2026年高考物理一轮专项练习(福建专用)第46讲光的折射全反射(专项训练)(学生版+解析)

第46讲光的折射全反射目录01课标达标练TOC\o"1-2"\h\u 1题型01折射率的计算 1题型02折射定律的理解及应用 3题型03平行玻璃砖对光路的控制 5题型04三棱镜对光路的控制 7题型05圆柱玻璃对光路的控制 8题型06全反射的理解及应用 9题型07光导纤维 10题型08长方体玻璃砖的综合问题 12题型09圆形玻璃砖的综合问题 1302核心突破练 1403真题溯源练 19

01折射率的计算1．（2025·福建·二模）如图所示，某足够大的容器内装有某种透明液体，一束单色光斜射到液面上的点，入射角为（已知，折射光线垂直照射到平面镜上的点，让平面镜绕点在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动，此时镜面反射光线照射到液面时恰好发生全反射。液面足够大，已知，，则液体对光的折射率为（）A． B． C． D．2．（2025·福建宁德·三模）如图，在研究Low−e玻璃（低辐射玻璃）光学性能实验中，一束复色光以45°角入射玻璃表面，经Low−e玻璃折射后射出两条平行光a、b，下列说法中正确的是（）A．a光的折射率大于b光B．a光在玻璃中的传播速度大于b光C．a、b两束单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显D．a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大02折射定律的理解及应用3．（2025·福建·一模）如图所示，激光笔发出的一束单色光由空气斜射到水面上的O点时，同时发生折射和反射，若仅增大入射角，则下列说法正确的是（）A．反射角减小 B．折射角增大C．折射光线与反射光线的夹角将减小 D．折射光线与反射光线的夹角将增大4．（2025·福建泉州·一模）如图，一长方体玻璃砖放在书本上，透过玻璃砖看到的字母会有所变化。如果垂直于玻璃砖向下看，字母的视深比实深更（选填“深”或“浅”），这是光的（选填“折射”或“全反射”）现象，已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为。03平行玻璃砖对光路的控制5．（2025·福建龙岩·一模）2024年12月30日，哈工大科研团队取得重大突破，获得EUV光刻机所需的波长为的极紫外光源，用极紫外光曝光来制造芯片，可以提高光刻机的光刻精度。如图为EUV光刻机的简化原理图，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则极紫外光在该液体中的波长为nm，比在空气中更（填“容易”或“不容易”）发生明显的衍射。6.（2023·福建·一模）有一个有趣的实验叫“消失的硬币”，如图，把一枚硬币放在装满水的不透明圆柱形杯子底部中央，眼睛在杯子左上边缘恰好可以看到整个硬币，若把杯子里的水全部用吸管吸走，则硬币在视线中消失了，且眼睛恰好看到杯子的右下端，已知硬币的直径为d，杯子底部的直径为3d，杯子的高度为h：（i）求水的折射率n；（ii）当硬币刚好从视线中完全消失时，液面下降的高度H。04三棱镜对光路的控制7．（2024·福建福州·二模）如图所示，一束复色光从空气射入到玻璃三棱镜，出射光分成a、b两束单色光，则（选填“a”或“b”）光在玻璃中折射率更大；在真空中a光传播速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）b光的传播速度；将a，b两束光分别经过相同的单缝衍射装置，（选填“a”或“b”）光产生的中央亮条纹更宽。8．（2023·福建漳州·三模）某种材料制成的透明砖的截面如图所示，为直角三角形，，。一细束单色光线从BC的中点P垂直于BC面入射后，在OC面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为c，则（）A．光从空气射入透明砖频率变小B．光从空气射入透明砖波长变长C．透明砖对该光的折射率为D．光线从P点射到OC面用时为05圆柱玻璃对光路的控制9．（2024·福建宁德·三模）雨后天空中出现的弧形彩带，色彩鲜明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如图所示为形成的光路图，一束太阳光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是两种单色光，下列说法正确的是（）A．a光的波长大于b光的波长B．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率C．在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度D．