2025年高考物理复习难题之光学

2025年高考物理复习难题速递之光学（2025年4月）

选择题（共10小题）

1.（2025•西安二模）日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（）

A.全息投影技术利用了激光能量高的特点

B.光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质

C.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象

D.正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小

2.（2025•北倍区校级模拟）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来

的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约22。是“假太阳”。图甲

为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的

A.冰晶对a的折射率比对b的折射率大

B.真空中a比b的速度大

C.a光光子能量比b光大

D.用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，b的条纹间距小

3.（2025•南京一模）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，是因为不同颜色的光（）

A.传播速度不同B.波长不同

C.振动方向不同D.强度不同

4.（2025•唐山一模）片片雪花洋洋洒洒从天而降，摄影师透过微距镜头，将雪花美丽而梦幻的瞬间留存

下来。如图所示，利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，图像中有一种彩色雪花，该雪花内部

有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情景中与雪花呈彩色花纹原理相同的是（）

A.利用光导纤维传递信息

B.阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹

C.观看3D电影

D.泊松亮斑

5.（2025•宁波一模）有一透明材料制成的C型半圆柱体，内径是R,外径是2R,其横截面（纸面内）如

图所示，O'O是对称轴，一束单色光（纸面内）从半圆柱体外表面上0'点射入，光线与0,0直线

所成夹角i=60°时，经折射后恰好与内表面相切。已知真空中的光速为c,不考虑多次反射，下列说

A.这束单色光在该材料中的折射率为企

3R

B.这束单色光在该材料中的传播时间为三

C.当入射角i大于60。时，该单色光可能在半圆柱体内发生全反射

D.该单色光在内圆柱面恰好发生全反射时，从0'点射入的光线与0,。直线的夹角i=30°

6.（2025•温州二模）如图所示，图中阴影部分ABCDE是一透明介质的横截面，介质侧面AB面和DE面

均附有特殊涂层，光到达该表面时全部被吸收。ACE是一半径为R的半圆弧，圆心。处有一可以旋转

的单色激光发射器，使发出的光线绕圆心O以周期T在纸面内逆时针匀速转动。从BD外侧观察，一

T

个周期内BD面上有光点移动的时间为:，光在真空中速度大小为c,不考虑光在圆弧界面上的反射，

6

则下列说法正确的是（）

B.光在透明介质中传播的最长时间为---------

c

Oq-rD

C.光点在BD面上即将消失时的瞬时速率为——

3T

D.若增大单色光的频率，透明介质BD面上光射出的区域长度变长

7.（2025•天心区校级模拟）“玻璃弹珠”是跳棋游戏中的棋子，一般为玻璃制造。某同学想用它来研究光

的折射现象，他找来一个圆球形的透明玻璃弹珠水平放置在桌面上，让一束细光线从P点沿直线PQ通

过球心，另一束细光线平行于PQ从A点水平射入，入射角i=60°,经球形玻璃后从B点射出，两束

光线相交于C点且夹角9为30°,如图所示。下列说法正确的是（）

A.改变光在A点的入射角，都不可能使光在玻璃球的内表面发生全反射

B.光在玻璃球中传播的速度和真空中一样大

C.该玻璃球的折射率为旧

D.OC之间的距离为玻璃球半径的四倍

8.（2025•浙江模拟）如图甲所示，AB是半圆柱形玻璃砖底面，CD是探测反射光强度的光学传感器。一

束红光由真空沿半圆柱体的径向射向中心点O,入射角为0,从AB面反射回来的光强随入射角0变化

的情况如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c,sin53°=0.8,下列说法正确的是（）

A.玻璃砖的折射率约为1.67

B.光在玻璃砖中的传播速度为0.6c

C.若入射光改用紫光，CD刚好探测到最大反射强度时6<53°

D.若。从0增大到30。，反射光线和折射光线之间的夹角将从180°减小到97°

9.（2025•龙岗区校级一模）一个圆环翡翠（透明玻璃体），内侧的半径为R1,外侧的半径为R2,现让一

紫色光束对准点A（A与圆心O同一水平线），以角射入翡翠，光束恰好切过圆环内侧从外侧的点B

射出，出射角为。2,以下说法正确的是（）

B.翡翠对紫色光折射率n=物件

C.调大⑦，紫色光束一定会从翡翠内环射出

D.换用红色光束，以01入射一定会从翡翠内环射出

10.（2025•南通模拟）如图所示，ABCD是折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱横截面，其中NA=/

