光的折射全反射 典型考点归纳专项练-2026届高考物理复习备考

光的折射全反射 典型考点归纳 专项练 2026届高考物理复习备考 一、单选题 1．图示为半圆柱体玻璃的横截面，为直径。一束复色光沿方向从真空射入玻璃，光线分别从B、C点射出。下列说法正确的是（　　） A．B、C光线的折射率 B．光线在玻璃中传播时间 C．光线在玻璃中传播时间 D．光线在玻璃中传播时间 2．一正三角形OPQ玻璃砖，某束光线垂直于OP射入，恰好在PQ界面发生全反射，则玻璃砖的折射率（    ） A． B． C． D．2 3．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，已知折射率随浓度增大而变大。则（    ） A．甲折射率大 B．甲浓度小 C．甲中光线的传播速度大 D．甲临界角大 4．如图所示，边长为2a的正方体玻璃砖，底面中心有一单色点光源O，从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮，不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示为科学家用某种透明均匀介质设计的“光环”，圆心为O，半径分别为和。部分是超薄光线发射板，发射板右侧各个位置均能发射出水平向右的光线，发射板左侧为光线接收器。通过控制发射光线的位置，从C位置发射出一细光束，发现该光束在“光环”中的路径恰好构成一个正方形，且没有从“光环”射出，光在真空中的速度为。下列说法正确的是（　　） A．只有从C位置发射的细光束才能发生全反射 B．该光束在“光环”中走过的路程为 C．“光环”对该光束的折射率可能是1.5 D．该光束在“光环”中运行的时间可能是 6．如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出的两种不同颜色的光和光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光，圆形区域周围为环状区域，且为光的颜色（见图乙），设光的折射率为。则下列说法正确的是（    ）    A．在水中，光的波长比光小 B．水对光的折射率比光大 C．在水中，光的传播速度比光小 D．复色光圆形区域的面积为 7．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 二、多选题 8．如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有（　　）    A．a光束在玻璃砖中传播速度比b光小 B．从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行 C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了 D．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同 9．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，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法正确的是（    ） A．该材料对红光的折射率为 B．若，光线c消失 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 三、解答题 10．如图所示为一纵截面为正方形的水池，其中，现在水池中注入深为4m的水，A点有一激光源，该激光源发射的激光束斜射到O点，该激光束经水折射后刚好射到C点。已知，光在真空中的速度为。（结果均保留两位有效数字） (1)求光由A传播到C的时间； (2)如果池中水的深度为3.5m，该激光束仍沿原来的AO方向射到水面，求该激光束第一次射到水池壁上的位置与C点间的距离。 11．如图所示，透明玻璃体的上半部分是半球体，下半部分是圆柱体，半球体的半径为R，O为半球体的球心。圆柱体的底面半径和高也为R，现有一半径为R的圆环形平行光垂直于圆柱体底面射向半球体，OO1为圆光环的中心轴线，所有光线经折射后恰好经过圆柱体下表面圆心O1点，光线从O1射出后在玻璃体下方的水平光屏上形成圆形亮环，光到圆柱体底面的距离为R，光在真空中的传播速度为c。求： （1）透明玻璃体的折射率； （2）光从入射点传播到光屏所用的时间。 12．透明球状玻璃砖的横截面如图所示。O为球心位置，。玻璃对红光的折射率，一束红光从C点照向球面上的P点，经折射后恰好从OB的中点D垂直于OB射出。 (1)求AC两点间的距离； (2)若将入射光换成蓝光，光线仍从D点垂直OB射出，则入射点应在C点的哪侧？ 13．如图所示，是一直角三棱镜的横截面，，。一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。 (1)求出射光相对于D点的入射光的偏角； (2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？ 14．一玻璃柱的折射率，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。 15．直角棱镜的折射率，其横截面如图所示，图中，，截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。 (1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由； (2)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。 16．若帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为（取）。已知水的折射率为。 (1)求桅杆到P点的水平距离； (2)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。（结果可用根号表示） 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 D C A D C D B AC ABC 1．D A．从B点射出的光线在O点折射时光的传播方向偏折大，说明玻璃对从B点射出的单色光折射率大，则有 故A错误； BCD．由光在介质中传播速度公式 设光在O点折射时入射角、折射角分别为，，根据折射定律有 又根据几何关系，光从O到射出玻璃的光程为 则折射光在玻璃中传播时间 可见光在玻璃中的传播时间与折射光线方向无关，则光线在玻璃中传播时间满足 故BC错误，D正确。 故选D。 2．C 如图所示，根据几何关系可知光线在PQ界面的入射角为，根据全反射的临界条件可得，解得，故选C。 3．A 入射角相同，由于，根据折射定律可知，故甲浓度大；根据，可知光线在甲中的传播速度较小，由可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小，故选A。 