2024高考物理一輪復(fù)習(xí)：光的折射全反射（練習(xí)）（學(xué)生版+解析）

第62講光的折射全反射

（模擬精練+真題演練）

?最新模擬精練_____________________

1.（2023?河北秦皇島?青龍滿族自治縣第一中學(xué)校聯(lián)考三餐）透明半圓柱體的橫截面為圓心為。、半徑為R

的半圓，如圖所示。用紅色激光垂直直徑MN方向照射半圓柱體，入射點(diǎn)從。點(diǎn)右移至右側(cè)半徑中點(diǎn)A時，

從上方弧面B點(diǎn)出射的光線恰好消失；入射激光繞A點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)至々角（未知）時，從上方弧面出射的光

線恰好與在A點(diǎn)的入射光線平行。己知真空中的光速為c,半圓柱體周圍可視為真空，則（）

B.從A點(diǎn)垂直入射的光線在半圓柱體內(nèi)的傳播時間為出

2c

C.從A點(diǎn)以a角入射時，上方弧面的出射光線一定過。點(diǎn)正上方的尸點(diǎn)

D.從A點(diǎn)以“角入射時，在柱體內(nèi)的折射角/（未畫出）的正弦值為《

2.（2024?浙江?校聯(lián)考模擬預(yù)測）某半徑為廠的類地行星表面有一單色點(diǎn)光源P,其發(fā)出的各方向的光經(jīng)過

厚度為（應(yīng)-1）八折射率為"=2的均勻行星大氣層（圖中陰影部分）射向太空。取包含尸和行星中心。的

某一截面如圖所示，設(shè)此截面內(nèi)一衛(wèi)星探測器在半徑為2r的軌道上繞行星做勻速圓周運(yùn)動，忽略行星表面

A.大氣外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長為立佇

3

B.衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，任意時刻只能在軌道上某部分觀測到光，這部分軌道弧長為弩

C.若該行星沒有大氣層，則衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，在軌道上能觀測到光軌道弧長與有大氣層時的光軌道

弧長相同

D.若探測器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測器接收到光的頻率一定大于光源發(fā)出的頻率

3.（2023?廣東珠海?珠海市第一中學(xué)校考三模）在折射率為〃=后的液體內(nèi)部有一點(diǎn)光源S,點(diǎn)光源可以向

各個方向移動。某時刻，在液面上觀察到半徑為R=0.2m的圓形光斑?，F(xiàn)讓點(diǎn)光源S向某個方向勻速移動,

發(fā)現(xiàn)光斑最右側(cè)邊沿B位置不動,最左側(cè)邊沿。向左側(cè)移動，經(jīng)過2s,有東西側(cè)邊沿。向左移動了x=2&m,

側(cè)面圖如圖所示，則點(diǎn)光源S的移動速度方向和大?。ǎ?/p>

—R-、---?/-I——液面

液體內(nèi)部

I

I

I

I

A.水平向左B.水平向右C.v=lm/sD.y=&m/s

4.（2024?浙江?模擬預(yù)測）如圖甲所示是玻璃半圓柱體的橫截面，一束紅光從真空沿半圓柱體的徑向射入,

并與底面上過。點(diǎn)的法線成。角。。為足夠大的光學(xué)傳感器，可以探測反射光的強(qiáng)度。從AB面反射出的

光強(qiáng)隨。變化情況如圖乙所示，則（）

B,。減小到0。時光將全部從界面透射出去

C.。減小時反射光線和折射光線夾角隨之減小

D.改用紫光入射時CD上反射強(qiáng)度最大值對應(yīng)的8>53°

5.（2022?浙江.舟山中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一半徑為R的玻璃半球，。點(diǎn)是半球的球心，虛線

表示光軸（過球心。與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為1.5。現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球

的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線）。則以下說法錯誤的是（）

A.該光在玻璃中的傳播速度是2xl（）8m/s

B.該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為:

2

C.從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值為3H

D.距光軸;R的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為2.4R

6.（2023?浙江?模擬預(yù)測）半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，。點(diǎn)為圓心，為直徑的垂線，足夠大

的光屏尸。與直徑垂直并接觸于N點(diǎn)，已知半圈形玻璃胸的半徑R=15cm,折射率〃=石。一細(xì)束激光

沿半徑方向射向圓心。點(diǎn)，入射光線與。。'夾角0=30。，光屏尸。上出現(xiàn)兩個光斑，則這兩個光斑之間的距

A.2。拒cmB.20^3cmC.”也cmD.5y/3cm

33

7.（2023?安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測）光纖通信有傳輸容量大、傳輸衰減小、抗干擾性及保密性強(qiáng)等多方面的

優(yōu)點(diǎn)，我國的光纖通信起步較早，現(xiàn)已成為技術(shù)先進(jìn)的幾個國家之一，如圖甲是光纖的示意圖，圖乙是光

纖簡化示意圖（內(nèi)芯簡化為長直玻璃絲，外套簡化為真空），玻璃絲長為AC=L折射率為小AB,CD代

表端面，光從AB端面以某一入射角。進(jìn)入玻璃絲，在玻璃絲內(nèi)部恰好發(fā)生全反射，知光在真空中傳播速度

為c,下列選項(xiàng)正確的是（）

甲乙

A.內(nèi)芯相對于外套是光疏介質(zhì)

