10.1 光的折射和全反射 专项训练 -2027届高考物理一轮复习100考点精练

**基本信息** 聚焦光的折射和全反射，通过20道精选试题（含高考真题）系统覆盖概念辨析、现象解释、实验操作及实际应用，构建从基础原理到综合计算的知识逻辑链，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|2题（第8题等）|判断全反射条件、临界角影响因素|从折射定律到全反射条件的概念生成| |现象分析|2题（第9题等）|解释海市蜃楼成因、光路图辨析|原理应用于自然现象的逻辑推导| |实验操作|1题（第5题）|测量玻璃折射率的操作优化|实验原理与操作规范的关联| |综合计算|5题（第7、11题等）|折射率、传播时间、透光面积计算|公式推导与几何关系的综合应用| |实际应用|2题（第2、20题）|光纤传输、传感器原理分析|理论知识向工程应用的拓展| |概念辨析+光路分析|6题（第1、3题等）|不同频率光的折射、反射光路判断|折射率与光的频率、波长关系的逻辑链|

2027高考物理一轮复习100考点精练 第十章 光学 考点10.1 光的折射和全反射 【考点精练】 1 （2026湖南名校联考）．如图所示，一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中，现向薄玻璃杯内注入清水，保持观察方向不变，可能观察到的现象是（　　） A. B. C. D. 答案 B 解析 画出筷子在盛水后内光传播的俯视图。 图中A处为筷子，ON为法线，由折射定律可画出光路图，A’是逆着出射光线看到的筷子的像，B正确； 2. （2026河南名校联考）光纤主要由折射率不同的纤芯与外套组成，在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况会降低信号传输质量。引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在两种介质界面多次全反射的光线用时较长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为，外套折射率为。在入射端，光脉冲宽度（即光持续时间）为△t，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）为△t’，△t’ >△t（　　） A．外套材料的折射率变小，△t’与△t的差值不变 B．内芯材料的折射率越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出 C．入射光波长变短，△t’与△t的差值不变 D．光纤的直径变小，△t’与△t的差值不变 答案 BD 解析 根据sinC=，可知内芯材料的折射率越大，全反射临界角C越小，越容易发生全反射，则光脉冲将越不容易从外套“漏”出，B正确；设光纤的长度为L，光在光纤中的速度v= ，光沿光纤轴线传输用时间最短，最短时间= = 。 设光从左端面以入射，折射角为，在光纤侧面发生全反射的入射角和反射角为，如图。 如果就是光在光导纤维全反射的临界角为C，则光在光导纤维中的传播时间最长，则sin=sinC=，路程s= ，光在光导纤维中的传播最长时间为= ，联立解得=。 △t’与△t的差值△t’-△t=- = - =。由此可知，外套材料的折射率变小，△t’与△t的差值变大，A错误；入射光波长变短，频率变大，增大，△t’与△t的差值变大，C错误；光纤的直径变小，△t’与△t的差值不变，D正确。 3 （2026东北名校联考）如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是(　　) A.a光在玻璃中传播的速度大于b光 B.a光在玻璃中的波长大于b光的波长 C.a光的频率大于b光的频率 D.出射光束a、b相互平行 答案　CD 解析　作出光路图如图所示， 由光路图可知，a光折射率较大，频率较大，根据c=λf可知a光在玻璃中的波长小于b光的波长，故C正确，B错误；根据v=，可知a光在玻璃中传播的速度小于b光，故A错误；因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，由几何知识可知出射光束一定相互平行，故D正确。 　 4 (2025·安徽省A10联盟质检)如图所示，一束由红光和紫光组成的复合光从水中射入空气中，MN为水和空气分界面，入射光束经分界面的O点形成两条折射光线a、b和一条反射光线c，则下列说法正确的是(　　) A.光线a为紫光 B.对同一介质，a光的折射率小于b光的折射率 C.a光在真空中的传播速度大于b光在真空中的传播速度 D.保持入射点O不变，增大入射光的入射角，a光最先在MN面发生全反射 答案　B 解析　光线b偏折更明显，折射率更大，所以光线b为紫光，A错误，B正确；a光在真空中的传播速度和b光在真空中的传播速度都等于光速，C错误；保持入射点O不变，增大入射光的入射角，由于b光线的折射率大，其临界角小，所以b光最先在MN面发生全反射，D错误。 