专题22光的折射和全反射-2024高考物理真题分类汇编（全国版 含解析）

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2024高考物理真题分项解析
专题22 光的折射和全反射
1. （2024年6月浙江省物理选考）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（　　）
A. 激光在水和空气中速度相同
B. 激光在水流中有全反射现象
C. 水在空中做匀速率曲线运动
D. 水在水平方向做匀加速运动
【答案】B
【解析】
光在介质中的速度为，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误；
水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角，发生了全反射，故B正确；
水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速度在增大，故C错误；
水在水平方向做匀速直线运动，故D错误。
2. （2024年高考海南卷） 一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直火OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（　　）
A. B.
C. D. 2
【答案】C
【解析】
如图所示
根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为
根据全反射的临界条件可得
解得
故选C。
3. （2024高考重庆卷）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略气壁厚度，由该方案可知（ ）
A. 若h = 4cm，则
B. 若h = 6cm，则
C. 若，则h = 10cm
D. 若，则h = 5cm
【答案】B
【解析】
根据几何关系画出光路图，如图所示
标注入射角θ1，折射角θ2，根据折射定律可得
选项A．若，则，故A错误；
选项B．若，则，故B正确；
选项C．若，则，故C错误；
选项D．若，则，故D错误。
4. （2024年高考广东卷） 如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　）
A. 在PQ面上，红光比绿光更靠近P点
B. 逐渐增大时，红光的全反射现象先消失
C. 逐渐增大时，入射光可能MN面发生全反射
D. 逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大
【参考答案】B
【名师解析】由于红光的频率比绿光小，根据频率小折射率小，可知红光的折射率小于绿光。在MN面，入射光的入射角相同，根据折射定律，n=，可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知，绿光比红光更靠近P点，A错误；根据发生全反射的临界角公式 sinC=1/n，可知红光发生全反射临界角较大。逐渐增大时，红光的全反射现象先消失，B正确；在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论入射角多大，在MN面，都不可能发生全反射，C错误；根据折射定律产生条件，n=，可知入射角逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增小，D错误。
5. （2024高考江苏卷）现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示（β1<β2），已知折射率随浓度增大而变大。则（　　）
A. 甲折射率大
B. 甲浓度小
C. 甲中光线的传播速度大
D. 甲临界角大
【答案】A
【解析】
入射角相同，由于，根据折射定律可知，故甲浓度大；根据，可知光线在甲中的传播速度较小，由可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。故选A
6. （2024高考甘肃卷）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（　　）
A. 该材料对红光的折射率为
B. 若，光线c消失
C. 若入射光a变为白光，光线b为白光
D. 若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直
【答案】ABC
【解析】
根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为
故A正确；
设临界角为C，得
故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确；
由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确；
对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。故选ABC。
7.（2024高考全国理综甲卷）. 一玻璃柱的折射率，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。
【答案】
【解析】
如图，画出光路图
可知
设临界角为C，得
，
根据可得
解得
故可得
故可知
8. （2024年1月浙江选考）在如图所示的直角坐标系中，平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面（z轴垂直纸面向外）。在介质I中的（0，）处有一点波源，产生波长为、速度为v的波。波传到介质Ⅱ中，其速度为，图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，此时波源也恰好位于波峰。M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则（　　）
A. 介质Ⅱ中波的频率为
B. S点的坐标为（0，）
C. 入射波与反射波在M点相干减弱
D. 折射角的正弦值
【答案】BD
【解析】
波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为
故A错误；
B．在介质Ⅱ中波长为
由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，故S点的坐标为（0，），故B正确；
C．由于S为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R和S点，则R也为波峰，故P到R比P到O多一个波峰，则
则
由于
故不在减弱点，故C错误；
D．根据
则
解得
故D正确。
故选BD。
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