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2026届高考物理一轮复习特训 光的折射和全反射
一、单选题
1．如图所示，半径为R的玻璃球缺，底面半径为球体半径的倍，已知该玻璃的折射率为。现用激光笔从球面上的M点垂直底面射向玻璃球缺，激光束的延长线过底面边缘上的A点。则折射光线与底边的交点到A的距离为( )
A. B. C. D.
2．如图所示为某一光学元件部分结构示意图，玻璃件1和2之间的间隙距离，玻璃件1中心位置O点处的样品等效为点光源，玻璃件1和2的厚度h均为2.0mm。为避免O点发出的光在玻璃件1上表面发生全反射，可在间隙间滴入某一透明油滴填充满，已知两玻璃件的折射率均为1.5，不考虑光在玻璃件中多次反射，取真空中光速，π取3.14，则( )
A.油滴的折射率可小于1.5
B.只要油滴的折射率大于1.5，从O点正上方观察到的像比实际位置高
C.未填充油滴时，O点发出的光在玻璃件1上表面透光面积为
D.填充折射率为1.5的油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间比未填充时要长
3．如图所示，一等边三棱镜ABC放置在水平面内，一束单色光沿某一方向从AB边上的S点水平射入三棱镜，经过三棱镜AB边和AC边两次折射后从P点射出三棱镜。若该单色光在三棱镜内部传播时，光线平行于底边BC。经过三棱镜两次折射后，入射光线和出射光线延长线之间的夹角为，则三棱镜对该单色光的折射率为( )
A. B. C. D.
4．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°
5．如图所示，一个半径为r的圆木板静止在某种液体的表面，在圆木板圆心O的正下方处有一点光源S。已知液体的折射率，下列说法正确的是( )
A.沿圆木板边缘出射的入射光线的入射角为60°
B.沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角为45°
C.水面下降距离后，水面上方恰好看不到S发出的光
D.水面上升距离后，水面上方恰好看不到S发出的光
6．如图所示，圆柱形玻璃杯前侧表面上有a、b、c三点，粗细均匀的铅笔紧靠玻璃杯后侧外壁竖直放置，且在b点正后方。将杯中注满水( )
A.通过b点看到铅笔变细 B.通过b点看到铅笔无变化
C.通过a点看到铅笔向右侧移 D.通过c点看到铅笔向右侧移
7．某同学在测玻璃折射率时，把玻璃砖一边与对齐，但另一条边画得明显过宽，该同学在一侧观察，其它操作符合要求，引起的误差及测量结果正确表述是( )
A.折射角偏大，折射率比真实值小 B.折射角偏小，折射率比真实值大
C.折射角偏大，折射率比真实值大 D.折射角偏小，折射率比真实值小
8．在“测量玻璃的折射率”实验中，所用的玻璃砖如图所示。玻璃砖有4个光学面，其中两面相互平行。此实验中对于玻璃砖入射面和出射面的选择，正确的是( )
A.只能选用两面
B.不能选用两面
C.既可选用两面，也可选用两面
9．如图为老师上课用激光笔测量一半圆形透明玻璃砖折射率时的一个场景，则( )
A.OB为折射光线，当入射光绕O点顺时针转动到一定程度时OA会消失
B.OA为反射光线，当入射光绕O点逆时针转动到一定程度时OA会消失
C.AO为入射光线，当入射光绕O点逆时针转动到一定程度时OC会消失
D.AO为入射光线，当入射光绕O点顺时针转动到一定程度时OC会消失
10．某同学利用盐水溶液进行光学实验，当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小。此时下列四个选项中，单色光在盐水中的光路图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11．某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是( )
A.防窥屏的厚度不影响可视角度θ
B.屏障的高度d越大，可视角度θ越大
C.透明介质的折射率越小，可视角度θ越大
D.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射
12．在桌面上铺上白纸，长方形玻璃砖ABCD放在白纸上，用铅笔画出玻璃砖的轮廓线，然后作出直线MN，让直线MN与玻璃砖的AB边平行。作玻璃砖AD边平行线与CD、AB分别交于O、。拿一支激光笔，让红色激光束从O点以某一入射角射到玻璃砖上，经过玻璃砖两次折射后红色激光束照射到直线MN上的P点，在其他条件不变的情况下，仅取走玻璃砖，红色激光束照射到直线MN上的Q点，是直线OQ与AB的交点，测得，，，则玻璃砖的折射率为( )