5 如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，小明在AB侧插上大头针P1、P2，在CD侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是(　　) A.增大P1P2的距离 B.调整P1的位置增大入射角 C.向左平移玻璃砖的位置 D.将玻璃砖AB与CD面互换位置 答案　D 解析　在CD侧未观察到大头针的像，说明P1P2的光线未传播至CD侧，而是从BC边折射出去了，增大P1P2的距离，能适当提高测量的精确度，但无法改变光路，在CD侧观察不到大头针的像，A错误；调整P1的位置增大入射角，会使光线更向右偏，依旧在CD侧观察不到大头针的像，B错误；向左平移玻璃砖的位置，光线的传播方向不变，仍然从BC边传播出去，在CD侧观察不到大头针的像，C错误；将玻璃砖AB与CD面互换位置，入射光线从CD面射入，可以从AB面射出，故能观察到大头针的像，D正确。 6 (2024·广东卷，6)如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角θ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 答案　B 解析　由题意知红光的折射率小于绿光的折射率，在MN面，入射角相同，根据折射定律有n，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sin C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，红光在NP面的入射角先达到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n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。 7 .(2025·广西河池市模拟)如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒，长度为6 m。一束光线从圆柱形棒的一个底面圆心垂直射入，经2.5×10－8 s从另一底面圆心射出。保持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在材料内部恰好发生全反射(光在真空中的速度为3×108 m/s)，则光线通过透明材料的时间为(　　) A.2.5×10－8 s B.3.3×10－8 s C.3.125×10－8 s D.4.95×10－8 s 答案　C 解析　设光在该材料中传播速度为v，由L＝vt，解得v2.4×108 m/s，由n，可知n＝1.25，设此光线发生全反射的临界角为C，则sin C0.8，光线刚好发生全反射时在透明材料中的路程为s7.5 m，则t' s＝3.125×10－8 s，故C正确。 8 .(2025·太原市期末)关于光的现象，下列说法正确的是(　　) A.不同频率的光在不同介质中的临界角大小一定不同 B.光在介质中发生全反射现象时，折射光线并未完全消失 C.光从光疏介质射入光密介质时，也可能发生全反射现象 D.光从介质射入真空时，只要入射角大于等于临界角就会发生全反射现象 答案　D 解析　介质对光的折射率与介质种类、光的频率都有关系，而临界角与折射率有关，因此不同频率的光在不同的介质中的临界角大小可能相等，故A错误；光在介质中发生全反射现象时，折射光线完全消失，故B错误；根据光的全反射条件可知，光从光疏介质射入光密介质时，不可能发生全反射现象，故C错误；根据光的全反射条件可知，光从介质射入真空时，只要入射角大于等于临界角就会发生全反射现象，故D正确。 9 .(2025·信阳市期末)海市蜃楼有两种形式，分别为海面的海市蜃楼，沙漠中的海市蜃楼，观察对比下列两幅图像，分析下列说法正确的是(　　) A.两种海市蜃楼对应的像分别为在海面或沙漠表面所形成的倒影 B.海面附近与沙漠表面，底层空气均比上层稀疏 C.两种海市蜃楼都是光从光疏介质进入光密介质而产生的现象 D.两种海市蜃楼都是由光的折射和全反射造成的 答案　D 解析　海面上方的海市蜃楼所形成的像为正影，沙漠表面的海市蜃楼所形成的像为倒影，故A错误；温度高空气稀薄，温度低空气稠密，海面附近底层空气比上层空气稠密，沙漠表面空气比上层空气稀疏，故B错误；两种海市蜃楼都是光从光密介质进入光疏介质最终发生了全反射而造成的，故C错误，D正确。 10 (2025·丹东市期末)如图所示，一束光由空气射入一块横截面为半圆形的玻璃砖，光线经过圆心O的正下方P点，下列光路图正确的是(　　) 答案　C 解析　由题意可知光线经过圆心O的正下方P点，则过P点切线(半圆形玻璃砖与空气的分界面)与半圆形玻璃砖上表面平行，根据折射定律可知入射光线与P点的出射光线平行。故选C。 11 (2025·海南期末)如图为某透明介质制成的四分之一圆柱体，其半径为R，高为4R，一束光垂直射到圆柱体的ABCD面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的二次反射，则弧面ABFE上的透光面积为(　　) A.πR2 B.πR2 C.