第十四章 必刷题 光的折射全反射 课时跟踪练习55 -2027届高三物理一轮复习精讲精练

**基本信息** 聚焦光的折射与全反射，以题构建“概念-公式-应用”逻辑链，覆盖基础辨析、公式计算及实际情境，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1、3题|全反射条件判断、折射率与浓度关系分析|从折射与全反射概念出发，建立现象与本质的关联| |公式应用|2、4、7题|折射率与光速关系、临界角计算、几何光学推导|围绕n=sini/sinr、n=c/v、sinC=1/n公式，形成原理推导与定量计算链条| |实验与情境|5、6、8、9题|潜望式摄像头、太空水球、反射棱镜等综合分析|结合科技与实验情境，体现模型建构与科学推理的应用拓展|

课时跟踪练55　光的折射　全反射 　(1—6题,每题5分) 1.(2026)如图所示扇形的材料,折射率大于,现有两条光线1和2,从扇形材料的A点出发传播,光线1传到圆弧(圆)AC的中点B。光线2传播到C点偏上,则两光线发生下列哪种情况(　　) A.1不全反射,2全反射 B.都不全反射 C.都全反射 D.1全反射,2不全反射 解析:因n>,可得临界角sin C=<= 即C<45° 因射到B点的光线1的入射角为α==67.5°>C 可知光线1会发生全反射;因射到C点偏上的光线2的入射角为β>45°>C 可知光线2会发生全反射。故选C。 答案:C　 2.(2026)一种测量液体折射率的V形容器,由两块材质相同的直角棱镜黏合,并封闭其前后两端制作而成。容器中盛有某种液体,一激光束从左边棱镜水平射入,通过液体后从右边棱镜射出,其光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为n0、n,光在棱镜和液体中的传播速度分别为v0、v,则(　　) A.n<n0,v>v0　　　　　　 B.n<n0,v<v0 C.n>n0,v>v0 D.n>n0,v<v0 解析:由题图可知光从棱镜进入液体中时,入射角小于折射角,根据折射定律可知n<n0,根据折射率与速度的关系式v=可得v>v0。故选A。 答案:A 3.(2026)现有一束光以相同的入射角θ,打在两杯不同浓度NaCl的溶液甲、乙中,折射光线如图所示(β1<β2),已知NaCl溶液的折射率随NaCl浓度的增大而增大,则(　　) A.甲溶液折射率较大 B.甲溶液NaCl浓度较小 C.光在甲溶液中的传播速度较大 D.光在甲中发生全反射的临界角较大 解析:由于入射角相同,β1<β2,根据折射定律,可知n甲>n乙,故甲浓度大;根据v=,可知光线在甲中的传播速度较小,由sin C=,可知折射率越大临界角越小,故甲临界角小。故选A。 答案:A 4.(2026)如图所示为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为α的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角为β,该玻璃的折射率为(　　) A.　　　　　 B. C. D. 解析:作出光射出玻璃棱镜时界面的法线如图所示,由几何关系可知,光射出玻璃棱镜时的折射角(在空气中的光线与法线的夹角)为α+β,入射角(在玻璃中的光线与法线的夹角)为α,由折射定律可知,该玻璃的折射率为n=,A正确。 答案:A 5.(多选)(2026)某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示,模组内置一块上下表面平行(θ<45°)的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射,经过三次全反射后平行于入射光射出,则(　　) A.可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B.若选用折射率为1.6的光学玻璃,θ可以设定为30° C.若选用折射率为2的光学玻璃,第二次全反射入射角可能为70° D.若入射光线向左移动,则出射光线也向左移动 解析:因为1.4<,故当选用折射率为1.4的光学玻璃时,根据sin C=,可知sin C>,即C>45°,根据几何知识可知光线第一次发生反射时的入射角θ<45°<C,故选用折射率为1.4的光学玻璃时,此时不会发生全反射,故A错误;当θ=30°时,此时入射角为30°,选用折射率为1.6的光学玻璃时,此时的临界角为sin C==0.625>0.5=sin 30°,故C>30°,故此时不会发生全反射,故B错误;若选用折射率为2的光学玻璃,此时临界角为sin C=,即C=30°,此时光线第一次要发生全反射,入射角一定大于等于30°,即第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角一定大于等于60°,根据几何关系可知,第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射的入射角,故可能为70°,故C正确;若入射光线向左移动,可知第一次全反射时的反射光线向左移动,第二次全反射时的反射光线向左移动,同理,第三次全反射时的反射光线向左移动,即出射光线向左移动,故D正确。 