07-第4章 五年高考真题练（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦光的折射和全反射，通过2023江苏卷阳光弯曲等高考真题导入，衔接光的传播基础，以考点分层构建学习支架，帮助学生梳理折射定律、临界角等核心知识脉络。 其亮点在于整合五年高考真题与实验题，突出科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究（问题解决），如玻璃砖折射率测量题培养实验设计能力。采用讲练结合的学科特色方法，学生可提升解题能力，教师能高效对接高考教学。

第4章 光的折射和全反射 第1讲　描述运动的基本概念 五年高考真题练 第1讲　描述运动的基本概念 考点1　光的折射 1.[2023江苏,5]地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯 曲。下列光路图中能描述该现象的是( ) 　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　如图所示,光由光疏介质射入光密介质时,折射角小于入射角,高度越低,地球表面附近空气的折 射率越大,则太阳光斜射向地面的过程中会逐渐靠近法线,故选项A正确,B、C、D错误。   第1讲　描述运动的基本概念 2.[2025广东,4]图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,该折射率为 ( )   A. 　　　　　B. 　　　　     C. 　　　　　D.  　A     第1讲　描述运动的基本概念 解析　如图,单色光从玻璃内射出时,入射角为α,折射角为α+β,根据折射定律,可得n= ,A正确。   易错警示     入射角与折射角是光线与法线之间的夹角。 第1讲　描述运动的基本概念 3.[2025河南,2]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45°,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.0°　　　　　B.15°　　　　　C.30°　　　　　D.45° 　B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　作出光路图如图所示,在射入点A发生折射,折射角r1满足 =n= ,得r1=30°,在射出点B的折 射角r2=45°,由几何关系知,出射光线与竖直方向的夹角为15°,B正确。   第1讲　描述运动的基本概念 4.[2023海南,14]如图所示,在用激光测玻璃砖折射率的实验中,玻璃砖与光屏P平行放置,从另一侧用激 光笔以一定角度照射,此时在光屏上的S1处有激光点,移走玻璃砖,光点移到S2处。   (1)请在图中画出激光束经玻璃砖折射后完整的光路图; (2)已经测出AB=l1,OA=l2,S1S2=l3,则折射率n=_______________(用l1、l2、l3表示); (3)若改用宽度比ab更小的玻璃砖做实验,则S1、S2间的距离会______(填“变大”“变小”或“不变”)。 　变小     第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)光线穿过平行玻璃砖的出射光线和入射光线平行,过S1作BS2的平行线,交ad于C点,连接OC,光 路图如图所示。 (2)根据几何关系可知,入射角的正弦值sin i= ,折射角的正弦值sin r= ,根据折射定律 有n= = 。 (3)若玻璃砖的宽度变小,ad边与两条光线的交点距离变小,即BC变小,则S1、S2间的距离也会变小。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2024重庆,5]某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示,其宽度 为16 cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角,当反射光与折射光垂直时, 测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h,就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度,由该方案可 知( ) A.若h=4 cm,则n=  B.若h=6 cm,则n=  C.若n= ,则h=10 cm 　B     D.若n= ,则h=5 cm 第1讲　描述运动的基本概念 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2023全国乙,34(2)]如图,一折射率为 的棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC,AB=AC=l,BC边所 在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜,若这束光被BC边反 射后恰好射向顶点A,求M点到A点的距离。   答案     l 第1讲　描述运动的基本概念 解析　折射率n= ,因为入射光束垂直于BC,所以在AB面上入射角θ1=45°,根据n= = 得,折射角θ2 =30°,则∠BMN=60°,又因∠MBN=45°,得出∠MNB=75°,则光线在BC上的入射角θ=15°,在△AMN中∠ MNA=2θ=30°,∠AMN=90°+30°=120°,则∠MAN=30°,△AMN为等腰三角形。   设AM为d,则MN=d,又因为AB=l,则MB=l-d,在△BNM中,应用正弦定理得 =  得BN= d 再应用余弦定理,BN2=BM2+MN2-2BM·MN cos 60° 第1讲　描述运动的基本概念 代入数据得 =(l-d)2+d2-2(l-d)·d×  得d= l(d= l舍去) 第1讲　描述运动的基本概念 考点2　光的全反射 7.