A. B. C. D.
二、多选题
13．小张同学协助老师做光学实验，他在实验室发现一颗玻璃球甲和一块长方体玻璃砖乙，他用绿光束照射甲和乙，情形如下：
甲：如图所示，玻璃球的半径为R，绿光束平行于沿AB方向由B点入射玻璃球，经玻璃球内表面一次反射后恰能沿CD射出，CD、AB相互平行，且相距为；
乙：绿光束从长方体玻璃砖上表面入射的光路如图所示，当入射光与玻璃砖上表面所成角时，恰能在右侧面发生全反射，不考虑多次反射。
则以下说法中正确的是( )
A.若换黄光平行于入射甲，仍要保证光线平行射回，则入射点须从B点顺时针移动少许
B.若换紫光平行于入射甲，则射入玻璃珠的光有可能在球内表面发生全反射
C.若换紫光按原方向入射乙的同一点，则射出玻璃砖的紫光可能与入射光平行
D.甲和乙的材质一样
14．冰雕展上有一块边长为1m的立方体冰块，冰块上表面中心为O点，下底面中心为点。在处安装了一盏灯，该灯可视为点光源，发出某种单色光。已知冰块对该单色光的折射率为，不考虑二次反射，下列说法正确的是( )
A.单色光在冰块中发生全反射的临界角为45°
B.四个侧面有光线出射的区域面积总和为
C.上表面有光线出射的区域面积为
D.沿向下观察，灯的位置比实际位置高
15．光的反射、折射及全反射是自然界中很常见的现象，在一次实验课上，某小组进行了实验：将一束单色细光束由空气（视为真空）沿着半径方向射入一块半圆柱形透明体，如图甲所示，对其从圆心O点射出后的折射光线的强度用相应传感器进行了记录，发现从O点射出的折射光线的强度随着夹角θ的变化而变化，变化情况如图乙的图线所示，则下列说法正确的是( )
A.在角θ小于时，在O点处既有反射光，又有折射光
B.圆柱形透明体对该单色光的全反射临界角为
C.圆柱形透明体对该单色光的折射率为2
D.圆柱形透明体对该单色光的折射率为
16．如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
三、填空题
17．为帮助如图（a）所示在井底正中央“坐井观天”的青蛙拓宽视野，某同学设计了图（b）所示的方案，在的圆柱形井中注满透明液体。将青蛙视为质点，则该方案中：注入液体的折射率__________（填“较大”或“较小”）时，观察范围较大；当注入液体的折射率等于__________时，观察范围最大：
18．手机发出的电磁波首先由附近基站将其转换为高频光脉冲，通过光导纤维传输到目标基站，再转换为电磁波被目标手机接收。图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝的长，玻璃丝的折射率，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度。
(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，光线在端面AB上的入射角α应满足的条件是什么？
(2)光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间为______s。
四、实验题
19．如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形是它的一个截面，，，将单色光束a射入到P点，若入射角，a光折射后恰好射到的中点，已知，。求：
（1）透明长方体的折射率；
（2）若要使a光束在面上发生全反射，的范围。
五、计算题
20．如图所示，某L形透明材料的折射率。现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为θ。为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求θ的最大值。
21．墨子被誉为我国古代“科圣”，在其思想精华《墨经》中云：“景之小大，说在杝正远近”，对影子大小影响因素进行了阐述。如图为一透明材质的长方体纵截面，一束平行光以的入射角照射在上表面，AB为一长为L的不透光装饰长条（厚度不计），在长方体的左侧壁形成的影子CD长为。已知光在真空中的传播速度为c。求：
(1)透明材料的折射率；
(2)照射到D点比到C点的光在长方体中传播多用的时间。
参考答案
1．答案：D
解析：设球半径为R，球冠底面中心为，连接，则垂直AB，设，则可知已知，所以设图中N点为光线在球冠内地面上的反射点，光路图如图所示
