2015-2024高考物理试题分类汇编：光的反射和折射（解析版）

与题18%的反射和折射

十年考情­探规律1

考点十年考情(2015-2024)命题趋势

2024•福建•高考真题、2024•山东•高考真题、2024•北京•高考真题、命题分析：光的

2024•甘肃•高考真题、2024•广西•高考真题、2024•广东•高考真题、折射定律、折射

2024,海南•高考真题、2024・重庆•高考真题、2024•浙江•高考真题、率、全反射现象

2024•江苏•高考真题、2024•全国•高考真题、2024•浙江•高考真题、的考查常以计

2023•江苏•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•福建•高考真题、算题形式出现，

2023•湖北•高考真题、2023・湖南•高考真题、2023•全国•高考真题、是命题热点、常

2023•山东•高考真题、2022•海南•高考真题、2022•辽宁•高考真题、考点；光的干

2022•浙江•高考真题、2022•山东•高考真题、2022•江苏•高考真题、涉、衍射和相对

2022・湖北•高考真题、2022•重庆•高考真题、2022•广东•高考真题、论基本假设则

考点1光的反2022•河北•高考真题、2022•湖南•高考真题、2021•湖北•高考真题、常以选择题形

射和折射2021・天津•高考真题、2021•北京•高考真题、2021•浙江•高考真题、式出现.

2021•江苏•高考真题、2021•海南•高考真题、2021•辽宁•高考真题、趋势分析：预计

（10年10考）2021•广东•高考真题、2021•重庆•高考真题、2021•山东•高考真题、以后高考对本

2021•河北•高考真题、2021•湖南・高考真题、2020,山东•高考真题、专题的考查仍

2020•浙江•高考真题、2020•全国•高考真题、2020•江苏•高考真题、然以光的折射、

2019•天津•高考真题、2019・浙江•高考真题、2019•全国•高考真题、全反射等光的

2019•海南•高考真题、2018•全国•高考真题、2017•北京・高考真题、传播规律作为

2017•海南•高考真题、2017•浙江•高考真题、2017•全国•高考真题、主要命题方向，

2017•江苏•高考真题、2016•四川•高考真题、2016•上海•高考真题、但对于光的干

2016•全国•高考真题、2016•海南•高考真题、2015•安徽•高考真题、涉、衍射、偏振

2015•福建•高考真题、2015•四川•高考真题、2015•江苏•高考真题、等内容的重要

2015•山东•高考真题结论也需识记.

分考点•精准练1

考点01光的反射和折射

一、单选题

1.（2024・重庆・高考真题）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力，就能得到液体的折射率〃。忽略气壁厚度，由该方案

可知（）

A.h=4cm,贝!J〃=gB.若/i=6cm,贝g=:

53

C.若〃=—,则/z=10cmD.若〃=5,贝!J/z=5cm

42

【答案】B

【详解】根据几何关系画出光路图，如图所示

标注入射角/，折射角。2,根据折射定律可得

sin0,x8cm

n=———L=一二---

sin02hh

A.若%=4cm,则〃=2,故A错误；

B.若/z=6cm,则九=*故B正确；

C.若〃=｝则无亮cm,故C错误；

D.若〃=',贝！J/z=3cm,故D错误。

23

故选Bo

2.（2024•浙江•高考真题）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

【详解】A.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;