[2025湖南,3]如图,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  　D     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 第1讲　描述运动的基本概念 解析　如图所示,由题意知在A点处折射角为45°,则入射角θ大于45°,在B点没有发生全反射,说明发生 全反射的临界角C>45°,由sin C= ,得n< ,A、B错误;增大入射角θ,光在A点的折射角也增大,折射光线 与圆弧面的交点将移动到B、C之间并向C点靠近,在圆弧面上的入射角减小,不可能发生全反射,C错 误;减小入射角θ,光在A点处的折射角也减小,在圆弧面上的入射角增大,当大于或等于临界角时,会发生 全反射,D正确。   第1讲　描述运动的基本概念 8.[2023湖北,6]如图所示,楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,垂 直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射,OQ边上有光射出部分的长度为  ( )   A. d　　　　　B. d　　　　　C.d　　　　　D. d      　C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　如图所示,在N点发生折射时,由几何关系知入射角为30°,则折射率n= = ,由sin C= 知,全 反射临界角C=45°,OQ边上有光射出部分如图中AB区域,由几何关系可知SD= ,则AB=2SD=d,C正确。   第1讲　描述运动的基本概念 9.[多选题][2023湖南,7]一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设 激光光束与水面的夹角为α,如图所示。他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光 光束,下列说法正确的是 ( )   　BC     A.水的折射率为  B.水的折射率为  C.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 第1讲　描述运动的基本概念 解析　当α等于41°时,入射角为49°,此时刚好发生全反射,由sin C= 得水的折射率n= ,A错误,B正 确;当以α=60°向水面发射激光时,入射角为θ1=30°,设折射角为θ2,则由n= 、n>1可知θ2>30°,则岸上救 援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°,C正确,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 10.[2023浙江6月选考,13]在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体,直角边的长 度为0.9 m,水的折射率n= ,细灯带到水面的距离h=  m,则有光射出的水面形状(用阴影表示)为  ( )  A　     B　     C　     D C          第1讲　描述运动的基本概念 解析　全反射临界角的正弦值为sin C= = ,根据三角函数知识得cos C= , tan C= = ,假设在距 水面h处有一点光源,则其在水面照亮的区域为圆形,如图甲所示,设其半径为R,则tan C= ,解得R=0.3 m。细灯带可看成由一系列点光源组成,由于l sin 45°<R( +1)(l=0.9 m),则有光射出的水面形状如图 乙所示,故选C。        第1讲　描述运动的基本概念 11.[2023山东,16]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≤   第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)激光在M内侧壁上刚好发生全反射时,入射角和反射角最小,在下端面的入射角最大,折射角 即出射的光与竖直方向的偏角最大,则 sin C= ,n=  解得sin θ=  (2)如图所示,激光在M内侧壁刚好发生全反射并从下端面最右端射出,经被测物体反射后刚好射到N下 端面最左端时b最小,刚好射到N下端面最右端时b最大,则bmin= =   bmax= =   则b的取值范围是  ≤b≤   第1讲　描述运动的基本概念 12.[2022全国甲,34(2)]如图,边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面,M为AB边的中点。在截面所 在平面内,一光线自M点射入棱镜,入射角为60°,经折射后在BC边的N点恰好发生全反射,反射光线从CD 边的P点射出棱镜。求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。   答案          a 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设光线从M点进入棱镜时的折射角为θ,在N点发生全反射的临界角为α。从图中可知 α+θ=90° ① 光线从M点进入棱镜的入射角为60°,则由折射定律得n=  ② 光线在N点恰好发生全反射,所以n=  ③ 由①②③得,sin θ= ,cos θ= ,n=  ④ 因为M为AB的中点,AB=a,所以BM=  ⑤ 由几何关系得,BN=  ⑥ NC=a-BN ⑦ PC=NC·tan θ ⑧ 第1讲　描述运动的基本概念 由④⑤⑥⑦⑧得PC= a   第1讲　描述运动的基本概念 13.[2025湖北,13]如图所示,三角形ABC是三棱镜的横截面,AC=BC,∠C=30°,三棱镜放在平面镜上,AC 边紧贴镜面。在纸面内,一光线入射到镜面O点,入射角为α,O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为  。 (1)若α=45°,求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值。 (2)若光线从AB边折射后直接到达BC边,并在BC边刚好发生全反射,求此时的α值。   