在完全相同的条件下做双缝干涉实验，b光对应的干涉条纹间距较宽06全反射的理解及应用10．（2025·福建福州·模拟预测）平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，则（）A．玻璃对a的折射率比对b的折射率小B．在真空中传播，b光的传播速度较大C．分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距大D．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能11.（2023·福建泉州·三模）如图，被熏黑的铁球表面有一层很薄的碳颗粒层，将其放入水中，碳粒层与水之间又形成了一空气层，看上去变得锃亮。这属于光的（）A．折射现象 B．全反射现象 C．干涉现象 D．衍射现象07光导纤维12．（2024·福建三明·三模）如图所示，一根长为l的直光纤，其折射率为n。光从它的左端面的A点射入，从右端面的B点（图中未画出）射出，当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，其在左端面处入射角i的正弦值为，所需的最长时间为。（真空中的光速为c）13.（2023·福建莆田·二模）医用光纤内窥镜是光纤在医学上的成功应用。如图，光纤由折射率不同的内芯和包层构成。当光以某一角度从光纤的端面入射时，内芯的折射率需（填“大于”或“小于”）包层的折射率，光才能在光纤内不断发生全反射，实现在内芯中传播。光从空气进入内芯时传播速度（填“变大”“变小”或“不变”）。08长方体玻璃砖的综合问题14．（2023·福建·二模）如图所示，在水面下方处有一个与水面平行的正方形平面单色光源ABCD，光源的边长为。由B点发出的某条光线射到水面时入射角为，其折射光与水面夹角也为，取，。求：(1)水对此单色光的折射率n；(2)水面上有光线射出的区域面积S。09圆形玻璃砖的综合问题15．（2024·福建三明·模拟）如图所示，有一平行于直径AB的光线入射到玻璃球上，折射后经过B点。已知玻璃球的半径为R，入射光线与直径AB的距离为，则光线经B点时（填“会”或“不会”）发生全反射，光在玻璃球中的折射率为。1．（2024·福建龙岩·一模）小明做了一个如图所示的水流导光实验。在透明塑料瓶下方侧面开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水从小孔中流出。将红光和绿光同时从瓶的另一侧水平射向小孔，观察到有一色光从水流侧方射出，而另一色光顺着水流中呈锯齿形路线传播。则呈锯齿形路线传播的是（选填“红光”或“绿光”），其原因是该光在水与空气的界面上发生了多次（选填“折射”“折射及反射”或“全反射”）；随着瓶中水位下降过程中，单位长度的水柱内锯齿的数目将（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。2．（2024·福建龙岩·三模）两种单色光a、b从水中射向空气，折射角相同，形成的光路如图所示，则（选填“a”或“b”）光在水中的传播速度较大。现将这两种单色光分别经同一单缝衍射装置做单缝衍射实验，则（选填“a”或“b”）光衍射条纹中央亮纹较窄。再将这两种单色光分别在空气中经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验，观察到a光在屏上出现第2级亮纹的中心刚好是b光在屏上出现第3级暗纹的中心，则。3．（2024·福建漳州·一模）夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，则冰晶对光的折射率比对光的折射率（填“大”或“小”）；在完全相同的条件下做双缝干涉实验，（填“”或“”）光对应的干涉条纹间距较宽。4．（2023·福建漳州·模拟预测）图甲为某种发光二极管（LED），图乙是其内部结构示意图。图形发光面封装在某透明的半球形介质（半径为R）中，发光面的直径为AOB，其圆心与半球球心重合。已知从O点发出的光第一次到达半球面的时间为t，真空中的光速为c，从A点发出的垂直于发光面的光线恰能发生全反射。则（）A．O点发出的光在球面处的入射角均为90°B．该介质的折射率为C．该发光面的直径为D．A点发出的光第一次到达半球面时都能发生全反射5．（2024·福建泉州·二模）2024年2月13日，在卡塔尔首都多哈进行的世界泳联世锦赛上，中国选手唐钱婷（身高、20岁）以的成绩获得女子蛙泳冠军。如图所示是比赛期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上。照片中，游泳馆的景象呈现在半径的圆型范围内，水面上的唐钱婷手到脚的长度，若已知水的折射率为，根据运动员的实际身高可估算出照相机安置处游泳池的水深h最接近（）A． B． C． D．