2025高考物理复习考点训练：光的折射、全反射

第十四章光学

考点72光的折射全反射

强基固本对点练

知识点1折射定律折射率

1.（多选）若某一介质的折射率较大，那么（）

A.光由空气射入该介质时折射角较大

B.光由空气射入该介质时折射角较小

C.光在该介质中的速度较大

D.光在该介质中的速度较小

2.[2023・江苏卷]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

如图所示为圆柱形透明介质的截面，圆的半径为凡S为过圆心。的水平线上的一个光

源，S到。的距离为3R从S点射出一束单色光，照射到圆面上的/点，折射光线从圆面

上的2点射出，出射光线恰好与SO平行，光束&4与S。的夹角。=30。，则透明介质对该

单色光的折射率为（）

A.巡B.城C.仍D.3

23

4.

.S

如图所示为某容器的截面，容器的高度和底边的长度都为乙截面右上方某处固定一能

发射单色光的点光源£开始时容器内为真空，容器底部形成阴影，阴影的左边缘恰好在容器

内左下角”点.现将容器内装满某种液体，容器底部阴影长度变为：3不考虑光的反射.

（1）求液体对该单色光的折射率；

（2）已知光在真空中的传播速度为c,求装满液体后容器内最右侧的光线在液体中传播到

容器底部所用的时间.

知识点2全反射

5.（多选）如图所示，一束光从空气中射向折射率为〃=也的某种玻璃的表面，仇表示

入射角，则下列说法中正确的是（）

A.当仇＞45。时会发生全反射现象

B.只有当a=90。时才会发生全反射

C.无论入射角仇是多大，折射角仇都不会超过45。

D.欲使折射角仇=30。，应以4=45。的角度入射

6.

如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MVP0,MN=2NP,其折射率为也.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。，则该束单色光（）

A.在〃0边的折射角为60。B.在血W边的入射角为45。

C.不能从边射出D.不能从NP边射出

7.（多选）如图所示，清澈的湖面下S处有一•条小鱼，S到水面的距离/z=3m,已知水

的折射率为：(当0很小时，sin。仁tan。)，贝!|()

空气

水

A.在鱼正上方的水面上看到鱼的位置距水面的距离为2.25m

B.在鱼正上方的水面上看到鱼的位置距水面的距离为2.50m

C.在湖面上能看到鱼的水域圆的半径为射2m

7

D.在湖面上能看到鱼的水域圆的半径为△江m

7

8.如图所示，两条距离为。的平行光线，以入射角。从空气射入平静水面，反射光线

与折射光线垂直，求：

⑴水的折射率〃；

(2)两条折射光线之间的距离d.

知识点3光的折射和全反射的综合应用

9.如图所示，一截面为边长6cm的正方形薄玻璃砖/BCD静置在水平桌面上(俯视图)，

一束单色光从BD边中点平行于桌面入射，入射角为53。，折射后打在4点右侧2cm处的E

点，已知光在真空中传播速度为c,5亩53。=0.8,cos53o=0.6,则()

,1

：53°

CD

A.从£点出射光线与BD边的入射光线平行

B.此玻璃砖对该单色光的折射率为“

3

c.图中单色光在玻璃砖中传播速度为4c

3

D.最终射出玻璃砖的光线折射角为37°

10.如图所示，在真空中有一折射率的直角棱镜/8C,ZA=60°,/C的长度

为d,真空中的光速为c.平行于3C的单色光从介面射入棱镜，求：

(1)光经AB界面折射后折射光线与AB界面的夹角；

(2)光通过棱镜的最长时间.(不讨论光在棱镜中多次反射的情况)

培优提能模拟练

11.[2024・广西北海市一模]

如图所示，一束复色光从空气射到一块长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光a、b,

光束a与玻璃砖上表面的夹角为a,光束b与玻璃砖上表面的夹角为△光束a与光束b在玻

璃砖中传播速度的比值为()

Asina

A.------

sin0

「cosa

D.

COSB

Csin£

sina

D.皿

cosa

12.

