2025高考物理復(fù)習(xí)考點訓(xùn)練：光的折射、全反射

第十四章光學(xué)

考點72光的折射全反射

強基固本對點練

知識點1折射定律折射率

1.（多選）若某一介質(zhì)的折射率較大，那么（）

A.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較大

B.光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較小

C.光在該介質(zhì)中的速度較大

D.光在該介質(zhì)中的速度較小

2.[2023?江蘇卷]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

如圖所示為圓柱形透明介質(zhì)的截面，圓的半徑為凡S為過圓心。的水平線上的一個光

源，S到。的距離為3R從S點射出一束單色光，照射到圓面上的/點，折射光線從圓面

上的2點射出，出射光線恰好與SO平行，光束&4與S。的夾角。=30。，則透明介質(zhì)對該

單色光的折射率為（）

A.巡B.城C.仍D.3

23

4.

.S

如圖所示為某容器的截面，容器的高度和底邊的長度都為乙截面右上方某處固定一能

發(fā)射單色光的點光源￡開始時容器內(nèi)為真空，容器底部形成陰影，陰影的左邊緣恰好在容器

內(nèi)左下角”點.現(xiàn)將容器內(nèi)裝滿某種液體，容器底部陰影長度變?yōu)椋?不考慮光的反射.

（1）求液體對該單色光的折射率；

（2）已知光在真空中的傳播速度為c,求裝滿液體后容器內(nèi)最右側(cè)的光線在液體中傳播到

容器底部所用的時間.

知識點2全反射

5.（多選）如圖所示，一束光從空氣中射向折射率為〃=也的某種玻璃的表面，仇表示

入射角，則下列說法中正確的是（）

A.當仇＞45。時會發(fā)生全反射現(xiàn)象

B.只有當a=90。時才會發(fā)生全反射

C.無論入射角仇是多大，折射角仇都不會超過45。

D.欲使折射角仇=30。，應(yīng)以4=45。的角度入射

6.

如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MVP0,MN=2NP,其折射率為也.一束單色光

在紙面內(nèi)以a=45。的入射角從空氣射向邊的中點。，則該束單色光（）

A.在〃0邊的折射角為60。B.在血W邊的入射角為45。

C.不能從邊射出D.不能從NP邊射出

7.（多選）如圖所示，清澈的湖面下S處有一?條小魚，S到水面的距離/z=3m,已知水

的折射率為：(當0很小時，sin。仁tan。)，貝!|()

空氣

水

A.在魚正上方的水面上看到魚的位置距水面的距離為2.25m

B.在魚正上方的水面上看到魚的位置距水面的距離為2.50m

C.在湖面上能看到魚的水域圓的半徑為射2m

7

D.在湖面上能看到魚的水域圓的半徑為△江m

7

8.如圖所示，兩條距離為。的平行光線，以入射角。從空氣射入平靜水面，反射光線

與折射光線垂直，求：

⑴水的折射率〃；

(2)兩條折射光線之間的距離d.

知識點3光的折射和全反射的綜合應(yīng)用

9.如圖所示，一截面為邊長6cm的正方形薄玻璃磚/BCD靜置在水平桌面上(俯視圖)，

一束單色光從BD邊中點平行于桌面入射，入射角為53。，折射后打在4點右側(cè)2cm處的E

點，已知光在真空中傳播速度為c,5畝53。=0.8,cos53o=0.6,則()

,1

：53°

CD

A.從￡點出射光線與BD邊的入射光線平行

B.此玻璃磚對該單色光的折射率為“

3

c.圖中單色光在玻璃磚中傳播速度為4c

3

D.最終射出玻璃磚的光線折射角為37°

10.如圖所示，在真空中有一折射率的直角棱鏡/8C,ZA=60°,/C的長度

為d,真空中的光速為c.平行于3C的單色光從介面射入棱鏡，求：

(1)光經(jīng)AB界面折射后折射光線與AB界面的夾角；

(2)光通過棱鏡的最長時間.(不討論光在棱鏡中多次反射的情況)

培優(yōu)提能模擬練

11.[2024?廣西北海市一模]

如圖所示，一束復(fù)色光從空氣射到一塊長方體玻璃磚上表面后分成兩束單色光a、b,

光束a與玻璃磚上表面的夾角為a,光束b與玻璃磚上表面的夾角為△光束a與光束b在玻

璃磚中傳播速度的比值為()

Asina

A.------

sin0

「cosa

D.