C=90°,ZB=60°-现有一束光垂直入射到棱镜的AB面上，入射点从A移到B的过程中，光只能

（）

A.从CD、BC面射出B.从BC、AD面射出

C.从AB、AD面射出D.从AB、BC面射出

二.多选题（共5小题）

（多选）11.（2025•广西模拟）如图所示，一束可见光垂直AB界面射入一直角三角形玻璃后，变为a、b

两束单色光，a、b两束单色光的光子能量分别为Ei、E2,波长分别为入1、入2,下列说法正确的是（）

A

si--------------

A.EI>E2

B.AI>A2

C.与a光相比，玻璃对b光的折射率更小

D.与a光相比，b光在玻璃中传播的时间更长

（多选）12.（2025•江门一模）如图是半径为R的均质透明水晶球的一个截面圆，O为圆心，AB是截面

圆的直径。单色细光束从C点平行于直径AB射入水晶球，恰好从B点射出，已知CB与直径AB的夹

角为3光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（）

A.光在C处入射角为2。

B.水晶球的折射率为cose

C.光在水晶球中的传播速率为丁J

2cos0

2cos28

D.光在水晶球中的传播时间为--------

C

（多选）13.（2025•湖北模拟）如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从PQ面射入某长方体透明

均匀介质，入射角为仇折射光束在PN面发生全反射，反射光射向MN面，若。逐渐增大，两束光在

PN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MN面上，红光比绿光更靠近N点

B.在MN面上，出射光线与界面的夹角红光比绿光的小

c.0逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

D.无论e增大到多大，入射光一定不可能在PQ面发生全反射

（多选）14.（2024秋•江岸区期末）如图所示，一个半圆形折射率为百的玻璃砖可在纸面内绕过圆心O

点的轴转动，一束单色光沿半径方向射入。当玻璃砖底面与光屏平行时，光束经玻璃砖射到光屏上的P

点，初始时测出入射光在。点与法线间的夹角6=30°,O点到光屏的垂直距离h=10cm。现保持入射

光线不变，使玻璃砖绕。点转动，则（）

A.初始时P点距玻璃砖圆心O的距离而=20cm

B.玻璃砖绕O点转动时，光透过玻璃砖射到光屏上的点不动

C.若玻璃砖绕O点逆时针转动30°,则光点较初始位置向左移动了lOgcm

D.若玻璃成绕0点顺时针转动15°,则光屏上没有透过玻璃成折射出的光点

（多选）15.（2025•昌黎县校级一模）如图所示，让一束复色光由空气射向一块足够长的平行平面玻璃砖,

经折射分成两束单色光a、b,下列说法正确的是（）

A.若增大入射角i,则a光可能消失

B.入射角i不为0时，出射光线a光与b光总平行

C.对于该玻璃，a光的折射率比b光的大

D.在玻璃砖中，a光的传播速度比b光的大

三.解答题（共5小题）

16.（2025•南京一模）某学校有一个景观水池，水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光

的LED光源S,如图所示（侧视图）。某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形（图中没有画出），