（2025·福建·高考真题）(1)为测糖水的折射率与浓度的关系，设计如下实验：某次射入激光，测得数据如图，则糖水的折射率为。(2)改变糖水浓度，记录数据如表n1.321.341.351.381.42y（%）10%20%30%40%50%将30%的数据绘图，求得糖水浓度每增加10%，折射率的增加值为（保留两位有效数字）。第46讲光的折射全反射目录01课标达标练TOC\o"1-2"\h\u 1题型01折射率的计算 1题型02折射定律的理解及应用 3题型03平行玻璃砖对光路的控制 5题型04三棱镜对光路的控制 7题型05圆柱玻璃对光路的控制 8题型06全反射的理解及应用 9题型07光导纤维 10题型08长方体玻璃砖的综合问题 12题型09圆形玻璃砖的综合问题 1302核心突破练 1403真题溯源练 19

01折射率的计算1．（2025·福建·二模）如图所示，某足够大的容器内装有某种透明液体，一束单色光斜射到液面上的点，入射角为（已知，折射光线垂直照射到平面镜上的点，让平面镜绕点在竖直面内沿逆时针方向缓慢转动，此时镜面反射光线照射到液面时恰好发生全反射。液面足够大，已知，，则液体对光的折射率为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】设光在点的折射角为，则根据题意知，光在液面刚好发生全反射的临界角则解得则液体对光的折射率故选C。2．（2025·福建宁德·三模）如图，在研究Low−e玻璃（低辐射玻璃）光学性能实验中，一束复色光以45°角入射玻璃表面，经Low−e玻璃折射后射出两条平行光a、b，下列说法中正确的是（）A．a光的折射率大于b光B．a光在玻璃中的传播速度大于b光C．a、b两束单色光通过同一单缝，a光的衍射现象更明显D．a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大【答案】AD【详解】A．根据相同入射角时，a光折射角较小，可知a光的折射率大于b光，选项A正确；B．根据可知，a光在玻璃中的传播速度小于b光，选项B错误；C．b光折射率较小，则频率较小，波长较大，则a、b两束单色光通过同一单缝，b光的衍射现象更明显，选项C错误；D．根据因b光波长较大，可知a、b两束单色光通过同一双缝干涉时，b光产生的干涉条纹间距较大，选项D正确。故选AD。02折射定律的理解及应用3．（2025·福建·一模）如图所示，激光笔发出的一束单色光由空气斜射到水面上的O点时，同时发生折射和反射，若仅增大入射角，则下列说法正确的是（）A．反射角减小 B．折射角增大C．折射光线与反射光线的夹角将减小 D．折射光线与反射光线的夹角将增大【答案】BC【详解】AB．若入射角增大，根据光的反射定律可知则反射角也增大，根据光的折射定律可知折射角也相应增大，选项A错误、B正确；CD．折射光线与反射光线的夹角将减小，选项C正确、D错误。故选BC。4．（2025·福建泉州·一模）如图，一长方体玻璃砖放在书本上，透过玻璃砖看到的字母会有所变化。如果垂直于玻璃砖向下看，字母的视深比实深更（选填“深”或“浅”），这是光的（选填“折射”或“全反射”）现象，已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为。【答案】浅折射2：3【详解】[1][2]由题意，可画出如图所示光路图由光路图可看出，字母的视深比实深更浅，这是光的折射现象所导致的[3]已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为03平行玻璃砖对光路的控制5．（2025·福建龙岩·一模）2024年12月30日，哈工大科研团队取得重大突破，获得EUV光刻机所需的波长为的极紫外光源，用极紫外光曝光来制造芯片，可以提高光刻机的光刻精度。如图为EUV光刻机的简化原理图，在投影物镜和光刻胶之间填充了折射率为1.5的浸没液体，则极紫外光在该液体中的波长为nm，比在空气中更（填“容易”或“不容易”）发生明显的衍射。【答案】9不容易【详解】[1]极紫外光在该液体中的波长为[2]光的波长越长，越容易发生明显衍射，极紫外光在该液体中的波长比在空气中短，比在空气中更不容易发生明显的衍射。6.（2023·福建·一模）有一个有趣的实验叫“消失的硬币”，如图，把一枚硬币放在装满水的不透明圆柱形杯子底部中央，眼睛在杯子左上边缘恰好可以看到整个硬币，若把杯子里的水全部用吸管吸走，则硬币在视线中消失了，且眼睛恰好看到杯子的右下端，已知硬币的直径为d，杯子底部的直径为3d，杯子的高度为h：（i）求水的折射率n；（ii）当硬币刚好从视线中完全消失时，液面下降的高度H。【答案】（i）；（ii）【详解】（i）由题意可知，硬币左端D的光线经水面折射，从杯子左边缘A点射出后恰好进入哏睛，折射光线的反向延长线经过杯子右下端C点，如图设入射角为，折射角为，由折射定律得在Rt△ABC、Rt△ABD中，由几何关系可得解得（ii）如图，设当液面下降至MN时硬币刚好从视线中完全消失，硬币右端E的光线经MN面折射，从杯子左边缘A点射出后恰好进入眼睛，折射光线的反向延长线经过杯子右下端C点,由△AGF∽△ADC可得解得04三棱镜对光路的控制7．