πR2 D.πR2 答案　A 解析　根据题意可知，光线射到圆弧面上，法线是半径所在的直线，因此越靠近CF边射入的光线，入射角越小。只有入射角大于或等于临界角才能发生全反射，不能射出，找到临界光线，入射角即为临界角C，俯视图如图所示， 则有sin C==，解得C=45°，则弧面ABFE上的透光面积为S=·2πR·4R=πR2，故选A。 12 .(2025·铜仁市期末)学校的光学兴趣社团开展了一项关于光的性质的探究活动。如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，用一束由红光和紫光组成的复色光照射玻璃砖，复色光沿AO方向从空气中射向玻璃砖中心O(O是圆心)，分别从C、D两位置射出红光和紫光，其中入射光线与法线的夹角为60°，红光和紫光与法线的夹角分别为45°、30°。已知光在空气中的传播速度为c，下列说法正确的是(　　) A.紫光在玻璃砖中的折射率为 B.红光在玻璃砖中的折射率比紫光的大 C.红光在玻璃砖中的传播速度为c D.若光从玻璃砖的弧面沿半径方向入射，则在半圆圆心O处红光更容易发生全反射 答案　C 解析　紫光在玻璃砖中的折射率为n1==，红光在玻璃砖中的折射率为n2==，红光在玻璃砖中的折射率比紫光的小，故A、B错误；根据折射率与光速的关系有n2=，解得v=c，故C正确；根据折射率与临界角的关系有sin C=，由于红光在玻璃砖中的折射率比紫光的小，则红光在玻璃砖中的临界角比紫光的大，可知，若光从玻璃砖的弧面沿半径方向入射，则在半圆圆心O处紫光更容易发生全反射，故D错误。 13 .(2025·商丘市期末)如图所示为两个相同的直角三角形玻璃砖的截面，截面顶角为θ=30°，一束宽度为L的平行光从左侧玻璃砖的斜边以入射角α=45°射入，光束两次射出玻璃砖时均与玻璃砖直角边垂直，下列说法正确的是(　　) A.光束在玻璃砖中发生全反射的临界角为30° B.光束第二次进入玻璃砖的入射角为60° C.光束最终离开玻璃砖后的宽度为初始宽度的1.5倍 D.光束最终离开玻璃砖后的宽度为初始宽度的倍 答案　C 解析　折射率n==，由sin C=，可得C=45°，故临界角为45°，A错误；由光路可逆性可知，光束第二次进入玻璃砖的入射角为45°，B错误；设经过第一个玻璃砖后光束宽度为L'，由几何关系可知=，=，联立可得L0=1.5L，即光束最终离开玻璃砖后的宽度为初始宽度的1.5倍，D错误，C正确。 14 (2025·北京市通州区期末)光纤在生产生活中有着广泛的应用。如图所示，光纤由纤芯和包层两部分组成，折射率分别为n1和n2。光在光纤中传导依据全反射原理。光学上把具有一定特性的光波叫作光的一种模式，根据可以传输的光波模式数量的不同把光纤分为单模光纤和多模光纤。工程上用V参数来标定光纤模式，其中V=·，a为纤芯半径，λ为入射光波长。当V≤2.405时，光纤仅支持单模传输，反之则支持多模传输。下列说法正确的是(　　) A.包层是光密介质 B.只能通过调整纤芯和包层材料实现传输模式的调整 C.可以通过增大光纤纤芯粗细实现多模传输 D.当入射光波长减小，多模光纤有可能实现单模传输 答案　C 解析　光从光密介质射入光疏介质才可能发生全反射，所以纤芯是光密介质，包层是光疏介质，故A错误；根据V=·可知，通过调整纤芯和包层材料或纤芯半径均可实现传输模式的调整，故B错误；当V≤2.405时，光纤仅支持单模传输，反之则支持多模传输。根据V=·可知，可以通过增大光纤纤芯粗细，增大V，实现多模传输，故C正确；当入射光波长减小，根据V=·可知，V增大，多模光纤不可能实现单模传输，故D错误。 15 (2025·泸州市期末)如图所示为一块透明玻璃体的截面图，虚线OP左侧是半径为R的圆弧面，右侧△BOP是等腰直角三角形。现有一束平行单色光与AB边成45°的夹角射入玻璃体，已知光在真空中的传播速度为c，玻璃体对该单色光的折射率为，不考虑多次反射，则下列说法正确的是(　　) A.单色光在玻璃体中的传播速度为 B.不会有折射光线从PB边上射出 C.圆弧AP有折射光线射出的部分占整个弧长的 D.从P点射出的折射光线在玻璃体中的传播时间为 答案　C 解析　根据v=，得单色光在玻璃体中的传播速度v=，A错误；根据n=，得θ=30°，故单色光在AB边的折射角为30°，根据sin C=，解得单色光在玻璃体中发生全反射的临界角C=45°，如图所示，从A点射入的光线在弧面AP的入射角为60°，发生全反射；从M点射入的光线在弧面AP的入射角恰为45°，恰好发生全反射，故圆弧FP间有光线射出，根据几何关系得∠FOP=15°，对应的弧长为整个圆弧的，C正确；从E点入射后再折射的光线照射到PB边的Q点，此时入射角为15°小于临界角，一定可以射出PB边，B错误；从P点射出的光线，根据几何关系得DP=，在玻璃体中的传播时间t==，D错误。 16 如图所示，半圆形玻璃砖在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线均沿半径方向由空气射入玻璃砖并到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是 （　　） A.