若圆形区域半径为r,水对红光的折射率为n,真空中的光速为c,该光源大小忽略不计。求：

（1）红光在水中的速度V；

（2）池中水的深度h。

水面

...........................——......................h

17.(2025•全国一模)如图所示，一束单色光从AB中点D沿垂直于直角三棱镜AB边的方向射入棱镜,

在AC边上的E点发生反射和折射，且折射光线恰好与反射光线垂直。已知/C=60°,AC=2L,光

在真空中的速度为c。求：

(1)该棱镜的折射率n；

(2)该单色光从D到E再经反射到BC所用的时间to

18.(2025•岱岳区校级模拟)玻璃微珠材料是用玻璃制成的微小球体材料，常在道路标志线、标志牌及衣

服的反光条中使用，它能将车灯照射过来的光逆向返回，从而使得在夜间行车没有路灯的情况下，能看

清道路和交通标志，增强车辆驾驶员和行人的可见度，提高安全性。用这种材料制成的某反光膜内均匀

分布着单层细玻璃珠，如图甲所示，所用玻璃的折射率九=一束平行光照射到玻璃微珠上时，部

分光线经一次反射和两次折射后沿与入射方向相反的方向射回。

(1)如图乙所示，除经过球心的光线外，还有入射光线能被反向平行射回，求该光线第一次进入玻璃

微球的入射角«多大？

(2)要保证能有足够强度的光被“反向射回”，要求入射光与其“反向射回”的光之间的距离d应不大

于10百pm,则玻璃微球的直径要满足什么条件？

甲乙

19.(2025•广西二模)在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图，ABCD是棱镜的横

截面，棱镜横截面是底角为45°的等腰梯形。现有与BC平行的两条光线a、b射至AB面，经折射均

能到BC面，已知棱镜材料的折射率几=V2,光在真空中传播速度c=3X108m/So

(1)通过计算，证明光线在BC界面能发生全反射。

(2)求光在棱镜中的传播速度。

(3)根据计算结果，利用尺规作图作出两条光线完整的光路图，并通过计算说明从DC面射出的光线

跟入射光线相比，几何上有什么变化和不变的地方。

20.(2025•六模拟)如图所示，水面下深度为h处有一点光源S,光源发出的光能从水面直接射出的区域

为一圆形区域。已知水对该光的折射率为n,光在真空中的传播速度为c。求：

(1)圆形区域的半径；

(2)从水面直接射出的所有光线中，在水中传播的最长时间t。

'h

S

2025年高考物理复习难题速递之光学（2025年4月）

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

题号12345678910

答案BDBBDCACBD

二.多选题（共5小题）

题号1112131415

答案BDACCDADBC

一.选择题（共10小题）

1.（2025•西安二模）日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（）

A.全息投影技术利用了激光能量高的特点

B.光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯采用的是光密介质，外套采用的是光疏介质

C.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象

D.正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小

【考点】激光的特点及其应用；多普勒效应及其应用；光导纤维及其应用.

【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力.

【答案】B

【分析】全息照相是利用了激光的相干性好的特点的；全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光

学现象；透过狭缝看到的彩色条纹是光的衍射现象；由多普勒效应可知，路人听到的声波频率与该波源

的频率大小。

【解答】解：A、由于全息照相技术要记录光波的相位信息，所以全息照相是利用了激光的相干性好的

特点的，平行度好和亮度高的特点，故A错误；

B、全反射是光由光密介质进入光疏介质时发生的光学现象，光导纤维是利用了光的全反射原理，其内

芯采用的是光密介质，外套采用光疏介质，故B正确；

C、过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故C错误；

D、由多普勒效应可知，波在波源移向观察者时接收频率变高，鸣笛火车驶近路人的过程中，路人听到

的声波频率与该波源的频率相比变大，故D错误。

故选：B„

【点评】本题查光的干涉、全反射和衍射，解题关键是知道光的干涉、全反射的现象和衍射现象。

2.（2025•北倍区校级模拟）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来

的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约22。是“假太阳”。图甲

为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的

过程图，则（）

A.冰晶对a的折射率比对b的折射率大

B.真空中a比b的速度大

C.a光光子能量比b光大

D.用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，b的条纹间距小

【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系；光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】定性思想；等效替代法；光的干涉专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】A.由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，据此分析判断；

B.所有的光在真空中的光速相等，据此分析判断；

C.折射率越小的光、频率越小、能量越小，据此分析判断；

D.根据条纹间距公式及前面分析，即可判断求解。

【解答】解：A.由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，则冰晶对a的折

射率比对b的折射率小，故A错误；

B.所有的光在真空中的光速相等，则真空中a与b的速度一样大，故B错误；

C.折射率越小的光、频率越小、能量越小，因为a的折射率比b的小，则a光光子能量比b的小，故C

错误；

D.条纹间距Ax与双缝距离d、光的波长人及双缝到屏的距离1之间的关系为：Ax=:入，a的频率比b

的小，则a的波长比b的大，则用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的双缝干涉条纹间距大,

b的条纹间距小，故D正确；

故选：D。

【点评】本题考查光的波长与干涉条纹间距的关系，解题时需注意，对于条纹间距、双缝距离、光的波

长及双缝到屏的距离，当其他因素不变时，条纹间距与波长成正比。

3.（2025•南京一模）白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，是因为不同颜色的光（）

A.传播速度不同B.波长不同

C.振动方向不同D.强度不同

【考点】光的干涉现象.

【专题】定性思想；归纳法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力.

