2026届高考物理一轮基础复习训练64 光的折射 全反射（含解析）

2026届高考物理一轮基础复习训练64光的折射全反射一、单项选择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()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ℎ，就能得到液体的折射率n。忽略气壁厚度，由该方案可知()A.若ℎ=4 B.若ℎ=6 C.若n=5D.若n=3如图甲所示，一细束白光通过某种特殊材料制成的三棱镜发生色散。图乙是其光路平面图，已知三棱镜的截面为等边三角形，白光由M点入射，入射角α=60∘，其中红光对应的该材料的折射率为n=A.30∘B.45∘C.60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()A.减弱激光强度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唐代诗人韩愈的《原道》里“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若井深8m、圆形井口半径为0.5m的井中被灌满水，水的折射率n=43，处在井底正中央A.76 mB.23现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示（β1<A.光在甲中折射率大B.甲的NaCl浓度小C.光在甲中速度大D.甲的临界角大如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN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PQ面。若θ逐渐增大，两束光在NP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PQ面上，红光比绿光更靠近P点B.θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C.θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射D.θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30∘，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45∘。不考虑多次反射，OQA.12dB.22d二、多项选择题一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α。他发现只有当α大于41∘时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是(A.水的折射率为1B.水的折射率为1C.当他以α=60D.当他以α=60如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当θ=30∘时，反射光b和折射光A.该材料对红光的折射率为3B.若θ=45∘C.若入射光a变为白光，光线b为白光D.若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直如图所示，一束光由空气斜射到透明介质球上的A点，入射角为i，则()A.当i足够大时，在A点将发生全反射B.当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射C.无论i多大，在A点都不会发生全反射D.无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射光导纤维（可简化为长玻璃丝）示意图如图所示，其折射率为n，AB代表端面，为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光在端面AB上的入射角θ应满足的条件是()A.sinB.sinC.sinD.sin一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它由半圆CPB和等腰直角三角形ABC组成，其中O为半圆的圆心，AC=BC。一束单色光从光源Q射到圆面上的P点，入射角i=45∘，光束折射后与AC平行且恰好经过OB中点。已知圆的半径为A.玻璃砖材料的折射率为2B.玻璃砖材料的折射率为3C.光从P点射入到离开玻璃砖的时间为(D.光从P点射入到离开玻璃砖的时间为3三、非选择题如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60∘，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C如图，一折射率为2的棱镜的横截面为等腰直角三角形△ABC，AB=AC=l，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A如图，半径为R的球面凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心厚度CD为10mm。一束单色激光自中心轴上距液面15mm的A处以60∘入射角射向液面B处，其折射光经凹面镜反射后沿原路返回，液体折射率为3(1)光线在B点进入液体的折射角；(2)凹面镜半径R。某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG=30∘。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到(1)求sinθ(2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D到E点距离的范围。

一、单项选择题答案：A解析：地球表面附近空气折射率随高度降低而增大（即越靠近地面折射率越大）。太阳光斜射时，光线从光疏介质（高空，n小）射向光密介质（低空，n大），折射角小于入射角，光线应向地面（法线方向）弯曲。选项A符合这一规律，其余选项光路弯曲方向错误。答案：D解析：设入射角为i，折射角为r。由题意，反射光与折射光垂直，故i+r=n容器宽度16cm，中心到器壁距离8cm，反射光点高度ℎ，则tani=8若ℎ=4 cm若ℎ=6 cm若n=54若n=32答案：C解析：等边三棱镜顶角60∘，红光入射角α=60由折射定律sinα=nsinr光线在三棱镜内射到另一侧面时，入射角r2出射时，由折射定律nsinr2=sinβ偏向角（出射光线与入射光线夹角）为(α答案：B解析：“液流导光”利用全反射原理，需保证光在液流表面的入射角大于临界角。提升瓶内液面高度，液流速度增大，液流更“粗壮”且弯曲更平缓，光在液流表面的入射角更易大于临界角，B正确。减弱激光强度会使光更弱，A错误；改用折射率更小的液体，临界角增大，更难发生全反射，C错误；增大激光器与小孔距离不影响全反射条件，D错误。答案：A解析：设青蛙位置与水面距离为ℎ，井口半径r=0.5 m青蛙能看到全部景物的临界条件：光线从井口边缘入射到青蛙眼中时，入射角为临界角C，满足sinC几何关系：tanC=rℎ=解得ℎ=答案：A解析：入射角相同，折射角β1<β2，由折射定律折射率随浓度增大而变大，故甲的浓度大于乙，B错误；光速v=cn临界角sinC=1答案：A解析：红光折射率n红<n入射角θ增大时，折射角r增大（由sinθ=nsinr），光在NP面的入射角为90在PQ面，红光折射角更小（因n红<n光从空气射入介质，不可能在MN面发生全反射，C错误。θ减小时，r减小，D错误。答案：C解析：垂直OP入射的光线，入射角为0∘，在OQ面的入射角为30∘（顶角30∘），折射角45临界角sinC光从S（OS=d）射到OQ面上某点A，入射角α需α<45∘才会折射。几何关系得OA二、多项选择题答案：BD解析：激光从水下射向空气，临界角C满足sinC=1n。当α>当α=60∘，入射角i=30∘，折射角r满足答案：AC解析：θ=30∘时，反射光与折射光垂直，故折射角r临界角sinC=13≈0.577，C≈白光入射时，反射光不色散，仍为白光，C正确。紫光折射率更大，θ不变时，折射角r′满足sinr′答案：BC解析：光从空气（光疏）射入介质球（光密），在A点入射角i始终小于折射角，不可能发生全反射（全反射需从光密到光疏），A错误，C正确。光从球内射出时，是从光密到光疏，若入射角足够大（大于临界角），会发生全反射，B正确，D错误。答案：B解析：设光在端面AB的折射角为r，需满足光在光纤侧面的入射角i′临界角sinC=1由折射定律sinθ=nsinr，结合sin答案：AC解析：设折射率为n，入射角i=45∘折射光线平行于AC，且过OB中点（距O为R/2），几何关系得由n=光在玻璃中传播路径：P→等腰直角三角形直角边→射出，总路程s=6R2三、非选择题解：设光线在AB面的折射角为θ,则有sin60°=nsinθ由题知,光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射,则有sinC=1n,C=90°-联立解得tanθ=32,n=根据几何关系有tanθ=MBBN=NC=a-BN又tanθ=PCNC,联立解得PC=3−1解：棱镜折射率n=2，等腰直角三角形ABC，光垂直BC入射到AB边的M点，入射角i=45∘，折射角r设AM间的距离为d,由几何关系可知∠ABD=∠DBM'=45°,∠AM'M=15°则∠BAD=30°在Rt△ABM'中,BM'=ABtan∠BAD=33又BM=BM'=33则M点到A点的距离d=l-33l=3−3解：(1)由折射定律sin60(2)折射光经凹面镜反射后原路返回，故折射光线过凹面镜球心。几何关系得∠ABC=∠COB=30°由题干可知AC=15mm,CD=10mm则B、C的距离为BC=ACtan∠ABC=153OC的距离为OC=BCtan∠COB=45由几何关系得凹面镜半径R=OC+CD=55mm。解析：(1)由题意，设光在三棱镜中的折射角为a，则根据折射定律有n＝sin由于折射光线垂直EG边射出