答案:CD 6.(2026)如图所示,ABC为半圆柱体透明介质的横截面,AC为直径,B为的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质,入射点为A点,折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射,下列说法正确的是(　　) A.入射角θ小于45° B.该介质折射率大于 C.增大入射角,该单色光在上可能发生全反射 D.减小入射角,该单色光在上可能发生全反射 解析:根据几何关系可知,折射角α=45°,又光线从光疏介质射入光密介质,因此入射角大于折射角,即入射角θ>45°,A错误;根据折射定律得n==sin θ<,B错误;由于n<,根据全反射临界角公式可知sin C=>,解得C>45°,增大入射角,设该单色光在弧BC上的入射点为M,如图所示,则在等腰三角形△AOM中,∠OMA=∠OAM<45°,所以一定不能发生全反射,C错误;同理,减小入射角,设该单色光在弧AB上的入射点为N,如图所示,则在等腰三角形△AON 中,∠ONA=∠OAN>45°,所以可能发生全反射,D正确。 答案:D 7.(5分)如图所示,半径为R、球心为O的半球内为真空,M为其顶点,半球外介质的折射率为。一束以MO为中心,截面半径r=R的光束平行于MO射到球面上,不考虑多次反射,则半球底面有光透射出的面积为(　　) A.πR2 B. C.π(-1)2R2 D.π(-1)2R2 解析:根据几何关系,光束边缘的光线进入半球时的入射角为30°,根据折射定律可知n=,解得θ=45°,到达底面时与O点距离为L,则有=,解得L=(-1)R,则能从底面透射出光的面积为S=π(-1)2R2,故C正确,A、B、D错误。 答案:C 8.(12分)(2026)三位“太空教师”在中国空间站为青少年带来了一堂精彩纷呈的太空科普课。一名“太空教师”在水膜里注水,得到了一个晶莹剔透的水球,接着又在水球中央注入一个气泡,形成了两个同心的球。如图所示,AB是通过球心O的一条直线,宽为8R的线光源发出的平行单色光射向水球左侧表面,光束的中轴线与AB重合,内球面半径为3R,外球面半径为5R,边界光线经折射后恰好与内表面相切,sin 37°=0.6,不考虑光的二次及以上的反射。求: (1)该单色光在水中的折射率n; (2)有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。 解析:(1)由题意知,上边界光线进入水球后的光路如图甲所示。设入射角为i,折射角为r,由图甲中几何关系可知sin i=0.8, sin r=0.6 单色光在水中的折射率为n= 解得n=。 (2)恰好不能进入水球中气泡的光线在气泡球面恰好发生全反射,光路如图乙所示。设在水球外表面的入射角为i'、折射角为r'时在水球内表面发生全反射,临界角为C,则有n=,sin C= 由正弦定理得= 联立解得sin i'=0.6 则不能进入水球中的气泡的光线宽度为d=8R-2×5Rsin i'=2R。 答案:(1)　(2)2R 9.(13分)光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域。其中一种棱镜的截面如图所示,eh边为镀膜反射面,ef=eh,fg=gh,∠e=60°,∠g=120°,棱镜的折射率为,光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s。若细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜,求: (1)光在上述棱镜中传播的速度大小; (2)光束从棱镜中射出的折射角,并完成光路图。 解析:(1)由n=可得,光在棱镜中传播的速度大小为v== m/s=×108 m/s。 (2)作出光路图如图所示 由ef=eh,fg=gh,知∠f=90° 由光的折射定律有n=,其中θ1=60° 解得θ2=30° 由几何关系可知θ3=60° 根据sin C= 可知发生全反射的临界角C<60° 故光线在O1处发生全反射,根据几何关系可知,光线垂直射到eh边,eh边为镀膜反射面,结合光路的可逆性,则光线沿着原路返回,故光线在O处发生折射,根据几何关系,光束从棱镜中射出的折射角为60°。 