【答案】B

【分析】日光灯发出的光是复色光，不同颜色的光波长不同，据此分析即可。

【解答】解：白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，是因为不同颜色的光的波长不同，所以产生的

明暗条纹的位置不同，进而显示出彩色条纹，故B正确，ACD错误。

故选：B。

【点评】知道衍射条纹的形状是解题的基础。

4.（2025•唐山一模）片片雪花洋洋洒洒从天而降，摄影师透过微距镜头，将雪花美丽而梦幻的瞬间留存

下来。如图所示，利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，图像中有一种彩色雪花，该雪花内部

有一夹着空气的薄冰层，使其呈彩色花纹。下列情景中与雪花呈彩色花纹原理相同的是（）

A.利用光导纤维传递信息

B.阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹

C.观看3D电影

D.泊松亮斑

【考点】偏振现象的应用；光导纤维及其应用；薄膜干涉现象；泊松亮斑.

【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹属于薄膜干涉，然后根据各自光现象的原理，从而即可分析求

解。

【解答】解：薄冰中间所夹的空气薄层相当于一层空气膜，光在此空气薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色

花纹。该现象对应的原理是光的干涉。

A.光导纤维的原理为光的全反射，故A错误；

B.阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉，原理与该现象相同，故B正确；

C.电影院放映3D影片，佩戴立体眼镜，形成立体效果，是光的偏振，原理与该现象不相同，故C错

误；

D.泊松亮斑是光的衍射，原理与该现象不相同，故D错误。

故选：B。

【点评】考查光的干涉现象的理解，知道薄膜干涉的情况，注意夹有空气的薄冰层，呈彩色花纹是解题

的突破口。

5.（2025•宁波一模）有一透明材料制成的C型半圆柱体，内径是R,外径是2R,其横截面（纸面内）如

图所示，0'。是对称轴，一束单色光（纸面内）从半圆柱体外表面上0'点射入，光线与0,。直线

所成夹角i=60°时，经折射后恰好与内表面相切。已知真空中的光速为c,不考虑多次反射，下列说

A.这束单色光在该材料中的折射率为近

OR

B.这束单色光在该材料中的传播时间为三

C.当入射角i大于60°时，该单色光可能在半圆柱体内发生全反射

D.该单色光在内圆柱面恰好发生全反射时，从0'点射入的光线与0'。直线的夹角i=30°

【考点】光的折射与全反射的综合问题；折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】定量思想；推理法；几何法；光的折射专题；全反射和临界角专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】根据折射定律，结合几何关系求解该材料中的折射率；根据光在介质中和真空中的传播速度的

关系，结合几何关系求解这束单色光在该材料中的传播时间；当入射角增大时，折射角也增大，折射光

线将顺时针偏转，考虑入射角最大的情况下是否会发生全反射，根据折射定律与全反射临界条件判断分

析；根据折射定律与全反射临界条件，结合几何关系，求解当光线在内圆柱面发生全反射时得入射角。

【解答】解：A、入射光线与OCT直线所成夹角i=60°时，设折射光线与内表面相切于M点，最终射

到N点，如图1所示。

图1

在三角形OO'M中：OM=R,0O=2R,OMXO'M,易知折射角r=30°。

根据折射定律得：n=舞=潦掾=8，故A错误；

ODAD

B、在图1中的三角形OON中：0O=2R,r=30°,ON±00',可得：0'N=或。=篝。

（-/L/OKJ\JA/J

根据n=［可得光在介质中传播速度为：v=4）则传播时间为：1=”=誓，故B错误；

yjJ17c

C、当入射角i大于60°时，折射角r也将大于30°,折射光线将顺时针偏转，考虑入射角最大，即im

=90°的情形，如图2所示。

图2

根据折射定律可得此时得折射角最大值rm满足：s讥加=包等=*，可得：tern%=/，可知：rm

<45°,即折射光一定射到连接内外圆弧的截面上，在这个截面上，根据几何关系可知入射角等于rm。

11

设全反射临界角为C,则有：sinC=-=-^=,可见：sinC=sinrm,即：rm=C,可知入射角i最大为90°

时，才恰好发生全反射。而实际上只能无限接近90°,当i=90°时光线不会折射进入圆柱体，因此当

入射角i大于60°时，该单色光在半圆柱体内不会发生全反射，故C错误；

D、当光线在内圆柱面发生全反射时，光路图如图3所示，设光线达到内圆柱面上的P点时恰好发生全

反射。

N一」

sinrrsin(180°-C)