B.sm6=—

n

C.光在玻璃絲中傳播的速度為csin。

D.光在玻璃絲中從4B端面?zhèn)鞑サ紺O端面所用的時間為

C

8.（2024?山西大同?統(tǒng)考模擬預(yù)測）為觀察光的傳播現(xiàn)象，一同學(xué)用半圓柱形玻璃磚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其橫截面

如圖所示，此時底面30與右側(cè)豎直光屏平行。一束白光從玻璃磚左側(cè)垂直于瓦）射到圓心。上，在光屏上C

點(diǎn)出現(xiàn)白色亮斑，使玻璃磚底面繞。逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)e（o<e<9o。），觀察到屏上的白色亮斑在偏離c點(diǎn)的

同時變成下紫、上紅的彩色光斑。隨著。角緩慢變大，下列說法正確的是（）

A.折射光斑在豎直屏上向上移動

B.紅光在玻璃磚中傳播速度最大

C.彩色光斑沿光屏向上移動，紫光最先消失

D.彩色光斑沿光屏向下移動，紅光最先消失

9.（2023?廣東?廣州市第二中學(xué)校聯(lián)考三模）彩虹的形成是雨后太陽光射入空氣中的水滴先折射，然后在

水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時再次折射形成。如圖所示，一束太陽光從左側(cè)射入球形水滴，。、b

是其中的兩條出射光線，一條是紅光，另一條是紫光。關(guān)于a光和b光的說法中，正確的是（)

A.。光是紅光B.。光的波長更長

C.b光更容易發(fā)生衍射D.在真空中傳播時，b光的速度更大

10.（2023?云南保山?統(tǒng)考三模）到2022年10月12日為止我國宇航員已進(jìn)行了三次太空授課，在天宮課

堂上我們看到宇航員們演示物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從中獲取知識。如圖甲所示，某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實(shí)

驗(yàn)后，想研究光在含有氣泡的水球中的傳播情況，于是找到一塊環(huán)形玻璃磚模擬光的傳播，俯視圖如圖乙

所示。光線。沿半徑方向射入玻璃磚，光線6與光線a平行，兩束光線之間的距離設(shè)為x,已知玻璃磚內(nèi)圓

半徑為R,外圓半徑為2R,折射率為后，光在真空中的速度為c,不考慮光的多次反射。下列關(guān)于光線6

A.當(dāng)了＞近我時，光可能經(jīng)過內(nèi)圓

B.當(dāng)》=&尺時，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線的夾角為30°

C.當(dāng)》=a尺時，光線在玻璃磚中的傳播時間為2旦

C

D.此狀態(tài)下的太空水球處于完全失重狀態(tài)，不受重力

11.（2023?江蘇揚(yáng)州?統(tǒng)考三模）如圖1所示，固定在容器中的油量計(jì)由許多透明等厚、長度不等的薄塑料

片疊合而成。每個薄片的形狀如圖2所示，其底部為等腰直角三角形。光豎直向下射入油量計(jì)，塑料片下

端浸入油中時，大部分光經(jīng)折射進(jìn)入油中，少部分反射回觀察窗口：塑料片未浸入油中時，光在塑料片底

部發(fā)生全反射而返回油量計(jì)上端，可以通過觀察窗上的亮暗分布來判斷油量的多少。已知塑料片的折射率

為如，油的折射率為%,貝（I（）

A.%一定小于"2

B.如一定大于1.4

C.隨著油量的減少，觀察窗左邊最先開始亮

D.觀察窗亮的部分越長，說明剩余油量越多

12.（2023?湖南長沙?長郡中學(xué)?？寄M預(yù)測）冰雕展上有一塊邊長為1m的立方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面

中心連線為00',在0'處安裝了一盞可視為點(diǎn)光源的燈，已知冰塊的折射率為1.3,下列說法不正確的是

3

A.光在冰塊中發(fā)生全反射的臨界角為C,可知sinC＞：

4

B.由燈直接發(fā)出的光照到冰塊四個側(cè)面時全部能從側(cè)面射出

C.由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時全部能從上表面射出

D.從冰塊正上方沿OO'方向觀察，點(diǎn)光源的視深是粵m

13.（2023?湖南衡陽?校考三模）等腰三棱鏡ABC的頂角為（9=30。，A8邊的邊長為L光線射到邊

的中點(diǎn)。，當(dāng)入射角力=45。時，光最后垂直AC邊射出，已知光在真空中的傳播速度為c,不考慮光的多次

反射，貝U（）

A.三棱鏡的折射率為括

B.光在三棱鏡中的傳播時間為回

4c

C.換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到。點(diǎn)，則光在棱鏡中的傳播時間一定變長

D.換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到。點(diǎn)，則光在棱鏡中的傳播時間可能不變

14.（2023?廣東湛江?校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一透明體的橫截面為四分之一圓弧A8,。點(diǎn)為圓心，半

