2027高考物理复习专项练：13.1 光的折射 全反射

13.1光的折射全反射专项训练

2027届高考物理一轮复习

一、单选题

1．下列4幅图是光从空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心。

则不可能发生的情况是（）

A．B．

C．D．

2．如图所示，某透明介质的横截面为直角三角形，O是斜边AB上的一点，A37。一束单色光MO从真

空沿平行AC的方向从O点射入介质，折射光恰好过C点。已知折射光线与AC边的夹角为16°，

sin37°0.6，该介质的折射率为（）

4553

A．B．C．D．

3342

3．如图所示，激光竖直射向水平放置的盛满水的容器底部，在容器底部O点形成一个光点，由于激光在O

点发生漫反射，因此O点可视为一个点光源。该点光源向各个方向射出反射光，最后在容器底部形成一个

以O点为圆心的圆形“暗区”。已知反射回容器底部某点的光越多则该点越亮，水的深度为h，折射率为n，

则“暗区”的半径为（）

2h2hh

A．B．C．D．hn21

n21nn21

4．如图所示，等腰三角形的三棱镜顶角为30°，一束单色光从三棱镜左侧O点垂直入射，恰好在右侧界面

M点发生全反射，则三棱镜对该单色光的折射率为（）

A．2B．2C．1.5D．3

5．折射率为2的玻璃圆柱水平放置，平行于其横截面的一束光线从顶点入射，光线与竖直方向的夹角为45，

如图所示。该光线从圆柱内射出时，与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内的反射）（）

A．0B．15C．30D．45

6．随着科技的不断发展，光纤成为现代信息传输领域不可或缺的一部分。现有一折射率为1.5、横截面直

径为0.4mm的圆柱形光纤，在使用过程中使光纤紧绕另一圆柱弯折，如图所示。为使平行射入该光纤的光

在转弯处光纤的外侧均能发生全反射，则该圆柱体半径R的最小值为（）

A．0.2mmB．0.4mmC．0.6mmD．0.8mm

7．在做测量某种玻璃折射率的实验中，两细束单色光a、b从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相