在三角形OOP中：OO，=2R,OP=R,根据正弦定理得：----=---------

R2R

其中：sin（180°—C）=sinC=玄=暂，解得：sinr7=

根据折射定律得：71=幽=遮,解得：smiz即i'=30°,故D正确。

sinrL

故选：Do

【点评】本题考查了几何光学的折射定律与全反射现象，根据折射定律、全反射的临界条件，结合几何

关系解答。

6.（2025•温州二模）如图所示，图中阴影部分ABCDE是一透明介质的横截面，介质侧面AB面和DE面

均附有特殊涂层，光到达该表面时全部被吸收。ACE是一半径为R的半圆弧，圆心O处有一可以旋转

的单色激光发射器，使发出的光线绕圆心O以周期T在纸面内逆时针匀速转动。从BD外侧观察，一

T

个周期内BD面上有光点移动的时间为:，光在真空中速度大小为c,不考虑光在圆弧界面上的反射，

6

则下列说法正确的是（）

A.透明介质的折射率为迎

光在透明介质中传播的最长时间为

8TU

光点在BD面上即将消失时的瞬时速率为：

若增大单色光的频率，透明介质BD面上光射出的区域长度变长

【考点】光的折射与全反射的综合问题；线速度与角速度的关系.

【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力.

【答案】C

【分析】A.结合题意，根据几何关系、临界角与折射率的关系分别列式，即可分析判断；

B.结合前面结论，由几何关系、时间与速度的关系、折射率与光速的关系分别列式，即可分析判断；

C.根据题意，由线速度与角速度关系、角速度与周期关系、几何关系分别列式，即可分析判断；

D.若增大单色光的频率，可知介质对光线的折射率变大，据此分析判断。

T

【解答】解：A.根据题意可知，一个周期内BD面上有光点移动的时间为了，

则从BD面有光线射出的对应的弧长圆心角为：0=fX180°=60°,

则光线刚好在BD面发生全反射的临界角为：C=30°,

则透明介质的折射率为：n=盍，

解得：n=2,故A错误；

B.结合题意可知，当光线沿OD方向射入时，在透明介质中传播的时间t最长，

根据几何关系可知，此时光线传播的路程为：s=V^R-R,

则：t=）

且…=泉

联立解得：t=2（。1）R,故B错误；

C.设光点在BD面上即将消失时的瞬时速率为V,

将v沿入射光线方向和垂直入射光线方向分解可知：vcos30°=u）r,

且：3=竿,

D

由几何关系知：r=诉苏，

联立解得：〃=黑，故C正确；

D.若增大单色光的频率，可知介质对光线的折射率变大，临界角变小，根据前面分析结合几何关系可知，

透明介质BD面上光射出的区域长度变短，故D错误；

故选：Co

【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反

射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射

向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。

7.（2025•天心区校级模拟）“玻璃弹珠”是跳棋游戏中的棋子，一般为玻璃制造。某同学想用它来研究光

的折射现象，他找来一个圆球形的透明玻璃弹珠水平放置在桌面上，让一束细光线从P点沿直线PQ通

过球心，另一束细光线平行于PQ从A点水平射入，入射角i=60。，经球形玻璃后从B点射出，两束

光线相交于C点且夹角9为30°,如图所示。下列说法正确的是（）

A.改变光在A点的入射角，都不可能使光在玻璃球的内表面发生全反射

B.光在玻璃球中传播的速度和真空中一样大

C.该玻璃球的折射率为百

D.OC之间的距离为玻璃球半径的企倍

【考点】光的折射与全反射的综合问题.