[2024•江苏省南通市如皋市教学质量调研]如图所示，半圆形玻璃砖的圆心为。，半径为

R,。、P两点间的距离为胃R一束单色光从尸点以45。角射入玻璃砖，出射光线和入射光

线平行，则玻璃砖的折射率为（）

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

13.[2024•浙江省嘉兴市期末考试]如图所示，/BCD是底角为45。的等腰梯形的棱镜截

面图，与底边8C平行的两束单色光。、6（间距可调）从边射入后经边反射直接从CD

边射出.已知棱镜对。、6两束光的折射率满足,下列说法正确的是（）

b-

A.调整°、b光的入射位置，可能从边射出

B.a、b两束光不可能从CD边同一位置射出

C.。光从CD边射出位置一定离底边5C更近

D.a光从AB边射入到CD边射出时间一定更长

[2024•河北省邯郸市九校联考]如图所示，水面上漂浮一半径为R=0.25m的圆形荷叶,

S一一

。点为荷叶的圆心，一只小蝌蚪从距水面//=-m的/点以速度尸0.05m/s向下运动，

/点在。点的正下方，已知水的折射率为4,则在小蝌蚪向下运动过程中，在水面之上看

3

不到小蝌蚪的时间为（）

15.

[2024・广西南宁市、玉林市摸底考试]如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒，长度为6

m.一束光线从圆柱形棒的一个底面中心垂直射入，经2.5Xl（）-8s由另一底面圆心射出.保

持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在材料内部恰好发生全反射，（光在真空中的速

度为3X108m/s）则光通过透明材料的时间为（）

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

16.[2024•河北省邯郸市九校联考]宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实

验.某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形、折射率为〃=啦的玻璃

砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R、外径为2氏一束单色光在截面上的4点以

入射角i射入玻璃砖，恰好在玻璃砖内壁的B点发生全反射(图中B点未画出)，光在真空

中传播的速度为c,求：

⑴入射角，的正弦sini；

(2)该单色光从/点传播到B点所用时间(结果可以带根号).

17.[2024•辽宁省沈阳市实验中学适应性测试]如图所示，一玻璃砖的截面由半圆和等腰

直角三角形/2C组成，。点为圆心，半圆的直径2C长为2尺，半圆上的。点到3c的距离

为3R.一束光射到。点，入射角为60。，折射光线与NC平行.已知光在真空中的传播速

2

度为c.求:

⑴玻璃砖的折射率心

(2)光在玻璃砖中的传播时间t.

考点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错误，B正确；又因为n=~,

smn/

得c,C错误，D正确.

n

2.答案：A

解析：根据折射定律

〃上sin0上=〃下sin0下

由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，则〃下,〃上，则。下逐渐减小，画

出光路图如下

太阳快纣

zZ/l

'Z1沁下

地球表面

则从高到低。下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向.

故选A.

3.答案：A

解析：过/点和8点分别做法线，如图所示

在△/SO中,因此可

知/SQ4=30。，而根据几何关系可知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正确.

=45。，由此可知,〃==

sinAOABsin45°

4.答案：（1）也（2）呼

3c

解析：（1）如图所示

设入射角为i,折射角为厂，根据几何关系可得

-L

tani=~=1,tanr=A=——

LL3

可得，=45。，r=30°

液体对该单色光的折射率为〃=篇=日

(2)根据折射率公式可知，光在介质中的传播速度为〃=,

解得片,=也c

n2

根据几何关系可得，装满液体后容器内最右侧的光线在液体中传播到容器底部所用的时

24

间为=渥乙.

<3。

2

5.答案：CD

解析：发生全反射现象的条件是：光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角，

所以A、B均错误；由折射率〃=*1=仍可知，当入射角最大为90。时，折射角仇=45。,

sin仇

C正确；由折射率〃=四囱，D正确.

sin0i

6.答案：C

解析：光线从。点入射，设折射角为0，由折射定律有sina="sinS，解得£=30。，即

该束单色光在边的折射角为30。，A错误；设边长NP=/,则〃N=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。，B错误；设光在玻璃砖与空气界面发生全

反射的临界角为C,有sinC=1=啦，即C=45。，而光在"N边的入射角大于45。，所以

n2

光在MN边发生全反射，不能从"N边射出，C正确；根据几何关系可知光在/点发生全反

射后到达NP边的3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,

D错误.