徑為R,C點(diǎn)在圓弧上且C點(diǎn)到的距離為走R。一光線平行AO方向從C點(diǎn)射入透明體后，通過

2

02上的D點(diǎn)，CD=OD光在真空中的傳播速度大小為c。下列說法正確的是（）

A.透明體對該光線的折射率為6

B.透明體對該光線的折射率為0

C.該光線從C點(diǎn)傳播到。點(diǎn)的時間為回

C

D

D.該光線從C點(diǎn)傳播到。點(diǎn)的時間為￡

C

15.（2022?浙江紹興.統(tǒng)考一模）由于新冠肺炎的流行，餐廳桌面中間常會放置一塊亞克力板，以防止用餐

時飛沫的傳播。如圖所示，厚度為d的透明平板垂直安裝在貼有方格紙圖案的桌面上，且板面與水平格線

平行，某同學(xué)貼近桌面且垂直板面正視，觀察發(fā)現(xiàn)板后水平格線的位置都向前平移。已知平板的折射率為",

則下列說法正確的是（）

A.板后水平格線平移距離不隨其離板面的遠(yuǎn)近而改變

B.板后水平格線平移距離不隨平板厚度的改變而改變

C.板后水平格線平移距離約為七

n

D.板后水平格線平移距離約為

n

16.（2024.廣西南寧.南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過接收器Q接收到光的強(qiáng)

度變化而觸發(fā)工作的。當(dāng)光從玻璃內(nèi)側(cè)尸點(diǎn)以入射角。=37。射向外側(cè)M點(diǎn)時，其折射光線與反射光線恰好

垂直；而當(dāng)光從尸點(diǎn)射向外側(cè)的N點(diǎn)時，在N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射后被Q接收。已知光在真空中的傳播速度

為c,PQ的距離為L,sin37°=0.6?求：

（1）玻璃的折射率；

（2）光由尸點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)發(fā)生全反射到達(dá)接收器。的時間。

17.（2023?四川綿陽?統(tǒng)考模擬預(yù)測）近年來，對具有負(fù)折射率人工材料的光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用的研究備受關(guān)注,

該材料折射率為負(fù)值（〃<0）。如圖甲所示，光從真空射入負(fù)折射率材料時，入射角和折射角的大小關(guān)系

仍然遵從折射定律，但折射角取負(fù)值，即折射線和入射線位于界面法線同側(cè)。如圖乙所示，在真空中對稱

放置兩個完全相同的負(fù)折射率材料制作的直角三棱鏡A、B,頂角為。，A、B兩棱鏡斜面相互平行放置，兩

斜面間的距離為4。一束包含有兩種頻率光的激光，從A棱鏡上的尸點(diǎn)垂直入射，它們在棱鏡中的折射率

分別為-及，%=-|6，在B棱鏡下方有一平行于下表面的光屏，P點(diǎn)為P點(diǎn)在光屏上的投影。

（1）為使兩種頻率的光都能從棱鏡A斜面射出，求8的取值范圍；

（2）若分30。，求兩種頻率的光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點(diǎn)距戶點(diǎn)的距離分別多大?

18.（2023?海南?統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖所示，ABED。為左邊有一缺口的正方體玻璃的截面圖，S為AD連線

的中點(diǎn)，O點(diǎn)、為AE、3。連線的交點(diǎn)。從S點(diǎn)垂直40發(fā)出一條光線，在A3、BE、即三個界面恰好都

發(fā)生全反射，然后垂直。。界面射出，又回到了S點(diǎn)。已知正方體的邊長為L,光在空氣中的傳播速度為

不考慮光在4。及。。兩個面的反射。求：

（1）該玻璃的折射率；

（2）從S點(diǎn)發(fā)出的光回到S點(diǎn)的過程中，光的傳播時間。

19.（2023?江蘇?統(tǒng)考高考真題）地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程

中會發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（）

太陽光線

20.（2023?山東?統(tǒng)考高考真題）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測量，其部分原理簡化如圖

所示。兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為d,直徑均為2%折射率為〃（?<V2）oM、N下端

橫截面平齊且與被測物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測物體，經(jīng)被測物體表面鏡

面反射至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測物體距離有關(guān)。

（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為凡求。的正弦值；

（2）被測物體自上而下微小移動，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端面到

被測物體距離b的相應(yīng)范圍（只考慮在被測物體表面反射一次的光線）。

第63講光的折射全反射

（模擬精練+真題演練）

?最新模擬精練

1.（2023?河北秦皇島?青龍滿族自治縣第一中學(xué)校聯(lián)考三模）透明半圓柱體的橫截面為圓心為。、半徑為R

的半圓，如圖所示。用紅色激光垂直直徑方向照射半圓柱體，入射點(diǎn)從。點(diǎn)右移至右側(cè)半徑中點(diǎn)A時，

從上方弧面8點(diǎn)出射的光線恰好消失；入射激光繞A點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)至。角（未知）時，從上方弧面出射的光

