13.1 光的折射 全反射 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦光的折射与全反射，通过分层题型构建“现象判断-定量计算-实验验证-综合应用”的完整训练体系，强化科学思维与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题|折射定律应用、临界角计算、光路可逆性分析|从折射规律到全反射条件，逐步递进| |多选题|3题|复杂光路几何关系、折射率与光速关联|综合考查多知识点交叉应用| |实验题|2题|折射率测量误差分析、实验步骤优化|科学探究与证据收集能力培养| |解答题|3题|光路图绘制、分步列式求解|实际问题物理模型转化与科学推理|

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，。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°，，该介质的折射率为（     ） A． B． C． D． 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，折射率为，则“暗区”的半径为（     ） A． B． C． D． 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．2 B． C．1.5 D． 5．折射率为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，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． B． C． D． 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，则该圆柱体半径的最小值为（    ） A． B． C． D． 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 C．玻璃对a光的折射率为 D．玻璃对b光的折射率为 二、多选题 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，空气中光速为c，则（     ） A．该材料的折射率为 B．光在该材料中传播速度为c C．该材料的临界角为45° D．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为 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 B．玻璃砖的折射率为 C．光在玻璃砖中传播的时间为 D．光在玻璃砖中传播的时间为 10．如图所示的是半球形透明介质主视图，球心为，半径为，为圆面上的一点，距球心的距离为。一束截面积为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，球冠的面积公式（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（　　） A．该介质折射率为 B．透明介质球面被照亮的面积为 C．距离球心处入射的光在介质中传播的时间为 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，再画一条与垂直的直线，两直线交于O点； ②将半圆形玻璃砖放在白纸上，玻璃砖的直径与对齐、圆心与O点重合。在玻璃砖的另一侧平行竖直放置一足够大的光屏； ③固定激光笔，使激光沿方向从O点射入玻璃砖，观察到光屏上有光斑； ④沿方向缓慢移动玻璃砖，玻璃砖的直径始终与对齐。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，如图乙所示，并用刻度尺测量的距离为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__________。（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和，为直线与的交点，在直线上竖直地插上、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，使挡住的像和的像 B．插上大头针，使仅挡住的像 C．插上大头针，使仅挡住 D．插上大头针，使挡住和、的像 (2)过、作直线交于，连接，过作垂直于的直线，测图甲中角和的大小，则玻璃砖的折射率_____（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，和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射入，经一次折射后到达界面都能射出 D．如果在界面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画到（与平行），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 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。 (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，折射角，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=3×108 m/s） 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 AD A A A B D C BD AC AC 11．(1)激光在圆弧分界面上发生全反射 (2) 12．(1)AD (2) (3)AC (4)偏大 13．(1)30° (2) 【详解】（1）光从OA射入玻璃砖，由几何关系知入射角 由折射定律有 解得折射角 （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 全反射临界角C与折射率n的关系为 解得 光射入玻璃砖的折射角为30°，可知 则 故圆弧AB上有光线射出的部分对应的圆心角为 其弧长为 14．(1) (2) 【详解】（1）设液体折射率为，根据折射定律有 代入数据，得 光在液体中的传播速度 解得 （2）由几何关系可知，中，， 故为等腰三角形， 由正弦定理 即 解得 由几何关系，光线在点入射角 设出射角为，由折射定律 解得 即 在中， 故 15．(1) (2) 【详解】（1）光线在D点的入射角为，折射角为，则折射率为 （2）根据 若该单色光平行于AB从BC的中点E射入该三棱镜，则射到AC边上的F点的入射角为60°>C，可知光线在F点发生全反射，射到AB边上的G点的入射角为30°<C，则最终从G点射出，则光线在三棱镜内传播的距离为 传播速度 传播时间 学科网（北京）股份有限公司 $