【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】CD.由几何关系及光的折射定律画图，由数学知识、光的折射定律分别列式，即可分析判断;

B.根据折射率与光速的关系，即可分析判断；

A.运用假设法，由临界角和折射率的关系、光的折射定律分别列式，即可分析判断。

【解答】解：CD.由几何关系及光的折射定律，可得下图：

ZBOC=i-0,

ZBOC+(180°-2r)+i=180°,

联立可得：

ZBCO=30°,

r=45°,

由光的折射定律可得：

sini

：，

n=­si—nr

解得:

设玻璃球半径为R,

由几何关系可得：

OC=2・Rcos30°,

解得：

OC=V3R；

故CD错误；

B.光在玻璃球中传播的速度为：

C

v=S

由此可知，光在玻璃球中传播的速度和真空中不一样大，

故B错误；

A.假设改变光在A点的入射角，能使光在玻璃球的内表面发生全反射，

设临界角为C,刚好能使光在玻璃球的内表面发生全反射时，光在A点的入射角为L

由临界角和折射率的关系可得：

.八1

sinC=—9

n

由光的折射定律可得：

_sini'

n-sinC

联立可得：

sini'=l,

则：

i』90。，不符实际，则假设不成立，则改变光在A点的入射角，都不可能使光在玻璃球的内表面发生

全反射，

故A正确；

故选：Ao

【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反

射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射

向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。

8.（2025•浙江模拟）如图甲所示，AB是半圆柱形玻璃砖底面，CD是探测反射光强度的光学传感器。一

束红光由真空沿半圆柱体的径向射向中心点O,入射角为3从AB面反射回来的光强随入射角。变化

的情况如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c,sin53°=0.8,下列说法正确的是（）

A.玻璃砖的折射率约为1.67

B.光在玻璃砖中的传播速度为0.6c

C.若入射光改用紫光，CD刚好探测到最大反射强度时。＜53°

D.若。从。增大到30°,反射光线和折射光线之间的夹角将从180°减小到97°

【考点】光的折射与全反射的综合问题；折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力.

【答案】C

【分析】由图像乙能读出此新材料的临界角C,根据全反射临界角公式n=焉，求解折射率，根据v=三

、11IL11

求解光速，根据折射定律分析D。

【解答】解：AC、由图乙可知，当6=53°时发生全反射，此时C=53°，则n=*=1.25,

若改用紫光照射，折射率增大，所以光学传感器探测到反射强度达到最大时小于53。，故C正确、A

错误；

B、根据V，可知，v=0.8c,故B错误；

D、当8=30°时，根据折射定律有n=《除

解得i^38°

此时反射光线和折射光线之间的夹角为180°-38°-30°=112°,故D错误。

故选：Co

【点评】本题主要是考查了光的折射和全反射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，根据图中

的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程求解。

9.（2025•龙岗区校级一模）一个圆环翡翠（透明玻璃体），内侧的半径为Ri,外侧的半径为R2,现让一

紫色光束对准点A（A与圆心0同一水平线），以角01射入翡翠，光束恰好切过圆环内侧从外侧的点B

射出，出射角为。2,以下说法正确的是（）

A.出射角02比入射角01大

B.翡翠对紫色光折射率n=#吆

C.调大⑦，紫色光束一定会从翡翠内环射出

D.换用红色光束，以01入射一定会从翡翠内环射出

【考点】光的折射与全反射的综合问题.

【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】根据几何关系分析A,根据折射定律求出该单色光的折射率；根据折射定律结合折射率与频率

关系分析CD。

【解答】解：A、由几何关系可知从A点入射的折射角等于从B点出射点入射角，根据折射定律可知

出射角。2与入射角印相等，故A错误；

B、根据几何关系可知A点入射的折射角满足sinr=祟

根据折射定律有n=需

解得九=驾也

故B正确；

C、调大E,紫色光束的折射角增大，一定不会从翡翠内环射出，故C错误；

D、红色光的频率小，折射率小，根据n=需可知，折射角变大，不会从翡翠内环射出，故D错误;

故选：Bo

【点评】本题考查折射定律，解题关键注意运用几何关系求出折射角是解决问题的关键。

10.（2025•南通模拟）如图所示，ABCD是折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱横截面，其中NA=N

C=90°,ZB=60°o现有一束光垂直入射到棱镜的AB面上，入射点从A移到B的过程中，光只能

)

A.从CD、BC面射出B.从BC、AD面射出

C.从AB、AD面射出D.从AB、BC面射出

【考点】光的折射与全反射的综合问题；光的折射定律.