線恰好與在A點(diǎn)的入射光線平行。已知真空中的光速為c,半圓柱體周圍可視為真空，則（）

A.該半圓柱體的折射率為0

B.從A點(diǎn)垂直入射的光線在半圓柱體內(nèi)的傳播時間為也

2c

C.從A點(diǎn)以a角入射時，上方弧面的出射光線一定過。點(diǎn)正上方的尸點(diǎn)

D.從A點(diǎn)以“角入射時，在柱體內(nèi)的折射角A（未畫出）的正弦值為3

【答案】C

【詳解】A.光線從弧面上方恰好消失，則NOBA恰好為全反射的臨界角C,由幾何關(guān)系易知sinC=；

可得折射率〃=—二=2,A錯誤；

sinC

B.從A點(diǎn)垂直入射時，在2點(diǎn)恰好全反射，根據(jù)幾何關(guān)系，剛好到達(dá)直徑左端點(diǎn)光線在半圓柱體內(nèi)傳

播的路程s=叵+百氏=也傳播速度v=f=［傳播時間/=士=也，B錯誤；

22n2vc

C.根據(jù)從弧面上方出射的光線與在A點(diǎn)的入射光線平行，由光路可逆易知，兩光線與法線的夾角相等均為

a,法線也平行，故出射點(diǎn)只能在圓心。點(diǎn)正上方的P點(diǎn)，C正確；

D.由C選項(xiàng)分析可得sin^=飛,D錯誤。故選C。

2.（2024?浙江?校聯(lián)考模擬預(yù)測）某半徑為r的類地行星表面有一單色點(diǎn)光源P,其發(fā)出的各方向的光經(jīng)過

厚度為（四T）八折射率為〃=2的均勻行星大氣層（圖中陰影部分）射向太空。取包含尸和行星中心。的

某一截面如圖所示，設(shè)此截面內(nèi)一衛(wèi)星探測器在半徑為2r的軌道上繞行星做勻速圓周運(yùn)動，忽略行星表面

對光的反射，則（）

探測器軌道

A.大氣外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長為在上

3

B.衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，任意時刻只能在軌道上某部分觀測到光，這部分軌道弧長為手

C.若該行星沒有大氣層，則衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，在軌道上能觀測到光軌道弧長與有大氣層時的光軌道

弧長相同

D.若探測器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測器接收到光的頻率一定大于光源發(fā)出的頻率

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)全反射臨界角與折射率的關(guān)系有九=一二解得C=30。點(diǎn)光源發(fā)出的光在圓弧面時恰好發(fā)

smC

生全反射時，作出示意圖如圖所示

由幾何關(guān)系有N,4=180。-30。-a解得夕=135。，￡=15。則大氣外表面發(fā)光區(qū)域在截面

sinasin30°

上形成的弧長為黑x2萬+

6

故A錯誤;

B.根據(jù)上述，結(jié)合幾何關(guān)系有。=7=45。則衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，任意時刻只能在軌道上某部分觀測到光,

這部分軌道弧長為之鏟x2萬?2廠=殍故B錯誤；

3603

C.根據(jù)上述可知，有大氣層時，，在軌道上能觀測到光軌道弧長對應(yīng)的圓心角為2y+24=120。若該行星沒

r1

有大氣層，過尸點(diǎn)做切線，與衛(wèi)星軌道相交，由于8$4=《=；即有4=60。則衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，在軌道

2r2

上能觀測到光軌道弧長對應(yīng)的圓心角為24=120?？芍粼撔行菦]有大氣層，則衛(wèi)星探測器運(yùn)行時，在軌道

上能觀測到光軌道弧長與有大氣層時的光軌道弧長相同，故C正確；

D.若探測器公轉(zhuǎn)方向和行星自轉(zhuǎn)的方向相同，探測器接收到光的頻率不一定大于光源發(fā)出的頻率，根據(jù)多

普勒效應(yīng)可知，當(dāng)探測器與點(diǎn)光源P相對靠近時，探測器接收到光的頻率大于光源發(fā)出的頻率，當(dāng)探測器

與點(diǎn)光源P相對遠(yuǎn)離時，探測器接收到光的頻率小于光源發(fā)出的頻率，故D錯誤。故選C。

3.（2023?廣東珠海?珠海市第一中學(xué)校考三模）在折射率為〃=虛的液體內(nèi)部有一點(diǎn)光源S,點(diǎn)光源可以向

各個方向移動。某時刻，在液面上觀察到半徑為R=0.2m的圓形光斑?，F(xiàn)讓點(diǎn)光源S向某個方向勻速移動，

發(fā)現(xiàn)光斑最右側(cè)邊沿B位置不動,最左側(cè)邊沿D向左側(cè)移動，經(jīng)過2s,有東西側(cè)邊沿。向左移動了x=20m,