7.答案：AC

解析：光路如图，则〃=皿

sinr

S

ddb3

sinz^tani=—,sinr=tanr=~贝!)勿=一=Tm=2.25m,A正确，B错误；因sinC

h'hn—

3

=-=-则tanC=/^,在水面上能看到鱼的水域圆半径&=〃tanC=¥m,故C

n4W寸77

正确，D错误.

8.答案：(l)tan0(2)Z)tan3

解析：(i)设折射角为尸，根据几何关系可得尸=9。。一e

根据折射定律可得»=―

smr

联立可得n=tan(9.

(2)如图所示.

sin（90°-。）

9.答案：B

解析：根据题意，画单色光光路图如图:

根据几何关系tan。=丁"=3,故9=37。,根据折射定律〃=迎空，解得力=4,B

BE4sin63

正确；根据传播速度与折射率关系-色，解得右3gc错误；根据几何关系有a=53。，

n4

根据临界角与折射率的关系sinC=1=-<sina=0.8,光射到£点时发生全反射，没有光

n4

线射出，A错误；光线射到NC面时，入射角为37。，根据几何关系，所以折射角为53。，D

错误.

10.答案：(1)60°(2声徨

C

解析：(1)由几何关系可知入射光线在界面的入射角为z=60°

由折射定律有«=-=3

sinr

解得r=30。

故折射光线与AB界面的夹角9=90。一尸=60。

A

B\D

(2)若光线直接从ZC界面射出，光路如图所示，可知从C点射出时路程最长，此时si

=d

..11

由sinC=~=亍

nV3

可知，光线经3c面全反射后从/C界面射出，光路如图所示，设8。距离为x

X

dtan60°—x

由几何关系可得ED=2,DF=---,--S--2--=--E--D---+DF

cos30°cos30°

联立以上三式可得S2=2d-0

3

可知当X=0时，52=2可

2d

故最长路程为2d,又因为片,t=~

n

代入数据可得t=^.

C

11.答案：B

解析：设两束单色光的入射角为。，对单色光。，由折射定律得出=细乜，光束a在

cosa

玻璃砖中传播速度为匕=色，对单色光6,由折射定律得3=笆吗，光束6在玻璃砖中传

nacosp

播速度为14=-,所以光束。与光束6在玻璃砖中传播速度的比值匕=-=期幺，B正

nb/nacosp

确.

12.答案：A

解析：

单色光从尸点以45。角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则有折射光线与垂直

。尸的夹角相等，则光线在玻璃砖中的光路图如图所示，由折射定律可得

«=—，由几何关系可知sina=-旦、==-,联立解得〃=也，A正确，B、C、

sina\]OP2+R22

D错误.

13.答案：D

解析：光路如图所示

根据折射定律有〃=幽驾，解得/<30。，根据几何知识可知，两条光在8C面的入射

sinr

角为i>75。，根据sinC=l,解得C<45。，所以调整.、6光的入射位置，光在8c面发生

n

全反射，不可能从8c边射出，A错误；由于可知。光束进入棱镜时偏折较大，a、b

光束的间距可调，故。光束上移，6光束下移，a、6光束就有可能从CD同一位置射出，B

错误；由图可知。光束从CD边射出可能离底边更远，C错误；根据图中。光束的光路

图，根据正弦定理有上二=——BE=BE_,解得.=这四同理可得

sin45sin(90°+a)cosacosa

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

cosacosacosa

p—BE,。光在玻璃中的速度为％=9=/csina,。光在玻璃中的运动时

sm43

y2cosana

sina

尚工,近BE闩用寸用,近BE心手sin45°、sin45°

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

%csin2a/°sin2psinasinpn

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

确.

14.答案：B

解析：

由全反射角公式和几何关系，有sinC=-=-,tanC=4^,在小蝌蚪竖直向下运动

n4W

过程中，如图所示，小蝌蚪从/点到2点过程中，在水面之上看不到小蝌蚪，有/

一〃=也m,则在水面之上看不到小蝌蚪的时间为1=坐~=£口s,B正确.

24,6

15.答案：C

解析：设光在该材料中传播速度为，，由£=%解得片乙=2.4X108m/s,由〃=,可

知〃=1.25.设全反射临界角为C,则sinC=1=0.8,光刚好发生全反射，可知光在透明材