第1讲　描述运动的基本概念 答案    (1)     (2)60° 思路点拨　     本题中三棱镜的横截面为等腰三角形,有助于推导角度,第(2)问中光线在BC边恰好发生全反射,全反射 的临界角可以通过角度逆推求解。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)当α=45°时,光路如图1所示,光线在镜面发生反射,由反射定律得θ=α=45°,因为∠C=30°,AC= BC,所以∠A=75°,由几何关系可得∠OO'A=30°,所以光在AB边的入射角γ=60°,由折射定律得n= ,解 得折射角的正弦值sin β= 。   (2)如图2所示,因为光经AB边折射后,到达BC边时恰好发生全反射,则有sin δ= = ,解得δ=45°,故∠ BDO'=45°,又因为∠B=75°,所以∠BO'D=60°,则β=30°,由折射定律得n= ,解得sin γ= ,则γ=45°,由几 何关系可得θ=60°,由反射定律得α=θ=60°。 第1讲　描述运动的基本概念 归纳总结     解答光路分析问题的关键是寻找角之间的关系,有三角形内角和等于180°,互余、互补,外角和关系等。 当光从光密介质斜射入光疏介质时必须要判断是否发生全反射,否则光路图可能会出现错误。 第1讲　描述运动的基本概念 14.[2022广东,16(2)]一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如图 所示。一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点。当光束 与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。已知光在空气中的传播速度为 c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。   答案          c 第1讲　描述运动的基本概念 解析　根据题意知该液体全反射临界角C=45° 由n= ,得n=  又由v= ,得v= c 第1讲　描述运动的基本概念 15.[2025安徽,13]如图,玻璃砖的横截面是半径为R的半圆,圆心为O点,直径与x轴重合。一束平行于x轴 的激光,从横截面上的P点由空气射入玻璃砖,从Q点射出。已知P点到x轴的距离为 R,P、Q间的距离 为 R。 (1)求玻璃砖的折射率; (2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向,使激光能在圆心O点发生全反射,求入射光线 与x轴之间夹角的范围。   答案    (1)     (2)0°<θ≤45°或135°≤θ<180° 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)画光路图如图1所示   由几何关系可得α=45°,β=30° 则n= = =  (2)激光能射到圆心O上,说明入射光线一定沿半径方向射入玻璃砖,如图2所示   第1讲　描述运动的基本概念 由sin C= 可得C=45°,由图2可知: θ1=45°,θ2=135° 设入射光线与x轴之间夹角为θ时可以在O点发生全反射,则 0°<θ≤θ1或θ2≤θ<180° 即0°<θ≤45°或135°≤θ<180° 第1讲　描述运动的基本概念 16.[2025山东,15]由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示,器件下表面圆弧以O点为圆心,上表面 圆弧以O'点为圆心,两圆弧的半径及O、O'两点间距离均为R,点A、B、C在下表面圆弧上。左界面AF 和右界面CH与OO'平行,到OO'的距离均为 R。 (1)B点与OO'的距离为 R,单色光线从B点平行于OO'射入介质,射出后恰好经过O'点,求介质对该单色 光的折射率n; (2)若该单色光线从G点沿GE方向垂直AF射入介质,并垂直CH射出,出射点在 GE的延长线上,E点在OO'上,O'、E两点间的距离为 R,空气中的光速为c, 求该光在介质中的传播时间t。 答案    (1)     (2)  第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)如图,连接O、B作过B点的法线,从B点向OO'作垂线BN, 在△OBN和△O'BN中,根据BN= R、OB=R可知 ∠OBN=30°,∠BON=60°,ON= R OB=OO'=R,则∠O'BO= ∠BON=30° 射入B点的光线平行于OO',故入射角i=∠BON=60° 折射角r=∠O'BO=30° 得折射率n= =  第1讲　描述运动的基本概念 (2)设G、E的连线与上表面圆弧的交点为M,过M作法线O'M,如图所示 光线GM的延长线垂直于OO',O'E= R,可知ME= R 光线GM在上表面圆弧上的入射角α=45° 从介质中射入空气的全反射临界角的正弦值sin C= = < =sin 45° 故45°>C,光在M点发生全反射,然后在下表面圆弧发生两次全反射,在上表面圆弧再发生一次全反射,最 第1讲　描述运动的基本概念 后垂直CH射出介质,在介质中的总路程s=2× = R 光在介质中传播的速度v= =  光在介质中传播的时间t= =  易错警示     由于平时练习遇到的立体圆柱介质较多,所以容易误认为题图是立体图,其实题图所示的是介质的截面 图,是平面图。 第1讲　描述运动的基本概念 自主招生 17.[北京大学自主招生]若实心玻璃柱长40 cm,直径4 cm,玻璃的折射率为 ,光从柱的左端正中心射 入,则光最多可以在玻璃柱中全反射_________次。       6     第1讲　描述运动的基本概念 解析　光在玻璃柱左界面处的入射角越大,折射角越大,在玻璃柱上界面处的入射角越小,则光在玻璃 柱中反射次数越多。当光在玻璃柱上界面处恰好发生全反射时,光在玻璃柱中全反射次数最多。由sin C= 可知C=60°,发生第一次全反射时,光沿玻璃柱中心线前进的距离为s1= d tan 60°= ×4×  cm=2   cm,第二次全反射,光沿玻璃柱中心线前进的距离s2=d tan 60°=4  cm,之后每次全反射光沿玻璃柱 中心线前进的距离都为4  cm,所以光最多可以在玻璃柱中全反射次数为N= +1=6(次)。 第1讲　描述运动的基本概念 $