设光线在M点的入射角为i，折射角为r，由于等边三角形，所以入射角由折射定律得代入数据得则故故选D。
2．答案：B
解析：A.由于发生全反射时，首先要满足从光密介质进入到光疏介质，因此要使光在玻璃件1上表面界面不发生全反射，油滴的折射率必须大于玻璃件1的折射率，即油滴的折射率应大于1.5，故A错误；
B.只要油滴的折射率大于1.5，则光从玻璃件1进入到油滴中时，折射角小于入射角，此时逆着折射光线看上去，O点的位置比其实际位置要高些，故B正确；
C.光线在玻璃件1中发生全反射的临界角
设未填充滴油时，O点发出的光在玻璃件1上表面透光圆的半径为r，由几何关系
联立解得
故未填充油滴时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为，故C错误；
D.当光从O点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光从O点传播到玻璃件2的最短时间为
填充油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间为
填充油滴后，光从O点传播到玻璃件2的最短时间比未填充时要长的时间为，故D错误。
故选B。
3．答案：B
解析：如图所示
由光路图可知入射角，折射角，根据折射定律可得，故选B。
4．答案：B
解析：由折射定律可知光线射入玻璃时的折射角r满足，解得，光路图如图所示，则由几何知识可知，该光线从圆柱体中射出时与竖直方向的夹角，B正确。
5．答案：C
解析：设沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角为，入射光线的入射角为，根据几何知识有入射角的正弦值为，由折射定律有，解得，AB错误；刚好发生全反射时，，此时光源与O点距离，故水面下降后水面上方恰好看不到S发出的光，C正确，D错误。
6．答案：D
解析：AB.由图知道，圆柱形玻璃杯装有水，其中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，所以，当将铅笔靠近玻璃杯的后面，相当于将铅笔放在凸透镜的1倍焦距以内，故能看到一个正立放大的铅笔虚像，故通过b点看到铅笔变粗，故AB错误；
C.通过a点看到铅笔的光路图如图，沿着折射光线的反向延长线找到虚像向左移动，故C错误；
D.与C同理，通过c点看到铅笔的虚像向右移动，故D正确。
故选D。
7．答案：A
解析：如图所示
实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据
因此测得的折射率偏小。
故选A。
8．答案：C
解析：应用插针法测玻璃的折射率实验时，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针，透过玻璃砖观察大头针的像，调整视线方向，直到挡住的像；再在观察的这一侧插两枚大头针，使挡住的像，挡住及的像，记下、的位置，由图所示玻璃砖可知，实验时可以用任意两面进行实验。
故选C。
9．答案：C
解析: AB.由反射角与入射角相等，反射光线与入射光线分居法线两侧，折射角与入射角不等，折射光线与入射光线分居法线两侧，可知AO为入射光
线，CO为折射光线，故AB错误;
CD.由图可知，入射角小于折射角，即光从光密介质进入光疏介质;根据全反射条件:光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界
角;由光的传播情况，结合全反射条件，可知当入射光线绕O点顺时针转动时，入射角减小，折射角也减小，折射光线不会消失;当入射光
绕O点逆时针转动时，入射角增大，折射角也增大，当入射角大于临界角时，折射光线CO会消失，故D错误，C正确
故选C。
10．答案：B
解析:光在不同介质中传播时，会发生折射现象。因为当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小，所以盐水从上到下折射率逐渐增大。根据折射定律可知，当光从折射率小的介质进入折射率大的介质时，折射光线会越来越靠近法线。
故选B。
11．答案：A
解析：A.因屏障的高度一定，则从光源发出的光射到界面时的最大入射角一定，则可视角度θ也是一定的，防窥屏的厚度不影响可视角度θ，选项A正确；
