第一部分 假期必刷18 光的折射，全反射-【快乐假期】2025-2026学年高二物理寒假作业必刷题

=0022 高二理恐 假期必刷18光的折射、全反射 《思维整合室 思维导图 「入射角、折射角 折射定律折射定律：n= ,光从真空射入任何介质时 光的折射 折射率与传播速度的关系：n= 光路可逆 实验：测量玻璃的折射率 条件： 全反射 临界角C的计算公式：sinC= 自测自查 sin 0 01>02 光从光密介质斜射向光疏介质、入射角大于或等于临界角 sin 0. 情境思辨 技能提升台 夏季的早晨，从某一方向看植物叶子上的 技能提升 露珠会格外明亮，水中的气泡看上去也特别明 一、选择题 亮，这是因为当光照射露珠或照射水中的气泡 1.(多选)如图所示，虚线 时，一部分光会发生全反射，会有更多的光反 表示两种介质的界面及 射到人的眼睛，人就会感觉特别明亮 其法线，实线表示一条M 光线射向界面后发生反 射和折射的光线，以下 说法正确的是 甲 乙 A.bO可能是入射光线 (1)入射角大于临界角就会发生全反射现象， B.aO可能是入射光线 C.cO可能是入射光线 (2)光密介质是指密度大的介质. (3)沿着任意方向射入全反射棱镜的光都能发 D.Ob可能是反射光线 生全反射. ( ) 2.某手机采用的是光学指纹识别，如图甲，手 (4)光导纤维的内芯是光密介质，外套是光疏 指按压指纹识别区时，与镜片接触会破坏接 介质 () 触区域的全反射，使得反射光线明暗分布， (5)光在光纤中传播时，在内芯与外套的界面 图像传感器通过识别光线的强弱对指纹进 上发生全反射， 行识别.若镜片的折射率为n1=1.45,实验 答案：(1)×(2)×(3)×(4)/(5)/ 测得人手指折射率n2在1.501.56之间， 以下说法中正确的是 ·59 快乐假期 S00-= 在D点，在C、D两点插上大头针，测出C 镜片 点的坐标为(0,12)，D点的坐标为(9,0)，则 该透明物质的折射率为 光源 透镜 A号 号 CCD图像传感器 甲 c D 5.如图所示是两个城市间光 缆中的一条光导纤维的一 段，光缆总长为L,它的玻 璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为 n2.若光在空气中的传播速度近似为c,则对 于光由它的一端射入经多次全反射后从另 乙 一端射出的过程，下列判断中正确的是 A.手指未按压指纹识别区时，光线在镜片 ( 的上表面不能发生全发射 A.m<n,光通过光缆的时间等于，L c B.手指未按压时，入射角越小，光线在镜片 的上表面越容易发生全反射 B.<,光通过光缆的时间大于 c C.手指按压指纹识别区时，光线在与镜片 C.加>m,光通过光缆的时间等于L 接触处不能发生全反射 D.当光线垂直入射镜片下表面时，仍然可 D.>m,光通过光缆的时间大于，L 以实现指纹识别功能 6.如图所示，一束单色光沿 3.如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不 单色光 半圆柱形玻璃砖的半径垂 同介质中，若介质的折射率越大，则() 直于ab面入射，有光线从 A.折射角越大，说明折射光线偏离原来方 ab面射出.以O点为圆心， 0 0 向的程度越大 将玻璃砖缓慢转过0角时，恰好没有光线从 B.折射角越大，说明折射光线偏离原来方 ab面射出，则该玻璃砖的折射率为( 向的程度越小 A.1 B. 1 0 sin 0 C.折射角越小，说明折射光线偏离原来方 sin 2 向的程度越大 1 C.sin 20 D.2sin D.折射角越小，说明折射光线偏离原来方 7.某种材料制成的半圆形 向的程度越小 激光束 透明砖平放在方格纸上， 4.(2025·山东烟台期末)由 y B 将激光束垂直于AC面 秀明传 某种透明物体制成的等腰 射入，可以看到光束从圆 直角棱镜ABO,两腰都为 C 弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖， 16cm,且两腰与Ox和Oy 在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该 轴都重合，如图所示，从0 D 材料的折射率为 () BO边上的C点注视A棱，发现A棱的位置 A.1.2B.1.4C.1.6D.1.8 ·60· =0022 8.如图所示，圆心为O、半径为 来方向15°.已知光在真空中的传播速度为 R的半圆形玻璃砖置于水平 c.求 δP 桌面上，光线从P点垂直界 (1)该介质对光的折射率； 面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反 (2)光在该介质中的传播速度. 射；当入射角0=60°时，光线从玻璃砖圆形 表面出射后恰好与入射光平行.