4．D 由几何关系可知底面对角线为 玻璃砖的上表面刚好全部被照亮，设临界角为C，由几何关系可得 点光源O在侧面的出射情况为一个半圆，设其半径为r，则有 联立，解得 从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为 故选D。 5．C 如图所示 由几何关系可知为，故长度为，所以正方形总长度为；全反射的临界角度为 故折射率 因此传播时间为 故选C。 6．D AB．根据题意可知，圆形区域的面积是有光折射形成的，而圆形区域的边界则是光线在水面发生了全反射，由图乙可知大圆边界为光发生全反射所形成，而小圆边界恰是光在此处发生了全反射，其发生全反射的几何图像如图所示    则根据几何关系可知，发生全反射的临界角 根据全反射的临界角与折射率之间的关系 可知 而频率越大，折射率越大，由此可知频率关系 又根据 可知，频率越小波长越大，则可知在水中，光的波长比光大，故AB错误； C．根据 可知，折射率越大，在同种介质中的传播速度越小，因此可知在水中，光的传播速度比光大，故C错误； D．设光所形成的圆形区域的半径为，则根据几何关系有 解得 则其面积 故D正确。 故选D。 7．B 红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律可知绿光在MN面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误；根据全反射发生的条件可知红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NP面的交点左移过程中，在NP面的入射角先大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B正确；在MN面，光是从光疏介质到光密介质，无论θ多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误；根据折射定律可知θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。 8．AC A．玻璃对单色光b的折射率较小，那么光路图如图所示，光在介质中的传播速度为 因为玻璃对单色光b的折射率较小，所以a光束在玻璃砖中传播速度比b光小，故A正确； B．根据光路的可逆性可知，下表面出射角等于上表面的入射角，即两束光下表面的出射角相等，故从玻璃砖下表面射出后，两束光仍然平行，故B错误； CD．由于a光的折射率大，偏折程度大，从下表面射出后沿水平方向侧移的距离大，故两束光从下表面射出后，两束光之间的距离一定增大，故C正确，D错误。 故选AC。    9．ABC 根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为，故A正确；设临界角为C，，故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确；由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确；对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误。 10．(1) (2)0.39m （1）由几何关系可知，，，则激光束入射角的正弦值为 该激光束折射角的正弦值为 由折射定律得折射率为 激光束由到的时间为 激光束在水中的传播速度为 激光束由到的时间为 所以激光束由传播到的时间为。 （2）当池中水的深度为时，作出光路图，如图所示 由几何关系可知 则 所以。 则。 11．（1） ；（2） （1）作出光路图如图所示，设光线的入射角为，出射角为，则 由几何关系可得 解得 α＝60° 由图可知 α＝2β 所以 β＝30° 由折射定律可知 （2）光在透明玻璃体中的传播速度为 光在透明玻璃体中的传播时间为 由图及折射定律知光线从O1点出射后与竖直方向的夹角为 所以光从透明玻璃体出射后到光屏所用的时间为 则光从入射点到光屏所用的时间为 12．(1) (2)左侧 （1）光路图如图所示，由几何关系知，故 由P点向OC作垂线PE交OC于E点，则有 又由可知 由几何关系可知，， 解得。 （2）对于同一介质，蓝光折射率比红光的大。由可知，γ相同，折射率n变大，则i变大。故蓝光入射点应在C的左侧。 13．(1) (2) （1）光线在BC面上折射，由折射定律有① 式中，n为棱镜 的折射率，和分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。 光线在AC面上发生全反射，由反射定律有② 式中和分别是该光线在AC面上的入射角和反射角。 光线在AB面上发生折射，由折射定律有③ 式中和分别是该光线在AB面上的入射角和折射角。 由几何关系得，④ F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为⑤ 由①②③④⑤式得⑥ （2）光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有⑦ 式中C是全反射临界角，满足⑧ 由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为。 14． 根据题意可画出入射光线与AB边的距离为h时的光路图，如图所示 则由折射定律有 由全反射临界角公式有 由几何关系有 联立解得 15．(1)发生全反射，理由见解析 (2) （1）如图所示，设光线在D点的入射角为i，折射角为γ。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为θ，由几何关系，有① 根据题给数据得② 即θ大于全反射临界角，因此光线会在E点发生全反射。 （2）设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为，折射角为，由几何关系、反射定律及折射定律，有③ ④ ⑤ ⑥ 联立①③④⑤⑥式并代入题给数据，得 由几何关系，即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。 16．(1)7m (2) （1）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到P点的水平距离为，桅杆高度为，P点处水深为；激光束在水中与竖直方向的夹角为θ，由几何关系有， 由折射定律有 设桅杆到P点的水平距离为x，则 联立方程并代入数据解得。 （2）设激光束在水中与竖直方向的夹角为时，从水面出射方向与竖直方向夹角为 由折射定律有 设船向左行驶的距离为，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为，到点的水平距离为，则 联立方程并代入数据解得。 学科网（北京）股份有限公司 $