B.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；

C.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；

D.水在水平方向做匀速直线运动，故D错误。

故选Bo

3.（2024•江苏•高考真题）现有一光线以相同的入射角3打在不同浓度NaCI的两杯溶液中，折射光线如图

A.甲折射率大

B.甲浓度小

C.甲速度大

D.甲临界角大

【答案】A

【详解】入射角相同，由于用〈凤，根据折射定律可知恤〉生，故甲浓度大；根据"=?可知光线在甲中的

传播速度较小，由sinC=工可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。

n

故选Ao

4.（2024•全国•高考真题）三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化

学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是

（）

A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量

B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量

C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度

D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率

【答案】A

【详解】AB.由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长大于蓝光的波长，根据

E=hv

可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量；根据

h

p=—

A

可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A正确，B错误；

C.由于红光的折射率小于蓝光，根据

c

V=­n

可知在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度，故c错误；

D.光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误。

故选A。

5.（2024・浙江•高考真题）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式

==氏（±-3〕，”=3、4、5、6用4和匕光进行如下实验研究，则（）

A.照射同一单缝衍射装置，4光的中央明条纹宽度宽

B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，上光的侧移量小

C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上修光的平均光子数多

D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置，/光的饱和光电流小

【答案】C

【详解】A.根据巴耳末公式可知，/光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同

一单缝衍射装置，/光的中央明条纹宽度宽，故A错误；

B.耳光的波长较长，根据

/=-

彳

可知名光的频率较小，则/光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，/光的侧移量小，故B错误；

C.修光的频率较小，/光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，&光的光子数较多，真空中单位

长度上乜光的平均光子数多，故c正确；

D.若打6、/光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，耳光的频率较小，/光

的光子能量较小，匕光的光子数较多，则修光的饱和光电流大，/光的饱和光电流小，故D错误。

故选C。

6.（2023・江苏•高考真题）地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发

生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是（）

太阳光线太阳光线

A./B.

//地球表面）＜二地球表面

77777777777777777777777777777777777777777777

太阳光线太阳光线

【详解】根据折射定律

n上sin。上=n^sin。下

由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则〃尸＞"上，则。逐渐减小，画出光路图如下

太阳光线

X

/'1：地球表面

~7777777777777777777777

则从高到低e广逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。

故选Ao

7.(2023•浙江•高考真题)如图所示为一斜边镀银的等腰直角棱镜的截面图。一细黄光束从直角边以角

度。入射，依次经AC和3c两次反射，从直角边AC出射。出射光线相对于入射光线偏转了a角，则a()

C.小于90。D.与棱镜的折射率有关

【答案】A

【详解】如图所示

设光线在AB边的折射角为根据折射定律可得

sin6*

n=---------

sin/3

设光线在2C边的入射角为。，光线在AC边的入射角为「，折射角为i；由反射定律和几何知识可知

/+。=45°

尸+20+r=90°

联立解得

r=B

根据折射定律可得

sinisini

———=—=n

sinrsind

可得

i=0

过。点做出射光的平行线，则该平行线与AB的夹角为。，由几何知识可知，入射光与出射光的夹角为90。。

故选A。

8.（2022・海南•高考真题）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为

1:3。当细光束以30。的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为（）

C.D.

,1

sinr=—

3

根据折射定律可得该透明材料的折射率

sin3001匚

n=---------=1.5

sinr

故选B。

9.（2022•辽宁•高考真题）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021年12月，在中国空

间站"天宫课堂"的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气

泡与水球同心，在过球心。的平面内，用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是（）

2

A.此单色光从空气进入水球，频率一定变大

B.此单色光从空气进入水球，频率一定变小

C.若光线1在/处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射

D.若光线2在N处发生全反射，光线1在/处一定发生全反射

【答案】C

【详解】AB.光的频率是由光源决定的，与介质无关，频率不变，AB错误；

CD.如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折射

后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为R、气泡半径为A光线经过水球后的

折射角为服光线进入气泡的入射角为仇根据几何关系有

sin（万-6））_sina

Rr

则可得出光线2的。大于光线1的仇故若光线工在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C

正确、D错误。

故选Co

10.（2022•浙江•高考真题）如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心。点，发现有4、b、c、d四条细光

束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束。绕。点逆时针方向转过小角度时，b、c、1也会随

之转动，贝U（）

A.光束6顺时针旋转角度小于A6

B.光束c逆时针旋转角度小于A6

C.光束d顺时针旋转角度大于A6

D.光束6、c之间的夹角减小了2A。

【答案】B

【详解】A.设入射光线a的入射角为则反射角为a,光束c的折射角为夕，光束d的反射角也为夕,

入射光束。绕。点逆时针方向转过小角度A6时，入射角变为

a'=a

由反射定律可知反射角等于入射角，则光束6顺时针旋转角度等于A。，故A错误;

B.由折射定律有

sina.sin(a+A0),

=n>l,=n>\

sin(5---------sin(/+AO')

可得

即光束c逆时针旋转角度小于A，，故B正确；

C.光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于A6,故C错误；

D.光束b顺时针旋转角度等于A。，光束c逆时针旋转角度小于A。，则光速b、。之间的夹角减小的角度

小于2A。，故D错误；

故选B。

11.（2021,湖北,高考真题）如图所示，由波长为力和后的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成

透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。。是两单色光中央亮条纹的

中心位置，P/和尸2分别是波长为力和后的光形成的距离。点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜

一侧面上，从另一侧面M和N位置出射，则（）

A.\\<h,M是波长为力的光出射位置B.入Vb,N是波长为力的光出射位置

C.入i>22,M是波长为力的光出射位置D.入Ab,N是波长为力的光出射位置

【答案】D

【分析】本题考查折射定律以及双缝干涉实验。

【详解】由双缝干涉条纹间距的公式

A,x=—女

d

可知，当两种色光通过同一双缝干涉装置时，波长越长条纹间距越宽，由屏上亮条纹的位置可知

4>%

反射光经过三棱镜后分成两束色光，由图可知M光的折射角小，又由折射定律可知，入射角相同时，折射

率越大的色光折射角越大，由于

4>4

则

所以N是波长为力的光出射位置，故D正确，ABC错误。

故选D。

12.（2021,天津•高考真题）光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片

上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫

外线进入液体后与其在真空中相比（）

A.波长变短B.光子能量增加C.频率降低D.传播速度增大

【答案】A

【详解】紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据

可知波长变短；根据

£-hv

可知，光子能量不变。

故选A。

13.（2021•北京•高考真题）如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单

色光。下列说法正确的是（）

A.这是光的干涉现象

B.在真空中光束6的波长大于光束c的波长

C.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率

D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度

【答案】C

【详解】A.光束。经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为6、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误;

C.由题图可知光束c的折射角大于光束6的折射角，根据折射定律可知

nc<nb

C正确；

B.由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则6光在真空中的波长较短，B错误；

D.根据丫=£知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。

n

故选Co

14.（2021•浙江•高考真题）用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点。和

两出射点P、。恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束。、反射光束6、

出射光束c和以已知光束a和b间的夹角为90。，贝U()

Qd

b

A.光盘材料的折射率〃=2

B.光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二

C.光束c和d的强度之和等于光束a的强度

D.光束c的强度小于0点处折射光束OP的强度

【答案】D

z=45

折射角为

r=30

根据折射定律有

所以A错误；

B.根据

cV2

v=—=----C

n2

所以B错误；

C.光束在b、c和d的强度之和小于光束。的强度，因为在Q处光还有反射光线，所以C错误；

D.光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折身光线。P的强度，所以D正确；

故选D。

15.(2020•山东・高考真题)双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到Si、S2的距离相等，。点为Si、

S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为％的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到。点，经S2

出射后直接传播到。点，由S1到。点与由S2到。点，光传播的时间差为山。玻璃片厚度为102,玻璃对

c,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（）

日人10Z-A152

C.Ar=-D.Ar=--

【答案】A

【详解】光在玻璃中的传播速度为

c

v——

n

可知时间差

410210252

△t=——

vcc

故选Ao

16.（2020・浙江考真题）如图所示,圆心为0、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从尸点

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。=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。，则（）

B.OP之间的距离为正R

2

C.光在玻璃砖内的传播速度为无c

3

D.光从玻璃到空气的临界角为30°

【答案】C

【详解】AB.作出两种情况下的光路图，如图所示

设OP=X,在A处发生全反射故有

由于出射光平行可知，在5处射出，故

sin60°

n=------------

sinZOBP

由于

联立可得W=6，X=BR,故AB错误；

3

C.由

c

v=—

n

可得v=故C正确；

3

D.由于

1V3

sinC=­=—

n3

所以临界角不为30。，故D错误。

故选Co

17.（2019•天津•高考真题）如图为。、b、c三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系.由“、

6、。组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）

【答案】C

【详解】由光电效应的方程々=浜-卬，动能定理eU=/，两式联立可得。=竺-*,故截止电压越大说

ee

明光的频率越大，则有三种光的频率也>匕>均，则可知三种光的折射率的关系为%>4>%,因此光穿过

三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C,ABD错误.

18.（2015・安徽•高考真题）如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后

从AC面进入空气.当出射角1和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为6.已知棱镜顶

角为a,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为

sina

D.sin(a-1)

【答案】A

故由几何关系可知

a+0

2

故折射率

a+0

sin

n=2

.a

sin—

2

A正确。

19.（2017•北京•高考真题）如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为。、6两束单色光。如果光束6