对于入射光的偏转角分别为和，光路如图。则（）

A．若a光是黄光，则b光可能是红光

B．在棱镜中的传播时间a光大于b光

sin

C．玻璃对a光的折射率为

sin

sin

D．玻璃对b光的折射率为

sin

二、多选题

1

8．如图所示ABC部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的圆弧，D为圆弧面

4

圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源

R

射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，已知这部分光照射圆弧AC的弧长为，空气

6

中光速为c，则（）

A．该材料的折射率为23

3

1

B．光在该材料中传播速度为c

2

C．该材料的临界角为45°

221R

D．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为t

c

9．如图所示，等边三角形ABC是某玻璃砖的横截面，其边长为L，BC面涂有一层反光物质。一束单色光从

AB边中点O沿垂直BC方向入射，在BC边中点发生一次反射后从AC边平行于入射光射出。已知真空中光速

为c。不考虑多次反射。下列说法正确的是（）

A．玻璃砖的折射率为3

B．玻璃砖的折射率为23

3

3L

C．光在玻璃砖中传播的时间为

c

3L

D．光在玻璃砖中传播的时间为

c

3R

10．如图所示的是半球形透明介质主视图，球心为O，半径为R，P为圆面上的一点，距球心的距离为。

5

一束截面积为R2的红色光束垂直射向圆面并恰好覆盖球形上表面，实验发现从P点入射的光在透明介质的

球面上恰好发生全反射。已知光在真空中传播的速度为c，球冠的面积公式S2Rh（h为球冠的高），不

考虑光在球形上表面的反射，下列选项正确的是（）

5

A．该介质折射率为

3

4R2

B．透明介质球面被照亮的面积为

5

3R5R

C．距离球心处入射的光在介质中传播的时间为

2c

D．若将红光换成紫光，透明介质球面被照亮的面积增大

三、实验题

11．某兴趣小组测量一块直径为D的半圆形玻璃砖的折射率，实验步骤如下：

①如图甲所示，在水平木板上铺一张白纸，在白纸上画一条直线EE，再画一条与EE垂直的直线AO，两

直线交于O点；

②将半圆形玻璃砖放在白纸上，玻璃砖的直径与EE对齐、圆心与O点重合。在玻璃砖的另一侧平行EE竖

直放置一足够大的光屏；

③固定激光笔，使激光沿AO方向从O点射入玻璃砖，观察到光屏上有光斑；

④沿EE方向缓慢移动玻璃砖，玻璃砖的直径始终与EE对齐。移动过程中，发现光屏上的光斑亮度逐渐减

弱直至消失；

⑤记录光斑恰好消失时玻璃砖的圆心位置O，如图乙所示，并用刻度尺测量OO的距离为d。

根据上述实验步骤回答下列问题：

(1)步骤④中，光屏上光斑消失的原因是________________________________________。

(2)该玻璃砖的折射率n__________。（用“D”“d”表示）

12．如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行

玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa和bb，O为直线AO与aa的交点，在直线OA

上竖直地插上P1、P2两枚大头针。

(1)该同学接下来要完成的两个必要步骤是_____。

A．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像

B．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像

C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3

D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像

(2)过P3、P4作直线交bb于O，连接OO，过O作垂直于aa的直线NN，测图甲中角和的大小，则

玻璃砖的折射率n_____（用三角函数表示）。

(3)对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是_____。

A．为了减小作图误差，P1和P2的距离应适当取大些

B．入射角越小，折射率的测量越准确

C．不论光以什么角度从aa射入，经一次折射后到达界面bb都能射出

D．如果在界面aa光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖

(4)如图乙所示，如果误将玻璃砖的边bb画到cc（cc与bb平行），相对于折射率的测量值，真实值将

_____。（填“偏大”、“偏小”或“相等”）

四、解答题

1

13．如图所示，一个圆柱形玻璃砖的横截面是半径为R的圆，O为圆心，OA、OB为半径。一束平行光线在

4

其主截面内沿水平方向射向OA，与OA的夹角为45°。已知玻璃砖对该单色光的折射率n2。

(1)求光线进入玻璃砖后的折射角。

(2)若射向OB的光线均被吸收，求在圆弧AB上有光线射出的部分的弧长。

14．液态镜头通过改变液体表面的曲率半径来改变透镜的焦距。如图所示，O为半径为R的半球形液态镜头

的球心，PO是半球的对称轴，平行PO的光从A点射入，折射后从底面B点射出，出射光线与PO的交点为

Q。已知入射角60，折射角30，光在真空中速度为c。求：

(1)光在液体中传播的速度v；

(2)交点Q与O间的距离L。

15．如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，其中∠A=30°，∠B=90°，BC=3cm，一单色光平行于AB

从AC边的中点D射入，恰好直接从B点射出。

(1)求棱镜对光的折射率n。

(2)若该单色光平行于AB从BC的中点E（图中未画出）射入该三棱镜，求该单色光在棱镜中传播的时间t。

（光在真空中的传播速度c=3×108m/s）

参考答案

题号12345678910

答案ADAAABDCBDACAC

11．(1)激光在圆弧分界面上发生全反射

D

(2)

2d

12．(1)AD

sin

(2)

sin

(3)AC

(4)偏大

13．(1)30°

πR

(2)

12

【详解】（1）光从OA射入玻璃砖，由几何关系知入射角i45

sini

由折射定律有n

sinr

解得折射角r30

（2）光从玻璃砖射出时，设在D点恰好发生全反射，作出光路图，如图所示

1

全反射临界角C与折射率n的关系为sinC

n

解得C45

光射入玻璃砖的折射角为30°，可知OED903060

则EOD18060C75

故圆弧AB上有光线射出的部分对应的圆心角为907515

15πR

其弧长为L2πR2πR

36036012

3

14．(1)c

3

1

(2)R

3

sin

【详解】（1）设液体折射率为n，根据折射定律有n

sin

sin60

代入数据60，30得n3

sin30

c

光在液体中的传播速度v

n

3

解得vc

3

（2）由几何关系可知，OAB中，AOB9030，OAB30

故OAB为等腰三角形，OBA120

OBR

由正弦定理

sinOABsinOBA

OBR

即

sin30sin120

3

解得OBR

3

由几何关系，光线在B点入射角i9018012030