COSB

Csin￡

sina

D.皿

cosa

12.

[2024?江蘇省南通市如皋市教學(xué)質(zhì)量調(diào)研]如圖所示，半圓形玻璃磚的圓心為。，半徑為

R,。、P兩點間的距離為胃R一束單色光從尸點以45。角射入玻璃磚，出射光線和入射光

線平行，則玻璃磚的折射率為（）

A./B.2C.\[3D.3

13.[2024?浙江省嘉興市期末考試]如圖所示，/BCD是底角為45。的等腰梯形的棱鏡截

面圖，與底邊8C平行的兩束單色光。、6（間距可調(diào)）從邊射入后經(jīng)邊反射直接從CD

邊射出.已知棱鏡對。、6兩束光的折射率滿足,下列說法正確的是（）

b-

A.調(diào)整°、b光的入射位置，可能從邊射出

B.a、b兩束光不可能從CD邊同一位置射出

C.。光從CD邊射出位置一定離底邊5C更近

D.a光從AB邊射入到CD邊射出時間一定更長

[2024?河北省邯鄲市九校聯(lián)考]如圖所示，水面上漂浮一半徑為R=0.25m的圓形荷葉,

S一一

。點為荷葉的圓心，一只小蝌蚪從距水面//=-m的/點以速度尸0.05m/s向下運動，

/點在。點的正下方，已知水的折射率為4,則在小蝌蚪向下運動過程中，在水面之上看

3

不到小蝌蚪的時間為（）

15.

[2024?廣西南寧市、玉林市摸底考試]如圖所示，一透明材料制成的圓柱形棒，長度為6

m.一束光線從圓柱形棒的一個底面中心垂直射入，經(jīng)2.5Xl（）-8s由另一底面圓心射出.保

持入射點不變，調(diào)整光線的入射方向，使其在材料內(nèi)部恰好發(fā)生全反射，（光在真空中的速

度為3X108m/s）則光通過透明材料的時間為（）

A.2.5X10-8sB.3.3X10-8sC.3.125X10~8sD.4.95X10-8s

16.[2024?河北省邯鄲市九校聯(lián)考]宇航員王亞平在太空實驗授課中，進行了水球光學(xué)實

驗.某同學(xué)在觀看太空水球光學(xué)實驗后，找到一塊橫截面為環(huán)形、折射率為〃=啦的玻璃

磚模擬光的傳播，如圖所示，玻璃磚的內(nèi)徑為R、外徑為2氏一束單色光在截面上的4點以

入射角i射入玻璃磚，恰好在玻璃磚內(nèi)壁的B點發(fā)生全反射(圖中B點未畫出)，光在真空

中傳播的速度為c,求：

⑴入射角，的正弦sini；

(2)該單色光從/點傳播到B點所用時間(結(jié)果可以帶根號).

17.[2024?遼寧省沈陽市實驗中學(xué)適應(yīng)性測試]如圖所示，一玻璃磚的截面由半圓和等腰

直角三角形/2C組成，。點為圓心，半圓的直徑2C長為2尺，半圓上的。點到3c的距離

為3R.一束光射到。點，入射角為60。，折射光線與NC平行.已知光在真空中的傳播速

2

度為c.求:

⑴玻璃磚的折射率心

(2)光在玻璃磚中的傳播時間t.