側(cè)面圖如圖所示，則點(diǎn)光源S的移動速度方向和大?。ǎ?/p>

—、------——液面

液體內(nèi)部

I

I

A.水平向左B.水平向右C.v=lm/sD.y=0m/s

【答案】C

【詳解】設(shè)全反射臨界角為C,則滿足sinC=!根據(jù)幾何關(guān)系可知，=4=0.2m若保持2位置不動，最

ntanC

左側(cè)邊沿。向左運(yùn)動，則光源S應(yīng)沿著光路斜向下運(yùn)動，光板移動距離S=JCCOSC光源移動的速度為v

t

解得v=lm/s故選Co

4.（2024?浙江?模擬預(yù)測）如圖甲所示是玻璃半圓柱體的橫截面，一束紅光從真空沿半圓柱體的徑向射入,

并與底面上過。點(diǎn)的法線成。角。為足夠大的光學(xué)傳感器，可以探測反射光的強(qiáng)度。從面反射出的

光強(qiáng)隨。變化情況如圖乙所示，則（）

A.半圓柱體相對該紅光的折射率為。

B,。減小到0。時光將全部從A8界面透射出去

C.。減小時反射光線和折射光線夾角隨之減小

D.改用紫光入射時CO上反射強(qiáng)度最大值對應(yīng)的6>53°

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)題意，由圖乙可知，紅光在半圓柱體內(nèi)的臨界角為53。，則有5缶53。=」解得〃

n4

故A正確；

B.由圖乙可知，若減小入射角。到0。時，反射強(qiáng)度不為零，即光線不是全部從A3界面透射出去，故B錯

誤；

C.若減小入射角氏由反射定律和折射定律可知，反射角減小，折射角也減小，則反射光線和折射光線之

間的夾角將變大，故C錯誤；

D.若改用紫光照射，因紅光的折射率小于紫光的折射率，根據(jù)sinC=L可知，臨界角變小，則改用紫光入

n

射時CD上反射強(qiáng)度最大值對應(yīng)的e<53。，故D錯誤。故選A。

5.（2022.浙江.舟山中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一半徑為尺的玻璃半球，。點(diǎn)是半球的球心，虛線

表示光軸（過球心。與半球底面垂直的直線）。已知玻璃的折射率為1.5?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球

的底面上，有些光線能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線）。則以下說法錯誤的是（）

A.該光在玻璃中的傳播速度是2xl（）8m/s

B.該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為:

C.從球面射出的光線對應(yīng)的入射光線到光軸距離的最大值為

D.距光軸;R的入射光線經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到。點(diǎn)的距離為2.4R

【答案】D

【詳解】A.該光在玻璃中的傳播速度是v=￡=2xl（）8m/s選項(xiàng)A正確，不符合題意；

n

1?

B.該光在玻璃半球面處的全反射臨界角正弦值為sinC=—=三選項(xiàng)B正確，不符合題意;

n3

C.當(dāng)光線在球面發(fā)生全反射，即入射角為臨界角C時，入射光線到光軸距離最大，由sinC=L=4

nR

解得=選項(xiàng)C正確，不符合題意;

n3

D.由折射定律可得”=學(xué)=1.5

由三角函數(shù)定義..1由正弦定理sm（一，）=s】n（l80。-r）聯(lián)立解得c。=3（石+2叵）R豐2.4R

smz=^—=-RCO5

選項(xiàng)D錯誤，符合題意。故選D。

6.（2023?浙江?模擬預(yù)測）半圓形玻璃磚的橫截面如圖所示，。點(diǎn)為圓心，。。為直徑MN的垂線，足夠大

的光屏P。與直徑垂直并接觸于N點(diǎn)，已知半圈形玻璃磚的半徑R=15cm,折射率〃=百。一細(xì)束激光

沿半徑方向射向圓心。點(diǎn)，入射光線與。。'夾角。=30。，光屏尸。上出現(xiàn)兩個光斑，則這兩個光斑之間的距

A."mC,”旦m

B.20^cmD.56cm

33

【答案】B

【詳解】畫出光路圖如圖所示

設(shè)折射角為力根據(jù)折射定律〃=器則得si"="Sine=諄sin3。。=半解得尸60。

根據(jù)幾何關(guān)系，兩個光斑之間的距離為L=7?tan6O°+7?tan3O°=15xV3cm+15x--cm=20\/3cm故選B?

7.（2023.安徽.校聯(lián)考模擬預(yù)測）光纖通信有傳輸容量大、傳輸衰減小、抗干擾性及保密性強(qiáng)等多方面的

優(yōu)點(diǎn)，我國的光纖通信起步較早，現(xiàn)已成為技術(shù)先進(jìn)的幾個國家之一，如圖甲是光纖的示意圖，圖乙是光

纖簡化示意圖（內(nèi)芯簡化為長直玻璃絲，外套簡化為真空），玻璃絲長為AC=L折射率為“，AB,CD代

表端面，光從AB端面以某一入射角。進(jìn)入玻璃絲，在玻璃絲內(nèi)部恰好發(fā)生全反射，知光在真空中傳播速度

為c,下列選項(xiàng)正確的是（）

甲乙

A.內(nèi)芯相對于外套是光疏介質(zhì)

B.sin^=—

n

C.光在玻璃絲中傳播的速度為csin。

勿2

D.光在玻璃絲中從A3端面?zhèn)鞑サ蕉嗣嫠玫臅r間為巴L

c

【答案】D

【詳解】A.內(nèi)芯相對于外套是光密介質(zhì)，故A錯誤；

B.由題目描述，e不是臨界角，故B錯誤；

臨界角為夕，設(shè)光在玻璃絲中傳播速度為乙貝?=一二=￡解得v=csi叨故c錯誤;

sin/?v

D.由題描述可知，光進(jìn)入玻璃絲內(nèi)部后，在尸點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，光在玻璃絲中傳播的路程為5=看