已知真空中 的光速为c,则 A.玻璃砖的折射率为1.5 &0.P之间的距高为x C.光在玻璃砖内的传播速度为 D.光从玻璃到空气的临界角为30 9.光导纤维技术在现代 B A 生产、生活与科技方 127120 面得以广泛应用.如 图所示是一个质量分 11.如图所示，一束光从 布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆 空气中垂直入射到折 上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后 30 射率为√3的直角三棱 从C点射出，已知∠ABO=127°，∠BOC= 镜.求从棱镜第一次射出的光线与原入射 120°，真空中光速c=3108m/s,sin53°= 方向的偏转角度。 0.8,c0s53°=0.6.则 () A.光在该有机玻璃中的传播速度为1.875 ×108m/s B.光在该有机玻璃中的折射率为1.8 C.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角 为53° D.若将该材料做成长300km的光导纤维， 此单色光在光导纤维中传播的最短时间 为1×103s 二、非选择题 10.如图所示，一透明介质制 成的直角三棱镜，顶角 ∠A=30°，一束光由真空 垂直射向AC面，经AB 面射出后的光线偏离原 ·61· 飞受快乐明 00 12.一足够大的水池水深h=√3m,水池底部 2.(2025·湖南卷，3)如 中心有一点光源S,其中一条光线斜射到 图，ABC为半圆柱体 真空C 透明介质的横截面， 介质 水面上，其在水面上的折射光线和反射光 线恰好垂直，并测得点光源S到水面反射 AC为直径，B为ABC 点的距离L=2m.求： 的中点.真空中一束单 (1)水的折射率n; 色光从AC边射入介质，入射点为A点，折 射光直接由B点射出.不考虑光的多次反 (2)水面上能被光源照亮部分的面积（取π 射，下列说法正确的是 ( =3). A.入射角0小于45 B.该介质折射率大于2 C.增大入射角，该单色光在BC上可能发生 全反射 D.减小入射角，该单色光在AB上可能发生 全反射 《益智欢乐谷 古希腊科学典籍中关于光折射的实验记 载寥寥无几，最早的应该是公元2世纪托勒密 所做的光的折射实验.他在一个圆盘上装两把 能绕盘心旅转的尺子，将圆盘的一半浸入水 中，让光由空气射入水中，就得到它在水中的 折射光线，转动两把尺子，使它们分别与入射 光线和折射光线重合.然后取出圆盘，按尺子 的位置刻下入射角和折射角，托勒密测出的一 系列数据是非常精确的，他大致假定了光的入 射角和折射角之间有一直接的比例关系.托勒 密依靠经验发现了折射的规律，但却没有由此 得出精确的折射定律. 1609年，伽利略制成了望远镜，并利用它 进行了很多科学观测.这些新的发现激励开普 高考冲浪 勒对光折射现象进行了深入地研究，并于 1611年出版了《折射光学》一书.开普勒的研 1.(2025·河南卷)折射率为2 45° 究表明，对于两种给定的媒质，小于30°的入射 的玻璃圆柱水平放置，平行于 角同相应的折射角成近似固定的比，对于玻璃 其横截面的一束光线从顶点 或水晶，这个比约为3：2.他还指出：这个比 入射，光线与竖直方向的夹角 对于大的入射角不成立.开普勒试图通过实验 为45°，如图所示.该光线从圆柱内射出时， 发现精确的折射定律，他的方法虽然是正确 与竖直方向的夹角为（不考虑光线在圆柱内 的，却没有得到其中有规律性的联系.但是，开 的反射) 普勒的研究为后来斯涅耳得出折射定律起到 A.0°B.15° C.30° D.459 了一定的启示作用. ·62·三0022 高考冲浪 BCAB.波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为T =0.2s,振幅为A=0.2m,故A错误，B正确；C.P开始振 动时，波源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间为= 3T+T=0.35s, 4 故可得波速为v= t=污m/s=10m/s.故C正确；D.波 x=3.5 从P传到Q点需要的时间为1-巴=0.1s=T,故可知 质点P处于平衡位置，故D错误. 假期必刷18 技能提升台技能提升 1.BD由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线 对称，所以αO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线.