C.绿光D.紫光

【答案】D

【详解】根据题意作出完整光路图，如图所示

。光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律

sini

n=-----

sinr

可知玻璃砖对。光的折射率较大，因此a光的频率应高于6光。因为红光、黄光和绿光的频率都小于蓝光频

率，而紫光频率大于蓝光频率。

故选Do

20.（2015•福建•高考真题）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为弱、

助，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为"。、nba则（）

B.入入b,na<nb

C.入〃<入Z?,na<nbD.入入/?，na>nb

【答案】B

【详解】由图可知，6光的偏折程度较大，根据折射定律可知三棱镜对。光的折射率较大，又因为光的频率

越大，介质对光的折射率就越大，故6光的频率大于。光的频率，根据

C

A=—

可知b光的波长小于a光的波长。

故选Bo

21.（2016・四川•高考真题）某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率”。如图甲所示，。是圆心，MN是

法线，AO、8。分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角

「，做出sini-sinr图像如图乙所示。则（）

A.光由A经。到8,n=1.5

B.光由2经。到A,n=1.5

C.光由A经。到8,n=0.67

D.光由2经。到A,71=0.67

【答案】B

【详解】由图线可知

sini0.621

sinr0.93n

解得

n=1.5

因i是入射角，「是折射角，且折射角大于入射角，故光由8经。到A。

故选B。

22.（2016・上海・高考真题）一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时（）

A.速度相同，波长相同B.速度不同，波长相同

C.速度相同，频率相同D.速度不同，频率相同

【答案】D

【详解】不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由

公式

C

V——

n

可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小，波长减小。

故选D。

【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系

【方法技巧】本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式公式分析光进入不

同介质中的传播速度。

23.（2015,四川•高考真题）直线P/P2过均匀玻璃球球心O,细光束人6平行且关于P/P2对称，由空气射

入玻璃球的光路如图。。、b光相比（）

A.玻璃对a光的折射率较大

B.玻璃对。光的临界角较小

C.6光在玻璃中的传播速度较小

D.b光在玻璃中的传播时间较短

【答案】C

【详解】A.做。光和6光的光路图的法线，如图所示

由几何关系可知，a>劣，根据折射率的公式，对。光有

sin。1

sin03

对。光有

sin^2

sin"

综上所述，有%>%,即6光折射率大，故A项错误;

B.临界角公式为

sinC=-

n

由上述公式可知，折射率大是其临界角小。所以。光的临界角较大。故B项错误;

C.光在介质中的速度有

c

v=­

n

由上述公式可知，折射率大的，其在介质中的速度小，所以6光在玻璃中的传播速度较小，故c项正确;

D.光在玻璃中运动的时间为

S

V

由光路图可知，其6光在玻璃中的路程较大，且由之前的分析可知，b光在玻璃中的速度较小，综上所述,

b光在玻璃中运动的时间长，故D项错误。

故选Co

【点睛】此题考查了光的折射定律及全反射知识；解决本题的关键要明确折射率越大，光的偏折角越大,

判断出折射率关系，再分析其他量之间的关系。

24.（2024•海南•高考真题）一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直火0P射入，恰好在PQ界面发生全反

射，则玻璃砖的折射率（

Q

A.72B.73D.2

3

【答案】C

【详解】如图所示

根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为

C=60°

根据全反射的临界条件可得

,c1

sinC=—

n

解得

2>/3

n=------

3

故选Co

25.（2024•广东•高考真题）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P。面。若夕逐渐增大。两束光在N尸面上

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.在尸。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.6逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射