考點72光的折射全反射

1.答案：BD

解析：由迎T=n,且n>\,可得sin%sin仇，A錯誤，B正確；又因為n=~,

smn/

得c,C錯誤，D正確.

n

2.答案：A

解析：根據(jù)折射定律

〃上sin0上=〃下sin0下

由于地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，則〃下,〃上，則。下逐漸減小，畫

出光路圖如下

太陽快紂

zZ/l

'Z1沁下

地球表面

則從高到低。下逐漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向.

故選A.

3.答案：A

解析：過/點和8點分別做法線，如圖所示

在△/SO中,因此可

知/SQ4=30。，而根據(jù)幾何關(guān)系可知NCU8=/。氏4,而由折射定律有一——

sin/OAB

sin〃

-,解得r=60。，而NSCM+N/O5+r=180。，得N/OB=90。，NOAB=/OBA

sin/OBA

sinisin60°占A正確.

=45。，由此可知,〃==

sinAOABsin45°

4.答案：（1）也（2）呼

3c

解析：（1）如圖所示

設(shè)入射角為i,折射角為廠，根據(jù)幾何關(guān)系可得

-L

tani=~=1,tanr=A=——

LL3

可得，=45。，r=30°

液體對該單色光的折射率為〃=篇=日

(2)根據(jù)折射率公式可知，光在介質(zhì)中的傳播速度為〃=,

解得片,=也c

n2

根據(jù)幾何關(guān)系可得，裝滿液體后容器內(nèi)最右側(cè)的光線在液體中傳播到容器底部所用的時

24

間為=渥乙.

<3。

2

5.答案：CD

解析：發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角，

所以A、B均錯誤；由折射率〃=*1=仍可知，當入射角最大為90。時，折射角仇=45。,

sin仇

C正確；由折射率〃=四囪，D正確.

sin0i

6.答案：C

解析：光線從。點入射，設(shè)折射角為0，由折射定律有sina="sinS，解得￡=30。，即

該束單色光在邊的折射角為30。，A錯誤；設(shè)邊長NP=/,則〃N=2/,作出光路圖如圖

所示.

由幾何關(guān)系可知光在邊的入射角為60。，B錯誤；設(shè)光在玻璃磚與空氣界面發(fā)生全

反射的臨界角為C,有sinC=1=啦，即C=45。，而光在"N邊的入射角大于45。，所以

n2

光在MN邊發(fā)生全反射，不能從"N邊射出，C正確；根據(jù)幾何關(guān)系可知光在/點發(fā)生全反

射后到達NP邊的3點時的入射角為30。，小于全反射臨界角，所以光在8點折射出玻璃磚,

D錯誤.

7.答案：AC

解析：光路如圖，則〃=皿

sinr

S

ddb3

sinz^tani=—,sinr=tanr=~貝!)勿=一=Tm=2.25m,A正確，B錯誤；因sinC

h'hn—

3

=-=-則tanC=/^,在水面上能看到魚的水域圓半徑&=〃tanC=￥m,故C

n4W寸77

正確，D錯誤.

8.答案：(l)tan0(2)Z)tan3

解析：(i)設(shè)折射角為尸，根據(jù)幾何關(guān)系可得尸=9。。一e

根據(jù)折射定律可得?=―

smr

聯(lián)立可得n=tan(9.

(2)如圖所示.

sin（90°-。）

9.答案：B

解析：根據(jù)題意，畫單色光光路圖如圖:

根據(jù)幾何關(guān)系tan。=丁"=3,故9=37。,根據(jù)折射定律〃=迎空，解得力=4,B

BE4sin63

正確；根據(jù)傳播速度與折射率關(guān)系-色，解得右3gc錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系有a=53。，

n4

根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC=1=-<sina=0.8,光射到￡點時發(fā)生全反射，沒有光

n4

線射出，A錯誤；光線射到NC面時，入射角為37。，根據(jù)幾何關(guān)系，所以折射角為53。，D

錯誤.