若三条光线中只有一条光线在O点发生了全反射，那一定是aO光线 B.若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射 C.若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射 D.若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大 答案 ACD 解析　在玻璃砖圆心位置O处，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能.如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大，所以A正确.若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO也一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此光线cO不一定能发生全反射，所以C正确，B错误.若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但光线bO的入射角更大，所以光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即光线bO的反射光线的亮度较大，所以D正确. 17（2021海南）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率为.一束单色光在纸面内以α＝45°的入射角从空气射向MQ边的中点O，则该束单色光（　C　） A.在MQ边的折射角为60° B.在MN边的入射角为45° C.不能从MN边射出 D.不能从NP边射出 答案 C 解析　由折射定律n＝可知光在MQ边的折射角为r＝30°，A错误；光线沿直线传播到MN边时，入射角为60°，B错误；由sinC＝可知光在该介质中的全反射临界角C＝45°，所以光线在MN边发生全反射，故光线不能从MN边射出，C正确；如图所示，由反射定律可知，光线传播到NP边时入射角为30°，小于全反射临界角，故可以从NP边射出，D错误. 18 .水面上漂浮一半径为R＝0.2m的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面h＝m的图示位置处沿平行于荷叶直径AB方向以速度v＝0.05m/s匀速穿过荷叶，已知水的折射率为，则在小蝌蚪游过荷叶下方的过程中，在水面之上任意位置看不到 小蝌蚪的时间为（　A　） A.2s B.4s C.6s D.8s 答案 A 解析　根据题意可知，当蝌蚪反射的光在荷叶边缘水面上发生全反射时，在水面上任意位置看不到蝌蚪，如图所示， 由于 sin C＝＝，则有tan C＝＝，故OE＝R－htan C＝0.05 m，由对称性可知A'B'＝2OE＝0.1 m，则在水面之上任意位置看不到小蝌蚪的时间为t＝＝2 s，故选A. 19 [2023青岛三模]某著名冰雕节上展出了一块棱长为L＝2.0m的立方体冰块，如图所示.该冰块是由水溶解了适量盐后冰冻而成，底层不透光.在冰块的几何中心有一单色点光源S，该单色光对冰块的折射率n＝，真空中光速c＝3.0×108m/s.不考虑光在冰块内部的多次反射. （1）求S发出的光能从立方体表面射出的总面积； （2）将点光源S移到立方体底面ABCD中心，求S发出的光在立方体内传播的最长时间. 答案　（1）15.7m2　（2）×10－8s 解析　（1）设侧面有光射出区域半径为R，有sinC＝ R＝tanC＝ 根据几何关系可知S'＝5πR2＝15.7m2 （2）易知当光到达上表面顶点时不会发生全反射，且此时光程最大，则最大光程为s＝m 设光在冰中传播速度为v，则有n＝， 可知时间t＝ 解得t＝×10－8s. 20 （2023高考山东卷）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示.两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为2a，折射率为n（n＜）.M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行.激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关. （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）. 答案　（1）　（2）≤b≤· 解析　（1）设激光照射在玻璃丝内的临界角为C，出射光与竖直方向偏角最大时入射角为θ1，则由折射定律得＝n 由几何关系得θ1＝－C 由全反射的临界角公式可得sinC＝ 联立解得sinθ＝ （2）设N下端面刚能接收到反射光时到被测物体表面的距离为b1，N下端面恰好全部被照亮时到被测物体表面的距离为b2，如图所示，则 由反射定律和几何关系得tanθ＝ 解得b1＝ 由反射定律和几何关系得tanθ＝ 解得b2＝· 则≤b≤·. 