D.。逐渐减小时，两束光在面折射的折射角逐渐增大

【答案】B

【详解】A.红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在面，入射角相同，根

据折射定律

sin。

n=-----

sina

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尸点，故A错误；

B.根据全反射发生的条件sinC=’可知红光发生全反射的临界角较大，6逐渐增大时，折射光线与N尸面

的交点左移过程中，在NP面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故

B正确；

C.在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论。多大，在跖V面都不可能发生全反射，故C错误；

D.根据折射定律〃=里吆可知。逐渐减小时，两束光在面折射的折射角逐渐减小，故D错误。

sintz

故选Bo

26.（2023•福建・高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内

装有适量清水.水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖

直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（）

B.提升瓶内液面高度

C.改用折射率更小的液体

D.增大激光器与小孔之间的水平距离

【答案】B

【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角

1

n=slnC

可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。

A.减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；

B.提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入

射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光速更好的沿液流传播，故B正确；

C.若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；

D.增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变,故D错误。

故选B。

27.（2023•浙江•高考真题）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度

为0.9m,水的折射率细灯带到水面的距离=则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（）

310

【答案】C

【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值

13

sinC=—

n4

则

3

tanC=—

灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示

,^3

r=/itanC=——x—=m=0.3m

10币

则一个点发出的光在水面上能看到的〃=0.3m的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图所示

等腰直角三角形发光体的内切圆半径r满足

,2a-

r=----------

2

解得

故中间无空缺。

故选C。

28.（2023•湖北•高考真题）如图所示，楔形玻璃的横截面的顶角为30。，。尸边上的点光源S到顶点。

的距离为d,垂直于OP边的光线SN在。。边的折射角为45。。不考虑多次反射，。。边上有光射出部分的

S

A.-dB.若dC.dD.&

【答案】C

【详解】设光线在。。界面的入射角为。，折射角为夕，几何关系可知£=30。，则有折射定律

，「泣=西

sina

光线射出。。界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中O3LCS

光线在48两点发生全反射，由全反射定律

即A8两处全反射的临界角为45。，A8之间有光线射出，由几何关系可知

AB=2AC=2CS=OS=d

故选C。

29.（2022•浙江•高考真题）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水

球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是（）

A.气泡表面有折射没有全反射

B.光射入气泡衍射形成"亮斑"

C.气泡表面有折射和全反射

D.光射入气泡干涉形成"亮纹"

【答案】C

【详解】当光从水中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象；

还有一部分光折射到内壁然后再折射出去，所以水中的空气泡看起来比较亮。

故选Co

30.（2022•山东•高考真题）柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以。为圆心、半径为R的;圆，左侧

是直角梯形，AP长为R,AC与CO夹角45。，AC中点为瓦a、b两种频率的细激光束，垂直A3面入射，

器件介质对。，6光的折射率分别为1.42、1.400保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能

【详解】当两种频率的细激光束从A点垂直于面入射时，激光沿直线传播到。点，经第一次反射沿半径

方向直线传播出去。

保持光的入射方向不变，入射点从A向2移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到C。面经反射向

面传播，根据图像可知，入射点从A向2移动过程中，光线传播到面的入射角逐渐增大。

当入射点为8点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到面的P点，此时光线在面上的

入射角最大，设为a,由几何关系得

01=45

根据全反射临界角公式得

.「11/0

sinC〃=—=<——

na1.422

.11、④

sinC.=—=>——

bnh1.402

两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为

g<45<孰

故在入射光从A向5移动过程中，〃光能在面全反射后，从OM面射出;b光不能在面发生全反射,

故仅有〃光。A正确，BCD错误。

故选Ao

3L（2021•江苏•高考真题）某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可

以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材

料的折射率为（）

【答案】A

【详解】画出激光束从玻璃砖射出时恰好发生全反射的入射角如图所示

全反射的条件

sin。」

n

由几何关系知

sin0=-

6

联立解得

n=1.2

故A正确，BCD错误.

故选A.

32.（2021,海南•高考真题）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形“NPQ,MN=2NP,其折射率为0。一

束单色光在纸面内以a=45。的入射角从空气射向边的中点O,则该束单色光（）

A.在边的折射角为60。

B.在MN边的入射角为45。

C.不能从MN边射出

D.不能从NP边射出

【答案】C

【详解】A.光线从。点入射，设折射角为由折射定律有

sina=nsinp

解得

6=30。

即该束单色光在边的折射角为30。，故A错误；

B.设边长则MV=2/,作出光路图如图所示。

由几何关系可知光在边的入射角为60。，故B错误；

C.设光在玻璃砖与空气界面发生全反射的临界角设为C,有

.1V2

sinC=—=——

n2

即C=45。，而光在MN边的入射角大于45。，所以光在MN边发生全反射，不能从"N边射出，故C正确；

D.根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的8点时的入射角为30。，小于全反射临界角，所

以光在8点折射出玻璃砖，故D错误。

故选C。

33.（2021•辽宁•高考真题）一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较

内芯中的a、b两束光，a光的（）

A.频率小，发生全反射的临界角小

B.频率大，发生全反射的临界角小

C.频率小，发生全反射的临界角大

D.频率大，发生全反射的临界角大

【答案】C

【详解】由光路图可知a光的偏折程度没有6光的大，因此。光的折射率小，频率小，由全反射sinC=!可

n

知折射率越小发生全反射的临界角越大。

故选Co

34.（2020・浙江•高考真题）如图所示，一束光与某材料表面成45。角入射，每次反射的光能量为入射光能量

的七倍（0〈左＜1）。若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的（1-/）倍，则该材料折射率至少为（）

A.—B.J2