 $\text{[math]}$

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11. (2022高二下·湖南月考) 如图所示，某小区喷水池底部水平，在底部 $\text{[math]}$ 处装有红色和紫色的 $\text{[math]}$ 灯（视为点光源），可在水面形成红色和紫色的光斑。水面较宽且平静， $\text{[math]}$ 灯距水面的深度为 $\text{[math]}$ 。已知水对红光和紫光的折射率分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 红光在水中的传播速度是紫光在水中传播速度的 $\text{[math]}$ 倍 B . 红光在水中发生全反射的临界角是紫光在水中发生全反射临界角的 $\text{[math]}$ 倍 C . 红光在水面形成的光斑的面积大小是 $\text{[math]}$ D . 红光在水面形成的光斑面积小于紫光在水面形成的光斑面积

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12. 如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，则（）

A . 此玻璃的折射率为 $\text{[math]}$ B . 光从B到D需用时 $\text{[math]}$ C . 若增大∠ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象 D . 若减小∠ABD，从AD段射出的光线均平行于AB

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13. 在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤不是均匀的圆柱体，而呈现圆台形状(如图所示)。已知此光纤长度为L，圆台对应底角为θ，折射率为n，真空中的光速为c。现光从下方垂直射入下台面，则（）

A . 光从真空射入光纤，光的频率不变 B . 光通过此光纤到达小截面的最短时间为 $\text{[math]}$ C . 从上台面射出的光束一定是平行光 D . 若满足 sin θ> $\text{[math]}$ ，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出

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14. 如图所示，S为位于泳池底部的一点光源，当泳池注入部分水时，从泳池上方观察发现，被光源照亮的水面为一直径等于d的圆形区域，若想让被照亮区域的面积增大，可采取的方法是（）

A . 继续向泳池注水，增加水深 B . 放出部分池水，减小水深 C . 将水换成折射率比水大的某种液体 D . 将水换成折射率比水小的某种液体

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三、非选择题

15. 如图所示，一束只含红光和蓝光频率成分的复色光，沿 $\text{[math]}$ 方向垂直于直径AC射入半圆形透明砖中，可以观察到分成了三束光线分别沿 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 方向射出。 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 平行。则可以判断光线 $\text{[math]}$ 一定是，光线 $\text{[math]}$ 一定是，光线 $\text{[math]}$ 一定是。（以上均填“红光”“蓝光”或“红光与蓝光的复色光”）

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16. 宽为10 m、中央水深为4 m的池塘边有一棵树，站在正对岸边的人看到树顶端的倒影与池塘底部中央的点光源在一条直线上。已知人眼到水面的高度为1.5 m，树顶端到水面的高度为6 m，则水的折射率为。若在水面上各处都看不到该光，则至少要在水面上铺设直径为m的遮光膜。(结果可用根号表示)

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17. (2016·新课标Ⅲ卷)
【物理-选修3-4】如图，玻璃球冠的折射率为 $\text{[math]}$ ，其底面镀银，底面的半径是球半径的 $\text{[math]}$ 倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。

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18. (2020·兴庆模拟) 如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）．已知玻璃的折射率为1.5．现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）．求：

（i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；

（ii）距光轴 $\text{[math]}$ 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离．

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19. (2022高二上·孝感期中) 图（一）是我国宇航员王亚平太空授课时“玩水球”，水滴在完全失重环境下成为一透明的球体，当太阻光照射到“水球”上时，光会被折射和反射而形成彩虹。如图（二）为某均匀透明球形液滴的截面图，圆心O在球心上。球半径为R。一束光从空中（看作真空）平行直径AOB射到圆上的C点，入射角 $\text{[math]}$ ，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB折射向空中。求：
1. （1）液滴对该光的折射率n；
2. （2）该光从C点射入液滴经一次反射从D点射出在液滴内传播的时间t。（光在真空中的传播速度为c）
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20. (2022·新乡模拟) 如图所示，某透明体的横截面为直角三角形 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 边的长度为L。光线 $\text{[math]}$ 从 $\text{[math]}$ 边的中点P沿与 $\text{[math]}$ 面夹角 $\text{[math]}$ 的方向射入透明体，恰好垂直 $\text{[math]}$ 面射出。真空中的光速为c。求：
（i）透明体对光线的折射率n；
（ii）光线从P点射入至射到 $\text{[math]}$ 面的时间t。

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21. (2023高二下·陆良期中) 在“测玻璃的折射率”实验中：
1. （1）如图，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是____；
  
  A . 为了减小作图误差， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的距离应适当取大些 B . 为减少测量误差， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的连线与法线 $\text{[math]}$ 的夹角应尽量小些 C . 可以用手触摸光学表面，不会影响测量 D . $\text{[math]}$ 界面一定要与 $\text{[math]}$ 平行，否则会有误差
2. （2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。
3. （3）若该同学在确定 $\text{[math]}$ 位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把 $\text{[math]}$ 位置画的偏左了一些，测出来的折射率。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
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22. (2023高二上·中山期末) “测定玻璃的折射率”的实验中，在水平放置的白纸上放好玻璃砖， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。
1. （1）在插 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时，应使（选填选项前的字母）
  A． $\text{[math]}$ 只挡住 $\text{[math]}$ 的像 B． $\text{[math]}$ 只挡住 $\text{[math]}$
  
  C． $\text{[math]}$ 同时挡住 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的像 D． $\text{[math]}$ 挡住 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的像
2. （2）该小组用同一套器材完成了四次实验，如图记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________
  
  A . B . C . D .
3. （3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线 $\text{[math]}$ 的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率 $\text{[math]}$ 。（用图中线段的字母表示）
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23. (2023高三上·吉安月考) 如图所示，某透明材料的横截面是半径为 $\text{[math]}$ 的半圆， $\text{[math]}$ 为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ ；透明材料的折射率为 $\text{[math]}$ ，底面 $\text{[math]}$ 用吸光材料涂黑。入射光平行于 $\text{[math]}$ 射向圆面上的P点，经两次折射后射出。已知真空中的光速为 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）出射光线与开始的入射光线间的夹角 $\text{[math]}$ ；
2. （2）光通过透明材料的时间。
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24. (2022·成都模拟) 如图，ABDEF是某玻璃棱镜的横截面，它由直角三角形ABD和矩形ADEF构成，AF和DE边表面镀银（仅考虑反射），一光线平行于AD从AB边上M点射入棱镜。已知真空中的光速为c， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，玻璃的折射率 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）光线在M点发生折射的折射角大小；
2. （2）光线从M点到第一次射出棱镜经历的时间。
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