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027高考物理一轮复习100考点精练 第十章 光学 考点10.1 光的折射和全反射 【考点精练】 1 （2026湖南名校联考）．如图所示，一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中，现向薄玻璃杯内注入清水，保持观察方向不变，可能观察到的现象是（　　） A. B. C. D. 2. （2026河南名校联考）光纤主要由折射率不同的纤芯与外套组成，在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况会降低信号传输质量。引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在两种介质界面多次全反射的光线用时较长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为，外套折射率为。在入射端，光脉冲宽度（即光持续时间）为△t，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）为△t’，△t’ >△t（　　） A．外套材料的折射率变小，△t’与△t的差值不变 B．内芯材料的折射率越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出 C．入射光波长变短，△t’与△t的差值不变 D．光纤的直径变小，△t’与△t的差值不变 3 （2026东北名校联考）如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出。下列说法正确的是(　　) A.a光在玻璃中传播的速度大于b光 B.a光在玻璃中的波长大于b光的波长 C.a光的频率大于b光的频率 D.出射光束a、b相互平行 　 4 (2025·安徽省A10联盟质检)如图所示，一束由红光和紫光组成的复合光从水中射入空气中，MN为水和空气分界面，入射光束经分界面的O点形成两条折射光线a、b和一条反射光线c，则下列说法正确的是(　　) A.光线a为紫光 B.对同一介质，a光的折射率小于b光的折射率 C.a光在真空中的传播速度大于b光在真空中的传播速度 D.保持入射点O不变，增大入射光的入射角，a光最先在MN面发生全反射 5 如图所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，小明在AB侧插上大头针P1、P2，在CD侧未观察到大头针的像，为了观察到像，接下来的操作中正确的是(　　) A.增大P1P2的距离 B.调整P1的位置增大入射角 C.向左平移玻璃砖的位置 D.将玻璃砖AB与CD面互换位置 6 (2024·广东卷，6)如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角θ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 7 .(2025·广西河池市模拟)如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒，长度为6 m。一束光线从圆柱形棒的一个底面圆心垂直射入，经2.5×10－8 s从另一底面圆心射出。保持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在材料内部恰好发生全反射(光在真空中的速度为3×108 m/s)，则光线通过透明材料的时间为(　　) A.2.5×10－8 s B.3.3×10－8 s C.3.125×10－8 s D.4.95×10－8 s 8 .(2025·太原市期末)关于光的现象，下列说法正确的是(　　) A.不同频率的光在不同介质中的临界角大小一定不同 B.光在介质中发生全反射现象时，折射光线并未完全消失 C.光从光疏介质射入光密介质时，也可能发生全反射现象 D.光从介质射入真空时，只要入射角大于等于临界角就会发生全反射现象 9 .(2025·信阳市期末)海市蜃楼有两种形式，分别为海面的海市蜃楼，沙漠中的海市蜃楼，观察对比下列两幅图像，分析下列说法正确的是(　　) A.两种海市蜃楼对应的像分别为在海面或沙漠表面所形成的倒影 B.海面附近与沙漠表面，底层空气均比上层稀疏 C.两种海市蜃楼都是光从光疏介质进入光密介质而产生的现象 D.两种海市蜃楼都是由光的折射和全反射造成的 10 (2025·丹东市期末)如图所示，一束光由空气射入一块横截面为半圆形的玻璃砖，光线经过圆心O的正下方P点，下列光路图正确的是(　　) 11 (2025·海南期末)如图为某透明介质制成的四分之一圆柱体，其半径为R，高为4R，一束光垂直射到圆柱体的ABCD面上。已知透明介质的折射率为，不考虑光在介质内的二次反射，则弧面ABFE上的透光面积为(　　) A.πR2 B.πR2 C.πR2 D.πR2 12 .(2025·铜仁市期末)学校的光学兴趣社团开展了一项关于光的性质的探究活动。