（2024·福建福州·二模）如图所示，一束复色光从空气射入到玻璃三棱镜，出射光分成a、b两束单色光，则（选填“a”或“b”）光在玻璃中折射率更大；在真空中a光传播速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）b光的传播速度；将a，b两束光分别经过相同的单缝衍射装置，（选填“a”或“b”）光产生的中央亮条纹更宽。【答案】a等于b【详解】[1]从图中可看出a的偏折程度大，所以a的折射率大；[2]在真空中所有光的传播速度相等；[3]根据题意可知a的频率大，波长小，在经过相同的单缝衍射装置，b光产生的中央亮条纹更宽。8．（2023·福建漳州·三模）某种材料制成的透明砖的截面如图所示，为直角三角形，，。一细束单色光线从BC的中点P垂直于BC面入射后，在OC面恰好发生全反射。已知光在真空中的速度大小为c，则（）A．光从空气射入透明砖频率变小B．光从空气射入透明砖波长变长C．透明砖对该光的折射率为D．光线从P点射到OC面用时为【答案】C【详解】A．光从一种介质射入另一种介质，频率不变，故A错误；B．由可得，光从空气射入透明砖块，波速变小，由可得波长变短，故B错误；C．光线在透明砖中的光路图如图所示则临界角为其中解得透明砖对该光的折射率故C正确；D．光在透明砖中的速度大小为由几何关系可得光线从P点射到OC面时间为故D错误。故选C。05圆柱玻璃对光路的控制9．（2024·福建宁德·三模）雨后天空中出现的弧形彩带，色彩鲜明的叫虹，色彩比虹暗淡的叫霓。如图所示为形成的光路图，一束太阳光射入水滴后，射出彩色光，其中a和b是两种单色光，下列说法正确的是（）A．a光的波长大于b光的波长B．水滴对a光的折射率大于对b光的折射率C．在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度D．在完全相同的条件下做双缝干涉实验，b光对应的干涉条纹间距较宽【答案】A【详解】B．根据光路图可知，两束光的入射角相等，在介质中a光的折射角大，b光的折射角小，根据折射定律可知，水滴对a光的折射率小于对b光的折射率，故B错误；A．由于水滴对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，故A正确；C．根据可知，在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误；D．根据可知，在相同的条件下，a光的波长大于b光的波长，所以a光对应的干涉条纹间距较宽，故D错误。故选A。06全反射的理解及应用10．（2025·福建福州·模拟预测）平行光a垂直射向一半径为R的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，若仅将a平行光换成b平行光，测得有光射出的范围增大，则（）A．玻璃对a的折射率比对b的折射率小B．在真空中传播，b光的传播速度较大C．分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距大D．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能【答案】C【详解】A．由题，玻璃半球面上只有P、Q之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，说明光线在P、Q两点恰好发生全反射，由几何知识得到，光线在P、Q两点的临界角为Ca=30°，换成平行光b，光射出的范围变大，则Ca<Cb，由，有na>nb，B．在真空中传播，光的传播速度都为c，故B错误；C．因为na>nb，故λa<λb，根据，知，故C正确；D．因为na>nb，故νa>νb，根据爱因斯坦光电效应方程，可知b光照射某金属表面不一定能发生光电效应，故D错误。故选C。11.（2023·福建泉州·三模）如图，被熏黑的铁球表面有一层很薄的碳颗粒层，将其放入水中，碳粒层与水之间又形成了一空气层，看上去变得锃亮。这属于光的（）A．折射现象 B．全反射现象 C．干涉现象 D．衍射现象【答案】B【详解】碳粒层与水之间又形成了一空气层，光由空气进入水会发生折射现象，但是光线由水内部射向空气时，由于角度问题大部分光线发生了全反射，一般要经过2次或者更多次全反射之后才折射出来，即光线在经过很多路径才传播出来，由于这些光路重叠交织在一起，所以看起来会比较亮。这是光的全反射现象所形成的。故选B。07光导纤维12．（2024·福建三明·三模）如图所示，一根长为l的直光纤，其折射率为n。