10.答案：(1)60°(2聲徨

C

解析：(1)由幾何關(guān)系可知入射光線在界面的入射角為z=60°

由折射定律有?=-=3

sinr

解得r=30。

故折射光線與AB界面的夾角9=90。一尸=60。

A

B\D

(2)若光線直接從ZC界面射出，光路如圖所示，可知從C點射出時路程最長，此時si

=d

..11

由sinC=~=亍

nV3

可知，光線經(jīng)3c面全反射后從/C界面射出，光路如圖所示，設(shè)8。距離為x

X

dtan60°—x

由幾何關(guān)系可得ED=2,DF=---,--S--2--=--E--D---+DF

cos30°cos30°

聯(lián)立以上三式可得S2=2d-0

3

可知當X=0時，52=2可

2d

故最長路程為2d,又因為片,t=~

n

代入數(shù)據(jù)可得t=^.

C

11.答案：B

解析：設(shè)兩束單色光的入射角為。，對單色光。，由折射定律得出=細乜，光束a在

cosa

玻璃磚中傳播速度為匕=色，對單色光6,由折射定律得3=笆嗎，光束6在玻璃磚中傳

nacosp

播速度為14=-,所以光束。與光束6在玻璃磚中傳播速度的比值匕=-=期幺，B正

nb/nacosp

確.

12.答案：A

解析：

單色光從尸點以45。角射入玻璃磚，出射光線和入射光線平行，則有折射光線與垂直

。尸的夾角相等，則光線在玻璃磚中的光路圖如圖所示，由折射定律可得

?=—，由幾何關(guān)系可知sina=-旦、==-,聯(lián)立解得〃=也，A正確，B、C、

sina\]OP2+R22

D錯誤.

13.答案：D

解析：光路如圖所示

根據(jù)折射定律有〃=幽駕，解得/<30。，根據(jù)幾何知識可知，兩條光在8C面的入射

sinr

角為i>75。，根據(jù)sinC=l,解得C<45。，所以調(diào)整.、6光的入射位置，光在8c面發(fā)生

n

全反射，不可能從8c邊射出，A錯誤；由于可知。光束進入棱鏡時偏折較大，a、b

光束的間距可調(diào)，故。光束上移，6光束下移，a、6光束就有可能從CD同一位置射出，B

錯誤；由圖可知。光束從CD邊射出可能離底邊更遠，C錯誤；根據(jù)圖中。光束的光路

圖，根據(jù)正弦定理有上二=——BE=BE_,解得.=這四同理可得

sin45sin(90°+a)cosacosa

EG=sm45°CE,a光在玻璃中的路程為SauEP+EGu5111度(CE+BE)^sm45°BE=

cosacosacosa

p—BE,。光在玻璃中的速度為％=9=/csina,。光在玻璃中的運動時

sm43

y2cosana

sina

尚工,近BE閂用寸用,近BE心手sin45°、sin45°

間為〃==一：----,同理可付花==-一；,由于%=1------>nb=.>72

%csin2a/°sin2psinasinpn

可知sinaVsin/V：,貝?］。<A<30。，2?<2^<60°,則有sin2a<sin2^,可知，a>。，D正

確.

14.答案：B

解析：

由全反射角公式和幾何關(guān)系，有sinC=-=-,tanC=4^,在小蝌蚪豎直向下運動

n4W

過程中，如圖所示，小蝌蚪從/點到2點過程中，在水面之上看不到小蝌蚪，有/

一〃=也m,則在水面之上看不到小蝌蚪的時間為1=坐~=￡口s,B正確.

24,6

15.答案：C

解析：設(shè)光在該材料中傳播速度為，，由￡=%解得片乙=2.4X108m/s,由〃=,可

知〃=1.25.設(shè)全反射臨界角為C,則sinC=1=0.8,光剛好發(fā)生全反射，可知光在透明材