又 因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所 以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线，故B、D 正确， 2.CAC.手指未按压指纹识别时，光线在镜片上表面能发生 全反射，当手指按压时，因为>n1,故接触部分不能发生 全反射，故A错误，C正确；B.手指未按压时，入射角越大， 则折射角越大，故光线在镜片的上表面越容易发生全发射， 故B错误；D.当光线垂直入射镜片下表面时，入射角0°，反 射角也为0°，则无法识别指纹，故D错误 且，C根据折射率的定义式n一n知，如果光以同一入射角 从真空射入不同介质中，则折射率越大的介质折射角越小， 表示这种介质对光的偏折作用越大，C正确 4.A作出光路图如图所示，由几何关系得 nm∠o-器是司 12 =0.8 B D Ax mr=n∠CA0答-6，成m-0言故A正克 5.D光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n1 >2;光在内芯传播的路程s= 而)光在内芯的传播速度0 L 三二，所以光通过光缆的时间t三文=m>上，故D n1 正确. 6.B由题意，将玻璃砖缓慢转过日角时，恰好没有光线从αb 面射出，说明光线发生了全反射，此时在αb面的入射角恰好 等于临界角，即有i=C,而入射角i=日，则临界角C=日.由临 界角公式snC=得n一Cm故B选项正境. 1 7.A画出激光束从透明砖射出时恰好发生全反射的入射角 如图所示 激光束 中透明砖 会反村的条件sn日=是由几何关系知，sn0=哥，联立好 得n=1.2,故A正确，B、C、D错误. ·8 二物理 8.C光路图如图所示.设O、P之间的 距离为x,当0=60°时，折射角为r,分 析可知，光从玻璃砖圆形表面射出时 与玻璃砖的界面交点为Q,结合出射 光线与入射光线平行知，过P,点的法 线与过Q点的法线平行，则玻璃砖的 折射率n=sin9_sin日VR+ sin r 又沿P点垂直入射的光恰好发生全反射， 则sinC=1=x nR 解得x=5Rm=5 3 sinC=、1 3>2,则临界角C>30 先在玻病砖中的传指速度。=号-写c,故C正确，A,BD n 错误. 9,A根据折射定律得：n=sin1801272=:=1.6,则 sin30° 光在该有机玻璃中的传撸速度为0=二=3×10 1.6m/s= 1.875X10m/s,故A正确，B错误；根据sinC=得，simC n =。=0.625<sm53,所以光在孩有机玻璃中发生全反射 的临界角不是53°，故C错误；当光与光导纤雏平行时，传播 的时间最短，则传播的最短时间t=上=L=1.6×3X10 c 3×10* s=1.6X10-3s,故D错误. 10.解析：（1)光路图如图所示，由 A 几何关系可得，光在AB面上 的折射角为45°， 30° 根据折射定律 130 出设将品 15ò n= =√2 30 sin30° (2)由n=得u==E。 n c. B 答案：1w反(2 11.解析：如图所示，光线射到斜边时，i =60°， 设全反射的临界角为C,因为sinC =日-怎n-9,子得m> siC,即i>C,故光射到斜边上时发生全反射.由几何关系 知，光反射到另一直角边时的入射角'=30° 设光从另一直角边射出时的折射角为”，则由折射率的定 义有品-得=0， 所以从棱镜第一次射出的光线与原入射方向的偏转角度为 a=90°-60°=30°. 答案：30 12.解析：(1)设入射角、反射角、折射角分别 为《、日和B,如图所示，由几何关系知： c0sa=业-号，解得a=30 B 由反射定律可知0=a=30°，则B=90° 8=60°. 由折射定律可知n=sin=5 sin a (2)设，点光源S射向水面的光线发生全反射的临界角为C, 则nC-9别amC-号， 2 飞曼快乐限期 由几何关系可知产=anC, 郎程一誓风 水面上能被光源照亮的圆形光斑的面积为： S=元·xw2=4.5m2. 答案：(1)3(2)4.5m 高考冲浪 1.B设光线射入圆柱体时的折射角为日，根据光的折射定律 可知n=in45,解得0=30， sin a 如图，根据几何关系可知光线射出圆 459 柱体时的入射角i=日=30°， 则法线与竖直方向的夹角α=日十i =60°， 根器光的新射定体可知以品二 解得光线射出圆柱体时的折射角r =45°， 光线从圆柱体内射出时，与竖直方向 的夹角为B=a-r=15°.