如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，用一束由红光和紫光组成的复色光照射玻璃砖，复色光沿AO方向从空气中射向玻璃砖中心O(O是圆心)，分别从C、D两位置射出红光和紫光，其中入射光线与法线的夹角为60°，红光和紫光与法线的夹角分别为45°、30°。已知光在空气中的传播速度为c，下列说法正确的是(　　) A.紫光在玻璃砖中的折射率为 B.红光在玻璃砖中的折射率比紫光的大 C.红光在玻璃砖中的传播速度为c D.若光从玻璃砖的弧面沿半径方向入射，则在半圆圆心O处红光更容易发生全反射 13 .(2025·商丘市期末)如图所示为两个相同的直角三角形玻璃砖的截面，截面顶角为θ=30°，一束宽度为L的平行光从左侧玻璃砖的斜边以入射角α=45°射入，光束两次射出玻璃砖时均与玻璃砖直角边垂直，下列说法正确的是(　　) A.光束在玻璃砖中发生全反射的临界角为30° B.光束第二次进入玻璃砖的入射角为60° C.光束最终离开玻璃砖后的宽度为初始宽度的1.5倍 D.光束最终离开玻璃砖后的宽度为初始宽度的倍 14 (2025·北京市通州区期末)光纤在生产生活中有着广泛的应用。如图所示，光纤由纤芯和包层两部分组成，折射率分别为n1和n2。光在光纤中传导依据全反射原理。光学上把具有一定特性的光波叫作光的一种模式，根据可以传输的光波模式数量的不同把光纤分为单模光纤和多模光纤。工程上用V参数来标定光纤模式，其中V=·，a为纤芯半径，λ为入射光波长。当V≤2.405时，光纤仅支持单模传输，反之则支持多模传输。下列说法正确的是(　　) A.包层是光密介质 B.只能通过调整纤芯和包层材料实现传输模式的调整 C.可以通过增大光纤纤芯粗细实现多模传输 D.当入射光波长减小，多模光纤有可能实现单模传输 15 (2025·泸州市期末)如图所示为一块透明玻璃体的截面图，虚线OP左侧是半径为R的圆弧面，右侧△BOP是等腰直角三角形。现有一束平行单色光与AB边成45°的夹角射入玻璃体，已知光在真空中的传播速度为c，玻璃体对该单色光的折射率为，不考虑多次反射，则下列说法正确的是(　　) A.单色光在玻璃体中的传播速度为 B.不会有折射光线从PB边上射出 C.圆弧AP有折射光线射出的部分占整个弧长的 D.从P点射出的折射光线在玻璃体中的传播时间为 16 如图所示，半圆形玻璃砖在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线均沿半径方向由空气射入玻璃砖并到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是 （　　） A.若三条光线中只有一条光线在O点发生了全反射，那一定是aO光线 B.若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射 C.若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射 D.若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大 17（2021海南）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率为.一束单色光在纸面内以α＝45°的入射角从空气射向MQ边的中点O，则该束单色光（　　） A.在MQ边的折射角为60° B.在MN边的入射角为45° C.不能从MN边射出 D.不能从NP边射出 18 .水面上漂浮一半径为R＝0.2m的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面h＝m的图示位置处沿平行于荷叶直径AB方向以速度v＝0.05m/s匀速穿过荷叶，已知水的折射率为，则在小蝌蚪游过荷叶下方的过程中，在水面之上任意位置看不到 小蝌蚪的时间为（　　） A.2s B.4s C.6s D.8s 19 [2023青岛三模]某著名冰雕节上展出了一块棱长为L＝2.0m的立方体冰块，如图所示.该冰块是由水溶解了适量盐后冰冻而成，底层不透光.在冰块的几何中心有一单色点光源S，该单色光对冰块的折射率n＝，真空中光速c＝3.0×108m/s.不考虑光在冰块内部的多次反射. （1）求S发出的光能从立方体表面射出的总面积； （2）将点光源S移到立方体底面ABCD中心，求S发出的光在立方体内传播的最长时间. 20 （2023高考山东卷）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示.两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为2a，折射率为n（n＜）.M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行.激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关. （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）. 1 学科网（北京）股份有限公司 $