答案:(1)×108 m/s　(2)60°　图见解析 学科网（北京）股份有限公司 $ 课时跟踪练55　光的折射　全反射 　(1—6题,每题5分) 1.(2026)如图所示扇形的材料,折射率大于,现有两条光线1和2,从扇形材料的A点出发传播,光线1传到圆弧(圆)AC的中点B。光线2传播到C点偏上,则两光线发生下列哪种情况(　　) A.1不全反射,2全反射 B.都不全反射 C.都全反射 D.1全反射,2不全反射 2.(2026)一种测量液体折射率的V形容器,由两块材质相同的直角棱镜黏合,并封闭其前后两端制作而成。容器中盛有某种液体,一激光束从左边棱镜水平射入,通过液体后从右边棱镜射出,其光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为n0、n,光在棱镜和液体中的传播速度分别为v0、v,则(　　) A.n<n0,v>v0　　　　　　 B.n<n0,v<v0 C.n>n0,v>v0 D.n>n0,v<v0 3.(2026)现有一束光以相同的入射角θ,打在两杯不同浓度NaCl的溶液甲、乙中,折射光线如图所示(β1<β2),已知NaCl溶液的折射率随NaCl浓度的增大而增大,则(　　) A.甲溶液折射率较大 B.甲溶液NaCl浓度较小 C.光在甲溶液中的传播速度较大 D.光在甲中发生全反射的临界角较大 4.(2026)如图所示为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为α的玻璃棱镜,出射光相对于入射光的偏转角为β,该玻璃的折射率为(　　) A.　　　　　 B. C. D. 5.(多选)(2026)某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示,模组内置一块上下表面平行(θ<45°)的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射,经过三次全反射后平行于入射光射出,则(　　) A.可以选用折射率为1.4的光学玻璃 B.若选用折射率为1.6的光学玻璃,θ可以设定为30° C.若选用折射率为2的光学玻璃,第二次全反射入射角可能为70° D.若入射光线向左移动,则出射光线也向左移动 6.(2026)如图所示,ABC为半圆柱体透明介质的横截面,AC为直径,B为的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质,入射点为A点,折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射,下列说法正确的是(　　) A.入射角θ小于45° B.该介质折射率大于 C.增大入射角,该单色光在上可能发生全反射 D.减小入射角,该单色光在上可能发生全反射 7.(5分)如图所示,半径为R、球心为O的半球内为真空,M为其顶点,半球外介质的折射率为。一束以MO为中心,截面半径r=R的光束平行于MO射到球面上,不考虑多次反射,则半球底面有光透射出的面积为(　　) A.πR2 B. C.π(-1)2R2 D.π(-1)2R2 8.(12分)(2026)三位“太空教师”在中国空间站为青少年带来了一堂精彩纷呈的太空科普课。一名“太空教师”在水膜里注水,得到了一个晶莹剔透的水球,接着又在水球中央注入一个气泡,形成了两个同心的球。如图所示,AB是通过球心O的一条直线,宽为8R的线光源发出的平行单色光射向水球左侧表面,光束的中轴线与AB重合,内球面半径为3R,外球面半径为5R,边界光线经折射后恰好与内表面相切,sin 37°=0.6,不考虑光的二次及以上的反射。求: (1)该单色光在水中的折射率n; (2)有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。 9.(13分)光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域。其中一种棱镜的截面如图所示,eh边为镀膜反射面,ef=eh,fg=gh,∠e=60°,∠g=120°,棱镜的折射率为,光在真空中的传播速度为3.0×108 m/s。若细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜,求: (1)光在上述棱镜中传播的速度大小; (2)光束从棱镜中射出的折射角,并完成光路图。 学科网（北京）股份有限公司 $