故选B. 2.D根据题意，画出光路图，如图所示 0 真空C 介质 B 由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有n= sin sin 453 =√2sin8>1, 则有sin> 之n<2,解得>45，故AB错误； 根据题意，由sinC=1,可知inC,即C>45, 2 增大入射角，光路图如图所示 0 真空C 介质 由几何关系可知，光在BC上的入射角小于45°，则该单色光 在BC上不可能发生全反射，故C错误； 减小入射角，光路图如图所示 真空C 介质 B 由几何关系可知，光在AB上的入射角大于45°，可能大于临 界角，则该单色光在AB上可能发生全反射，故D正确， 假期必刷19 技能提升台技能提升 1.D在光屏P点出现第3条暗条纹，说明S1、S到P点距离 之差为号：而A=子所以n月=号=导D项正确 2.A同一双缝干涉装置中，条纹间距与光的波长成正比，在 可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最 远的是红光，A正确，B错误；双缝干涉现象中，相邻两亮条纹和 ·8 00M- 相邻两暗条纹是等间距的，C错误；红光的波长比紫光的波长 长，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，D错误 3.C双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有亮条纹宽 度相同且等间距，故a、c是双缝干涉图样，根据双缝干涉条 纹间距△虹=宁入可知，波长入越长，Ax越大，故a是红光的 双缝干涉图样，C是黄光的双缝干涉图样：单缝衍射条纹是 中间明亮且宽，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮 条纹越宽，故b、d是单缝衍射图样，b为紫光的单缝衍射图 样，为绿光的单缝衍射图样；故从左向右亮条纹的颜色依 次是红、紫、黄和绿 4.B题图甲中，条纹等间距为单色光的双缝干涉图样，题图 乙中，条纹不等间距为单色光的单缝衍射图样，题图丙为单 色光通过小圆孔的衍射图样，题图丁为单色光通过小圆盘的 衍射图样，故A错误；题图甲中，根据干涉条纹间距公式 △虹=入知条纹间距越大，该色光的波长越长，故B正确： 题图乙中单缝越宽，衍射现象越不明显，中央亮纹越窄，故C 错误；题图丙中圆孔尺寸越大，图样现象越不明显，故D 错误。 5.B从双缝中出来的两列光波的波谷与波峰叠加形成暗条 纹，故A错误：将光屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰 的干涉条纹，故B正确；根据双缝干涉条纹的间距公式△x= 宁A,可知，若只诚小双缝同距d山，屏上两相尔亮条纹间距离 变大，故C错误；频率变高，波长变短，可知条纹间距变小， 故D错误. 6.BC若B中气体含有瓦斯，光经过两容器时折射率不同，光 速不同，到达屏正中央的光程差可能是波长的整数倍，所以 屏的正中央可能是亮条纹，故屏的正中央为亮条纹时，B中 气体可能含有瓦斯，也可能不含瓦斯，故A错误：如果屏的 正中央是暗条纹，必有光程差，说明B中的气体与A中的气 体成分不相同，可能含瓦斯，故B正确：如果屏上干涉条纹 不停地移动，说明光程差不稳定，即B中的气体瓦斯含量不 稳定，故C正确；无论用单色光还是白光照射单缝时，都可 能在屏上出现千涉条纹，故D错误. 7.ABD自然光通过偏振片后成为偏振光，当偏振光的振动 方向与偏振片的透振方向平行时能够通过，垂直时不能通 过，所以A、B、D正确. 8.A千涉条纹是等间距的条纹，因此题图甲、乙是干涉图样， 题图丙，丁是衍射图样，故A正确，B错误：由公式d=宁 可知，条纹宽的光的波长长，所以形成甲图样的光的波长比 形成乙图样的光的波长长，故C错误；形成丙图样的光的波 长比形成丁图样的光的波长长，故D错误. 9.B光源发出波长为6.0×10m的橙光时，光屏上的P点 恰处于第二级亮条纹的中心，当光程差是光波波长的整数倍 时，出现亮条纹，则光程差△d=2X6.0×107m,改用其他 颜色的可见光做实验，光程差是半波长的奇数倍时，出现暗 条纹，光屏上的P点是暗条纹的位置，那么令·n=△d 1.2×10m(n=1,3,5,…).当n=1时，λ1=2.4X10-5m, 由f=无可知，f1=1.25×10Hz:当n=3时，= 8×107m,由f=无可知，f,=3.75×104Hz;当n=5时， 入=4.8×101m,由f=元可知，=6.25×10H:当n= 7时入≈3.43×10m,由f=天可知听≈8.75×10H,故 B正确. 10.B由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动 方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否 则，只能看到一种偏振光，故A错误；由于左眼只能看到左 窗口映出的画面（比如左窗口偏振光水平，左眼镜片透振方 向水平)，右眼只能看到右窗口映出的画面（比如右窗口偏 振光竖直，右眼镜片透振方向竖直)，如果左、右镜片互换，