傳播的時間為"士解得，=土乙故D正確。故選D。

vc

8.（2024?山西大同?統(tǒng)考模擬預(yù)測）為觀察光的傳播現(xiàn)象，一同學(xué)用半圓柱形玻璃磚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其橫截面

如圖所示，此時底面8。與右側(cè)豎直光屏平行。一束白光從玻璃磚左側(cè)垂直于3。射到圓心。上，在光屏上C

點(diǎn)出現(xiàn)白色亮斑，使玻璃磚底面繞。逆時針緩慢旋轉(zhuǎn)e（o<e<9o。），觀察到屏上的白色亮斑在偏離c點(diǎn)的

同時變成下紫、上紅的彩色光斑。隨著e角緩慢變大，下列說法正確的是（）

A.折射光斑在豎直屏上向上移動

B.紅光在玻璃磚中傳播速度最大

C.彩色光斑沿光屏向上移動，紫光最先消失

D.彩色光斑沿光屏向下移動，紅光最先消失

【答案】B

【詳解】ACD.根據(jù)光的折射定律"=迎及幾何知識可知，在玻璃磚轉(zhuǎn)動過程中，光在。點(diǎn)處的折射角一

sinr

定大于入射角，玻璃磚繞。點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)的過程中，法線也逆時針同步旋轉(zhuǎn)，。逐漸增大，入射角增大，則

折射角也隨之增大；由于法線逆時針旋轉(zhuǎn)，所以折射光斑在豎直屏上向下移動，由臨界角公式sinC=L

n

可知，紫光折射率最大，臨界角最小，玻璃磚旋轉(zhuǎn)過程中豎直屏上最先消失的一定是紫光，ACD錯誤；

B.又根據(jù)光在玻璃中的傳播的速度v=￡紅光頻率最小，折射率最小，紅光在玻璃磚中傳播速度最大，B

n

正確。故選B。

9.（2023?廣東?廣州市第二中學(xué)校聯(lián)考三模）彩虹的形成是雨后太陽光射入空氣中的水滴先折射，然后在

水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時再次折射形成。如圖所示，一束太陽光從左側(cè)射入球形水滴，。、b

另一條是紫光。關(guān)于a光和b光的說法中，正確的是（）

B.。光的波長更長

C.b光更容易發(fā)生衍射D.在真空中傳播時，b光的速度更大

【答案】C

【詳解】A.a、6兩條出射光線均在水滴表面發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角相同，。光的折射角小于b光的折射角,

根據(jù)折射定律〃=皿，可知%>%折射率大則光的頻率高，因此a光是紫光，b光是紅光，故A錯誤;

smr

B.由于光的頻率越大，波長越短，因此乙＜乙故B錯誤；

C.根據(jù)光的衍射現(xiàn)象，遇到相同的障礙物，波長越長的光越容易發(fā)生明顯衍射，因此。光更容易發(fā)生明顯

衍射，故C正確；

D.在真空中傳播時，a、b光的速度一樣大，故D錯誤。故選C。

10.（2023?云南保山?統(tǒng)考三模）到2022年10月12日為止我國宇航員已進(jìn)行了三次太空授課，在天宮課

堂上我們看到宇航員們演示物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)，從中獲取知識。如圖甲所示，某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實(shí)

驗(yàn)后，想研究光在含有氣泡的水球中的傳播情況，于是找到一塊環(huán)形玻璃磚模擬光的傳播，俯視圖如圖乙

所示。光線。沿半徑方向射入玻璃磚，光線b與光線。平行，兩束光線之間的距離設(shè)為了,已知玻璃磚內(nèi)圓

半徑為R,外圓半徑為2R,折射率為0,光在真空中的速度為c,不考慮光的多次反射。下列關(guān)于光線b

的說法正確的是（）

甲

A.當(dāng)尤＞近R時，光可能經(jīng)過內(nèi)圓

B.當(dāng)彳=何時，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線的夾角為30°

C.當(dāng)X=時，光線在玻璃磚中的傳播時間為之幽

C

D.此狀態(tài)下的太空水球處于完全失重狀態(tài)，不受重力

【答案】B

【詳解】A.如圖所示，當(dāng)折射光線恰好和內(nèi)圓相切時，光恰好不會通過內(nèi)圓，根據(jù)幾何關(guān)系得

sini=*,sin7=*根據(jù)折射率公式〃=——解得尤=應(yīng)a因此當(dāng)時光不會經(jīng)過內(nèi)圓，故A錯誤;