【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】由几何关系，确定光线在CD边的入射角，结合临界角与折射率的关系列式，再由题意及发生

全反射的条件画图，即可分析判断ABCD正误。

【解答】解：由几何关系可知，光线在CD边的入射角为30°,

若临界角为C,则有：

111

sinC=-=y-rV5，

n2.42

则：

C<30°,

则结合题意及几何知识，可得下图：

光线在CD边的入射角为30。，发生全反射；光在AB边的入射角为60。，发生全反射；然后光垂直

BC边射出；

若将入射光沿AB边继续平行下移，可得下图：

AD

光线在DC和BC边上均发生全反射，由几何关系可判断，此种情况，光线最终从AB边垂直AB边射

出；

故入射点从A移到B的过程中，光只能从AB、BC边射出，

故D正确，ABC错误；

故选：D。

【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反

射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射

向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。

多选题（共5小题）

（多选）11.（2025•广西模拟）如图所示，一束可见光垂直AB界面射入一直角三角形玻璃后，变为a、b

两束单色光，a、b两束单色光的光子能量分别为Ei、E2,波长分别为入1、下列说法正确的是（）

A

B

A.EI>E2

B.入1>入2

C.与a光相比，玻璃对b光的折射率更小

D.与a光相比，b光在玻璃中传播的时间更长

【考点】折射率及其测定；光的折射定律.

【专题】比较思想；归纳法；光的折射专题；理解能力.

【答案】BD

【分析】根据光路图分析折射率大小；频率大的光折射率大；根据频率和波长的关系分析波长；根据光

子能量公式分析光子能量大小；根据折射率比较它们在玻璃中的传播速度。

【解答】解：C、有光路图可知，b光的折射率大于a光的折射率，故C错误；

A、因为b光的折射率大于a光的折射率，所以b光的频率大于a光的频率，根据E=hv可知，EI<E2,

故A错误；

B、根据c=Xv可知，a光的波长大于b光的波长，即入i>Q,故B正确；

D、根据v=£可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，所以与a光相比，b光在

玻璃中传播的时间更长，故D正确。

故选：BDo

【点评】能够根据光路图比较出b光的折射率大于a光的折射率是解题的关键。

（多选）12.（2025•江门一模）如图是半径为R的均质透明水晶球的一个截面圆，O为圆心，AB是截面

圆的直径。单色细光束从C点平行于直径AB射入水晶球，恰好从B点射出，已知CB与直径AB的夹

角为。，光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（）

A.光在C处入射角为2。

B.水晶球的折射率为cos0

C.光在水晶球中的传播速率为一三

2cos3

2Dcos2e

D.光在水晶球中的传播时间为--------

C

【考点】光的折射定律；折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力.

【答案】AC

【分析】作出过C点的法线，并根据数学知识标出角度，根据光的折射定律、数学知识、折射率与光

速的关系、速度与时间的关系分别列式，即可分析判断ABCD正误。

【解答】解：作出过C点的法线，并根据数学知识（等腰三角形的性质、外角定理、平行线的性质）

标出角度，如图所示：

根据光的折射定律可知，水晶球对此单色细光束的折射率为：h=嚅,

SlTlu

由数学知识解得：n=2cos®

由几何关系可知，细光束在水晶球中传播的路程为：s=2«Rcos0,

且细光束在水晶球中传播的速率为：v=5=方?

71Z.COSU

又因为：s=vt,

联立可得，细光束在水晶球中的传播时间为：1=幽警

故AC正确，BD错误;

故选：ACo

【点评】本题考查光的折射定律，解题时需注意：根据题意正确画出光路图，根据几何知识正确找出角

度关系，依光的折射定律列式求解。

（多选）13.（2025•湖北模拟）如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从PQ面射入某长方体透明

均匀介质，入射角为3折射光束在PN面发生全反射，反射光射向MN面，若。逐渐增大，两束光在

PN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MN面上，红光比绿光更靠近N点

B.在MN面上，出射光线与界面的夹角红光比绿光的小

C.8逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

D.无论。增大到多大，入射光一定不可能在PQ面发生全反射

【考点】光的折射与全反射的综合问题.

【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力.

