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文档简介
训练2光的折射和全反射的综合应用1.(多选)(2023·湖南卷·7)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光光束与水面的夹角为α,如图所示。他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是()A.水的折射率为eq\f(1,sin41°)B.水的折射率为eq\f(1,sin49°)C.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°2.如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角θ=60°时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则()A.玻璃砖的折射率为1.5B.OP之间的距离为eq\f(\r(2),2)RC.光在玻璃砖内的传播速度为eq\f(\r(3),3)cD.光从玻璃到空气的临界角为30°3.(2023·广东江门市一模)如图所示为一个半径为R的半球形玻璃砖的剖面图,其中O为圆心,AB为直径,OO′为AB的垂线。(1)一束细光线在OB的中点处垂直于AB从下方入射,光线从玻璃砖的上表面射出时与OO′的夹角为15°,则玻璃的折射率n的大小为__________;(2)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从上表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为________。4.(2022·全国甲卷·34(2))如图,边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面,M为AB边的中点。在截面所在的平面,一光线自M点射入棱镜,入射角为60°,经折射后在BC边的N点恰好发生全反射,反射光线从CD边的P点射出棱镜,求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。5.2021年12月9日,我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示,王亚平在水球里注入一个气泡,观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图,如图乙所示,内径是R,外径是eq\f(8,3)R。假设一束单色光(纸面内)从外球面上A点射入,光线与AO直线所成夹角i=30°,经折射后恰好与内球面相切。已知真空中光速为c,则()A.单色光在水球中的折射率为eq\r(2)B.单色光在水球中的传播时间为eq\f(4\r(55)R,9c)C.只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角,就能够在内球面发生全反射D.只要调整好A点射入的单色光与AO直线的夹角,就能够在外球面发生全反射6.(2024·江苏省模拟)如图所示,横截面为直角梯形的透明体ABDE折射率为eq\r(2),∠BAE和∠AED均为90°,AE边界上的O点与A点距离为a,一束激光从O点与AE成45°的夹角射入透明体,能传播到AB边界,已知真空中光速为c,求:(1)光由O点传播到AB边界的时间t;(2)光经AB边界反射后,射到BD边界能发生全反射,∠BDE的最大值α。7.(2023·陕西咸阳市二模)如图甲所示,某汽车大灯距水平地面的高度为92.8cm;图乙为该大灯结构的简化图,由左侧旋转抛物面和右侧半径为R的半球透镜组成,对称轴以下装有挡光片,光源位于抛物面的焦点F处,已知点光源发出的光经旋转抛物面反射后,均垂直半球透镜的竖直直径MN进入透镜(只考虑纸面内的光),光在半球透镜中的折射率n=eq\f(4,3),已知透镜直径远小于大灯离地面的高度,忽略在半球透镜内表面反射后的光。(已知sin48°=0.75,sin37°=0.6,tan16°=0.29)(1)求所有垂直MN进入的光在透镜球面上透光部分的长度;(2)若某束光从A点射入半球透镜,MA=eq\f(1,5)MN,求这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离。8.(2023·山东卷·16)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为n(n<eq\r(2))。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至N下端面,N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。(1)从M下端面出射的光与竖直方
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