2H2Hsiny

B.由A項(xiàng)分析解得7=45。，7=30。由幾何分析可知，光線從外圓射出的方向與圖中入射光線的夾角為30。,

故B正確；

C.光線在玻璃磚中通過的路程為2百R,則傳播時間f=2=口欣故C錯誤；

VC

D.此狀態(tài)下的太空水球處于完全失重狀態(tài)，受重力即萬有引力，故D錯誤。故選B。

11.（2023?江蘇揚(yáng)州?統(tǒng)考三模）如圖1所示，固定在容器中的油量計(jì)由許多透明等厚、長度不等的薄塑料

片疊合而成。每個薄片的形狀如圖2所示，其底部為等腰直角三角形。光豎直向下射入油量計(jì)，塑料片下

端浸入油中時，大部分光經(jīng)折射進(jìn)入油中，少部分反射回觀察窗口：塑料片未浸入油中時，光在塑料片底

部發(fā)生全反射而返回油量計(jì)上端，可以通過觀察窗上的亮暗分布來判斷油量的多少。已知塑料片的折射率

為"7,油的折射率為％,則（）

入射光線觀察窗

立體圖正視圖

/油箱

A."1一定小于“2

B.7〃一定大于1.4

C.隨著油量的減少，觀察窗左邊最先開始亮

D.觀察窗亮的部分越長，說明剩余油量越多

【答案】B

【詳解】A.光豎直向下射入油量計(jì)，塑料片下端浸入油中時，大部分光經(jīng)折射進(jìn)入油中，少部分反射回觀

察窗口，則4一定大于"2,故A錯誤；

B.如圖所示

光由上面射入塑料板中，在直角部分發(fā)生全反射時上面看起來才會明亮，光在從透明塑料射向空氣，此時

發(fā)生全反射的條件的折射率應(yīng)滿足4＞一二=應(yīng)故B正確；

cin/I

C.隨著油量的減少，塑料露出油面，光線在塑料盒空氣的界面處發(fā)全反射，返回油量計(jì)的上面并射出，故

看起來是明亮的，因?yàn)橛疫吽芰献疃?，可知隨著油量的減小，觀察窗右邊最開始亮起，故c錯誤；

D.觀察窗亮的部分越長，說明油面越低，剩余油量越少，故D錯誤。故選B。

12.（2023?湖南長沙?長郡中學(xué)?？寄M預(yù)測）冰雕展上有一塊邊長為1m的立方體冰塊，冰塊內(nèi)上下底面

中心連線為00',在O處安裝了一盞可視為點(diǎn)光源的燈，已知冰塊的折射率為1.3,下列說法不正確的是

()

3

A.光在冰塊中發(fā)生全反射的臨界角為C,可知sinC>±

4

B.由燈直接發(fā)出的光照到冰塊四個側(cè)面時全部能從側(cè)面射出

C.由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時全部能從上表面射出

D.從冰塊正上方沿OO,方向觀察，點(diǎn)光源的視深是

【答案】B

【詳解】A.由臨界角與折射率的關(guān)系可知sinC=L=」=￥>：,A正確，不符合題意;

n1.3134

在直角三角形ABO'中，由幾何關(guān)系有80?立盧m=#m，AO'=^BO')2+(AB)2

則有sinc=或=無<1-=sinC所以由燈直接發(fā)出的光照到冰塊上表面時全部能從上表面射出，C正確，

AO'31.3

不符合題意；

B.根據(jù)上述有sin￡="=丫-/=空>-L=sinC可知由燈直接發(fā)出照到冰塊四個側(cè)面上的光不能

AO,7661.3

~2

全部都從側(cè)面射出，B錯誤，符合題意；

D.實(shí)際深度是H=lm設(shè)視深為〃，作出光路圖如圖所示

cin(y

根據(jù)折射率定義式有〃=一二結(jié)合幾何關(guān)系有"tan9=/ztana■由于。與夕很小，則有sina?tan?,

sinO~tanO//=—m,D正確，不符合題意。故選B。

13.(2023?湖南衡陽??？既?等腰三棱鏡ABC的頂角為。=30。，邊的邊長為L光線。。射到AB邊

的中點(diǎn)。，當(dāng)入射角力=45。時，光最后垂直AC邊射出，已知光在真空中的傳播速度為c,不考慮光的多次

反射，貝U()

45°：

A.三棱鏡的折射率為6

光在三棱鏡中的傳播時間為回

C.換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到。點(diǎn)，則光在棱鏡中的傳播時間一定變長

D.換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到。點(diǎn)，則光在棱鏡中的傳播時間可能不變

【答案】BC

【詳解】AB.作出光路圖如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系有折射角7=6根據(jù)嗎=〃解得〃=應(yīng)光在棱鏡鏡中的傳播距離為s=4sin6傳播速度v=-

sin"2n

而"上解得"縣故A錯誤，B正確；

CD.由于頻率越大，折射率越大，若換用頻率更高的光仍以相同入射角照射到。點(diǎn)，則可知折射角將減小,

根據(jù)幾何關(guān)系可知光的傳播距離變大，而根據(jù)v=￡可知，同時傳播速度變小，因此可知光在棱鏡中的傳播

時間一定變長，故C正確，D錯誤。故選BC。

14.（2023?廣東湛江?校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一透明體的橫截面為四分之一圓弧A8,。點(diǎn)為圓心，半