【答案】CD

【分析】A.由题意画图，结合光的折射定律及几何关系，即可分析判断；

B.结合前面分析，在MN面上，根据对称性和光路可逆原理，即可分析判断;

C.结合题意，根据临界角与折射率的关系，即可分析判断；

D.根据发生全反射的条件，即可分析判断。

【解答】解：A.由题意可得下图：

已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，在PQ面，两种光的入射角均为仇则由光的折射定

律可知，在PQ面红光的折射角更大，则结合上图可知，红光在PQ面的折射角为人在PN面的入射

角为i',且由图可知，在MN面上，红光比绿光更远离N点，故A错误；

B.结合前面分析，在MN面上，根据对称性和光路可逆原理可知，两种光出射光线与法线间的夹角均为

0,故出射光线与界面的夹角相等，故B错误；

C.根据临界角与折射率的关系可知：s讥C=K

因为在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，则红光发生全反射的临界角较大，则0逐渐增大时，

折射光线与NP面的交点右移过程中，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C正确；

D.在PQ面，光是从光疏介质到光密介质，无论。多大，在PQ面都不可能发生全反射，故D正确；

故选：CDo

【点评】本题考查光的折射与全反射的综合问题，解题时需注意，光投射到两种介质的界面上会发生反

射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射

向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。

（多选）14.（2024秋•江岸区期末）如图所示，一个半圆形折射率为g的玻璃砖可在纸面内绕过圆心O

点的轴转动，一束单色光沿半径方向射入。当玻璃砖底面与光屏平行时，光束经玻璃砖射到光屏上的P

点，初始时测出入射光在O点与法线间的夹角e=30°,O点到光屏的垂直距离h=10cm。现保持入射

光线不变，使玻璃砖绕。点转动，则（）

A.初始时P点距玻璃砖圆心。的距离而=20cm

B.玻璃砖绕O点转动时，光透过玻璃砖射到光屏上的点不动

C.若玻璃夜绕0点逆时针转动30°,则光点较初始位置向左移动了lOWcm

D.若玻璃砖绕0点顺时针转动15°,则光屏上没有透过玻璃砖折射出的光点

【考点】光的折射定律.

【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力.

【答案】AD

【分析】根据折射定律结合几何关系解得A；璃砖绕0点顺时针转动15°,此时入射角为45°,可发

生全反射，玻璃砖绕0点逆时针转动30°,根据几何关系作答。

【解答】解：A、根据折射定律可知n=^

解得折射角r=60°

根据几何关系可知初始时P点距玻璃砖圆心0的距离0P=感心

解得而=20cm

故A正确；

BD、若玻璃砖绕O点顺时针转动15°,此时入射角为45°,光发生全反射的临界角为sinC=玄=/

由于sin450=芋〉sinC

则光屏上没有透过玻璃胸折射出的光点，故B错误，D正确；

C、若玻璃砖绕O点逆时针转动30°,则光线与法线重合,射出玻璃砖后与竖直方向的夹角为9=30°,

射到光屏的位置与O点的距离为

_h

x-cos30°

较初始位置向左移动了

Ax=OP-x

解得Ax=（20—空巨）cm

故C错误;

故选：ADo

【点评】确定边界光线，掌握折射定律，掌握几何关系及全反射临界角公式的运用即可解题。

（多选）15.（2025•昌黎县校级一模）如图所示，让一束复色光由空气射向一块足够长的平行平面玻璃砖,

A.若增大入射角i,则a光可能消失

B.入射角i不为0时，出射光线a光与b光总平行

C.对于该玻璃，a光的折射率比b光的大

D.在玻璃砖中，a光的传播速度比b光的大

【考点】折射率的波长表达式和速度表达式；光的折射定律.

【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理论证能力.

【答案】BC

【分析】一束复色光从空气斜射到厚平板玻璃的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平

行单色光，根据偏折程度可确定折射率大小。根据光速与折射率的关系分析D。

【解答】解：A、根据光的可逆性可知，增大入射角i,则a光不会消失，故A错误；

B、根据折射定律n=器可知，出射光线a光与b光总平行，故B正确；

CD、由图知两束的入射角相等，a的折射角小于b的折射角，通过折射定律可知na>nb,根据v=（可

知，a光的传播速度比b光的小，故C正确，D错误；

故选：BCo

【点评】本题考查光的折射，根据题目条件分析玻璃砖对两光线折射率大小关系是解题关键。

三.解答题（共5小题）

16.（2025•南京一模）某学校有一个景观水池，水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光

的LED光源S,如图所示（侧视图）。某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形（图中没有画出），

若圆形区域半径为r,水对红光的折射率为n,真空中的光速为c,该光源大小忽略不计。求：

（1）红光在水中的速度v；

（2）池中水的深度h。

【考点】全反射的条件、判断和临界角；折射率的波长表达式和速度表达式.

【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理论证能力.