光从它的左端面的A点射入，从右端面的B点（图中未画出）射出，当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，其在左端面处入射角i的正弦值为，所需的最长时间为。（真空中的光速为c）【答案】【详解】[1]作出光路图如图所示当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，根据则折射角为根据解得[2]光从光导纤维到空气的界面，发生全反射时，光的路程最长，所用时间也最长。光的传播路程又，设所用最长时间为，则解以上各式得13.（2023·福建莆田·二模）医用光纤内窥镜是光纤在医学上的成功应用。如图，光纤由折射率不同的内芯和包层构成。当光以某一角度从光纤的端面入射时，内芯的折射率需（填“大于”或“小于”）包层的折射率，光才能在光纤内不断发生全反射，实现在内芯中传播。光从空气进入内芯时传播速度（填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】大于变小【详解】[1]为了使光线在光纤中会发生全反射，内芯的折射率需大于包层的折射率；[2]根据可知光从空气进入内芯时传播速度变小。08长方体玻璃砖的综合问题14．（2023·福建·二模）如图所示，在水面下方处有一个与水面平行的正方形平面单色光源ABCD，光源的边长为。由B点发出的某条光线射到水面时入射角为，其折射光与水面夹角也为，取，。求：(1)水对此单色光的折射率n；(2)水面上有光线射出的区域面积S。【答案】(1)；(2)【详解】（1）由B点发出光线光路图如图所示入射角i=37°，折射角r=53°①由折射定律得②解得：③（2）设光从水面射出的临界角为C，则④A点发出的光射出水面的区域为圆，设其半径为R，则⑤联立④⑤求得R=0.5m⑥水面上有光线射出的区域如图所示，则⑦解得⑧09圆形玻璃砖的综合问题15．（2024·福建三明·模拟）如图所示，有一平行于直径AB的光线入射到玻璃球上，折射后经过B点。已知玻璃球的半径为R，入射光线与直径AB的距离为，则光线经B点时（填“会”或“不会”）发生全反射，光在玻璃球中的折射率为。【答案】不会【详解】[1][2]光路图如图所示由折射定律知通过作图知，得，联立解得可知玻璃球临界角正弦值为光线在B点与法线夹角的正弦值为可知此时光线与法线夹角小于临界角，不会发生全反射。1．（2024·福建龙岩·一模）小明做了一个如图所示的水流导光实验。在透明塑料瓶下方侧面开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水从小孔中流出。将红光和绿光同时从瓶的另一侧水平射向小孔，观察到有一色光从水流侧方射出，而另一色光顺着水流中呈锯齿形路线传播。则呈锯齿形路线传播的是（选填“红光”或“绿光”），其原因是该光在水与空气的界面上发生了多次（选填“折射”“折射及反射”或“全反射”）；随着瓶中水位下降过程中，单位长度的水柱内锯齿的数目将（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。【答案】绿光全反射增加【详解】[1][2]光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，其原因是该光在水与空气的界面上发生了多次全反射。由于红光的折射率较小，临界角较大，不容易发生全反射，若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，只有一种色光呈锯齿形路线传播，则该光的颜色是绿光。[3]随着瓶中水位下降过程中，水流速度变慢，水流更弯曲，则对在水中的绿光而言，入射角减小，单位长度的水柱内，锯齿的数目将增加。2．（2024·福建龙岩·三模）两种单色光a、b从水中射向空气，折射角相同，形成的光路如图所示，则（选填“a”或“b”）光在水中的传播速度较大。现将这两种单色光分别经同一单缝衍射装置做单缝衍射实验，则（选填“a”或“b”）光衍射条纹中央亮纹较窄。再将这两种单色光分别在空气中经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验，观察到a光在屏上出现第2级亮纹的中心刚好是b光在屏上出现第3级暗纹的中心，则。【答案】【详解】[1]两种单色光a、b从水中射向空气，折射角相同，单色光a的入射角较大，根据折射定律，可知b光的折射率较大，根据可知光在水中的传播速度较大。[2]根据b光的折射率较大，b光的频率较大，则b光的波长较短，光衍射条纹中央亮纹较窄。[3]根据双缝干涉条纹间距公式a光在屏上出现第2级亮纹的中心刚好是b光在屏上出现第3级暗纹的中心，则可得3．（2024·福建漳州·一模）夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，则冰晶对光的折射率比对光的折射率（填“大”或“小”）；在完全相同的条件下做双缝干涉实验，