徑為R,C點(diǎn)在圓弧A8上且C點(diǎn)到A。的距離為且R。一光線平行A。方向從C點(diǎn)射入透明體后，通過

2

上的。點(diǎn)，CD=OD光在真空中的傳播速度大小為以下列說法正確的是（）

A.透明體對該光線的折射率為百

B.透明體對該光線的折射率為0

C.該光線從C點(diǎn)傳播到。點(diǎn)的時間為叵

C

D.該光線從C點(diǎn)傳播到。點(diǎn)的時間為甚

C

【答案】AD

【詳解】AB.設(shè)該光線在C點(diǎn)發(fā)生折射時的入射角與折射角分別為i和『，根據(jù)幾何關(guān)系可得

是R廠

..T6解得i=60。由于CD=OD,可知△CDO為等腰三角形，貝I］有〃=90?！狽AOC=90?！?=30。

>ini=———=—

R2

則透明體對該光線的折射率為“=2U=6故A正確，B錯誤；

sinr

CD.根據(jù)幾何關(guān)系可知，C,。兩點(diǎn)間的距離為工=立7?該光線在透明體中傳播的速度大小為口=￡=4

3〃,3

XR

該光線從C點(diǎn)傳播到。點(diǎn)的時間為/=▲=￡故C錯誤，D正確。故選AD。

VC

15.（2022?浙江紹興?統(tǒng)考一模）由于新冠肺炎的流行，餐廳桌面中間常會放置一塊亞克力板，以防止用餐

時飛沫的傳播。如圖所示，厚度為d的透明平板垂直安裝在貼有方格紙圖案的桌面上，且板面與水平格線

平行，某同學(xué)貼近桌面且垂直板面正視，觀察發(fā)現(xiàn)板后水平格線的位置都向前平移。已知平板的折射率為",

則下列說法正確的是（）

A.板后水平格線平移距離不隨其離板面的遠(yuǎn)近而改變

B.板后水平格線平移距離不隨平板厚度的改變而改變

〃一1

C.板后水平格線平移距離約為——d

n

D.板后水平格線平移距離約為

n

【答案】AC

【詳解】由題意可得，光線經(jīng)亞克力板后的光路圖，如圖所示，由折射定律可得

八瞿可得si…等由幾何知識可得人。=￡=蘇&則有鉆=4皿-）

聯(lián)立可得=dsin,c°s,則有人===dJ：°s\由于某同學(xué)貼近桌面且垂直板

2

、VW-sin"i)sun(yjn-sin'i

面正視，因此i很小,則有cos-1,sinhO,上式變?yōu)閐由此可知，板后水平格線平移距

離Ax不隨其離板面的遠(yuǎn)近而改變，且隨平板厚度d的改變而改變，因此AC正確，BD錯誤。故選AC。

16.（2024?廣西南寧.南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過接收器Q接收到光的強(qiáng)

度變化而觸發(fā)工作的。當(dāng)光從玻璃內(nèi)側(cè)尸點(diǎn)以入射角。=37。射向外側(cè)M點(diǎn)時，其折射光線與反射光線恰好

垂直；而當(dāng)光從尸點(diǎn)射向外側(cè)的N點(diǎn)時，在N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射后被。接收。已知光在真空中的傳播速度

為c,PQ的距離為工，sin37°=0.6。求:

（1）玻璃的折射率；

（2）光由尸點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)發(fā)生全反射到達(dá)接收器。的時間。

【詳解】（1）光線在M點(diǎn)發(fā)生折射，光路如下圖所示

1Tc

（2）在N點(diǎn)全反射，則有sinC=—,PNQ的光程為s光在介質(zhì)中的傳播速度為速度u=—

nsinCn

得丫=3不c解得"s_=1丁6L

4v9c

17.（2023?四川綿陽?統(tǒng)考模擬預(yù)測）近年來，對具有負(fù)折射率人工材料的光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用的研究備受關(guān)注,

該材料折射率為負(fù)值（/＜0）。如圖甲所示，光從真空射入負(fù)折射率材料時，入射角和折射角的大小關(guān)系

仍然遵從折射定律，但折射角取負(fù)值，即折射線和入射線位于界面法線同側(cè)。如圖乙所示，在真空中對稱

放置兩個完全相同的負(fù)折射率材料制作的直角三棱鏡A、B,頂角為&A、B兩棱鏡斜面相互平行放置，兩

斜面間的距離為乩一束包含有兩種頻率光的激光，從A棱鏡上的尸點(diǎn)垂直入射，它們在棱鏡中的折射率

分別為4=-&，%=-|g,在B棱鏡下方有一平行于下表面的光屏，P點(diǎn)為尸點(diǎn)在光屏上的投影。

（1）為使兩種頻率的光都能從棱鏡A斜面射出，求。的取值范圍；

（2）若分30。，求兩種頻率的光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點(diǎn)距P點(diǎn)的距離分別多大？

【答案】（1）0°＜。＜45°；（2）占=叱回〃，電="逅4

124

【詳解】（1）分析可知兩光線的入射角等于棱鏡的頂角凡若兩光線能從棱鏡A斜面射出，。應(yīng)小