高考物理二轮复习专项训练模型70 光学+弧形玻璃砖模型（原卷版）

模型70光学+弧形玻璃砖模型1.（2020高考江苏物理）我国的光纤通信技术处于世界领先水平.光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的_______（选填“大”或“小”）。.某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为SKIPIF1<0，则该内芯的折射率为_______.（取SKIPIF1<0，结果保留2位有效数字）2．（2020年7月浙江选考）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SKIPIF1<0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．SKIPIF1<0之间的距离为SKIPIF1<0C．光在玻璃砖内的传播速度为SKIPIF1<0D．光从玻璃到空气的临界角为30°最新模拟题1..2023年10月宜荆荆随高三联考）如图甲所示是玻璃半圆柱体的横截面，一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面上过O点的法线成SKIPIF1<0角。CD为足够大的光学传感器，可以探测反射光的强度。从AB面反射出的光强随SKIPIF1<0变化情况如图乙所示，则（）A.SKIPIF1<0减小到0°时光将全部从AB界面透射出去B.SKIPIF1<0减小时反射光线和折射光线夹角随之减小C.半圆柱体相对该红光的折射率为SKIPIF1<0D.改用紫光入射时CD上反射强度最大值对应的SKIPIF1<02..(2023浙江杭州九校期中联考)如图，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，则下列判断正确的是（）A.玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率B.在玻璃砖中，a光的速度大于b光的速度C.a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长D.以同一入射角从某介质射入空气，若a恰发生全反射，则b光一定能发生全反射。3..（2023四川成都石室中学二诊）如图所示，AOB为半径为R的扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射角为60°，折射光线平行于BO边，C点到BO面的距离为SKIPIF1<0，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在空气中的传播速度为c，求：（1）玻璃砖的折射率；（2）光在玻璃砖中传播的时间。4.（12分）（2023湖北重点高中期中联考）如图所示，MNP是截面为扇形的透明介质的横截面图，顶角SKIPIF1<0，今有一束单色光线在横截面内从MN的中点S沿垂直MN的方向射入透明介质，一部分光线经NP面反射后恰好未从MP面射出，只考虑两次反射作用.求：（1）该光全反射时的临界角；（2）透明介质的折射率.（计算结果保留根式）5.（2023湖南押题卷）如图所示，半圆形透明体的半径为R，光屏SKIPIF1<0置于直径SKIPIF1<0的右端并与透明体的直径SKIPIF1<0垂直，一单色光以人射角i=30°射向透明体的圆心O，出射光线与SKIPIF1<0的夹角SKIPIF1<0。真空中的光速为c。该单色光进入透明体后到达光屏的时间为（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<06.（2023河南洛阳等4市三模）在如图所示的平面内，两细束单色光a、b从真空中射入半圆形玻璃砖中，经过半圆形玻璃砖折射后，会聚到圆心O，从圆心O均沿光路OC又出射到真空中。关于单色光a、b的有关特点，下列说法正确的是（）A.半圆形玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率B.在真空中，a光的波长大于b光的波长C.a光的频率大于b光的频率D.在半圆形玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度E.a光由真空射入到半圆形玻璃砖中，其频率不变。7.（2023四川成都树德中学二诊）（5分）如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料对红光的折射率n=2，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，已知光在真空中速度为c，则以下说法正确的是（）A．红光在该材料中传播的速度为SKIPIF1<0B．光从该材料射到空气发生全反射的临界角为45°C．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为SKIPIF1<0D．照射在AC边上的入射光，有弧长为SKIPIF1<0区域的光不能从AB、BC边直接射出E．将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度减小。8.（2023湖南新高考教研联盟第二次联考）如图所示，某玻璃砖的截面由半径为R的半圆和等边三角形ABC组成，AB是半圆的直径，O为半圆的圆心。单色光平行于CO照射在AC面上，其中从AC中点射入玻璃砖的光线恰好经过半圆圆心O点（图中已画出），不考虑光线的反射。下列说法正确的是（）A.玻璃砖对该单色光的折射率为SKIPIF1<0B.进入玻璃砖的所有光线都能够从半圆面射出C.光线从AC面传播到圆弧面，经过圆心O点的光线传播的时间最长D.若调整入射光线的角度，光线可能在AC面进入玻璃砖时发生全发射9.（2023湖南衡阳二模）如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分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.若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从B点射出D.若仅将复色光的入射点从O平移到D的过程中，可能出现从圆弧射出的两束光线平行10.（2023河北张家口宣化一中二模）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，半径为R。一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出，已知光线在M点的入射角为30o，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°，光在真空中的传播速度为c。求：（1）透明物体的折射率；（2）光线从M点传到N点所用的时间。11.（2023四川成都名校联盟三模）（10分）如图（a），一透明圆锥体水平放置，底面圆心在O点，半径为R，纵截面ABC为等腰三角形，顶角SKIPIF1<0，介质的折射率为SKIPIF1<0，O点与圆锥体上方水平放置的圆形光屏MN的距离为SKIPIF1<0，一束环形单色光竖直向上照射在AB面上；光照在圆锥底面环形区域的俯视图如图（b），其中内圆P的半径为SKIPIF1<0，外圆Q的半径为SKIPIF1<0。真空中的光速为c，不考虑光线在介质中的多次反射。求：（ⅰ）内圆P边界处的光线到达AC面经过的时间t；（ⅱ）光屏MN上被照亮的面积S。图（a）图（b）12.（2023四川成都蓉城名校联盟联考）2021年12月9日，“天宫课堂”第一课正式开讲，某同学在观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的传播，俯视图如图所示。已知玻璃砖的折射率为SKIPIF1<0，外圆半径为2R，光线a沿半径方向射入玻璃砖，光线b与光线a平行，两束光线之间的距离为x=SKIPIF1<0R，光线b经折射后恰好与内柱面相切；光在真空中的传播速度为c。求：（1）该玻璃砖的内圆半径r；（2）光线a、b在外圆界面内传播的时间差∆t（不考虑光线反射）。13（10分）（2023江西红色十校第一次联考）如图所示，AOB是截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径为R，一束单色光从OA的中点G垂直OA射入，在圆弧面上的D点发生反射和折射，反射光线和折射光线分别照射到OB所在平面上的E点和F点，已知△EDF为直角三角形。（ⅰ）求玻璃砖对光的折射率；（ⅱ）若将入射光从G点向上平移，则向上平移多大距离，光照射到圆弧面上刚好发生全反射？14．（8分）（2023山东青岛期末）如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心O