B.若屏障的高度越大，即d越大，则入射角变小，根据折射定律可知，其折射角变小，可视角度θ变小，选项B错误；
C.因可视角度θ是光线进入空气中时折射角的2倍，故透明介质的折射率越小，空气中的折射角越小，可视角度θ越小，选项C错误；
D.防窥屏实现防窥效果主要是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光的入射角都小于临界角，没有发生全反射，选项D错误。
故选A。
12．答案：A
解析：设
，，
设在O点时，光线入射角为α、折射角为θ，根据折射定律有
由于玻璃砖使光线发生侧移，如图所示
则
，
所以三角形是等腰直角三角形
，
联立解得
故选A。
13．答案：AC
解析：A.在玻璃中的折射率，又因为折射角β一样，入射角θ需增大，故光线的入射点顺时针移动一点。故A正确；B.经玻璃球内表面一次反射后恰能沿CD射出，表明绿光钢刚好能在出射界面发生全反射。根据紫光在玻璃中的折射率比绿光大，紫光二次入射至界面的入射角更小，根据光路的可逆性，不会发生全反射，故B错误；C.若换紫光按原方向入射忆的同一点，因为紫光在乙中的折射率比绿光大，更容易发生全反射；经过两次全反射后，则射出玻璃砖的紫光可能与入射光平行，故C正确；D.画出光路图，再根据几何关系求得（如图甲）（如图乙）解得所以，甲和乙材质不一样。故D错误；故选AC.
14．答案：ABD
解析：A设单色光在冰块中发生全反射的临界角为C，则有解得故A正确；B.光照到一个侧面的光路，如图所示
由几何关系可知刚好等于全反射的临界角，即光线在两点发生全反射：同理，因全反射的临界角，故光线在侧面直线MN上D的点恰好发生全反射，即入射角故在侧面上光线出射区域是一个半圆，且半径为，对于一个侧面，根据几何关系有故四个侧面有光线出射的区域面积总和为故B正确；C.如图所示
在直角三角形中，根据几何关系可得则所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时都能从上表面射出，则上表面有光线出射的区域面积为故C错误；D.实深是，设视深为h，作出光路图如图所示
由图可知，即沿向下观察，灯的位置比实际位置高，故D正确。故选ABD。
15．答案：BD
解析:A.从图像中可以看出角0小于时，没有折射光，A错误；
B.当时，即入射角为时，折射光线强度为零，故此时发生全反射，B正确；
CD.因为全反射临界角为，又
C错误，D正确。
故选BD。
16．答案：BD
解析:因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足，所以。作光路图如图所示。因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角
故在AB面上发生全反射，反射光线射到AC面时，由几何关系可知入射角
所以在AC面上既有反射光线又有折射光线。由得
所以该折射光线与棱镜AC面夹角为；又因从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为，所以从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为。
故选BD。
17．答案：较大；
解析：光线由空气射入液体中，由几何关系可知折射角，根据
折射角一定时，折射率n越大，则入射角i越大，则观察范围越大，当入射角为时可得
18．答案：(1)
(2)
解析：（1）由光的折射定律，可得
因为，所以
当（临界角）时光在玻璃界面处发生全反射，光通过长玻璃丝，如图所示
由于
则有
整理可得
解得
联立解得，
代入数据可得
（2）光在玻璃中的速度
设光在玻璃丝中传播的总路程为s，则有
玻璃丝长
联立解得
因为，显然，当时t最大，故有
代入数据解得
19．答案：（1）；（2）
解析:(1)a光折射后恰好射至AD面上的中点，如图所示
根据几何关系可知：
由折射率公式：
解得，a光在介质中的折射率：
（ii）设a光束在AD面上刚好发生全反射，则有：
解得：，由数学关系
由折射率，解得：
当折射光线刚好射到D点时，有
由解得：
所以，a光束在AD面上发生全反射，的范围为
20．答案：60°
解析：为使光射到AB面时不射入空气，故光在AB面发生全反射，由，且，得
21．答案：(1)
(2)
解析：（1）作出光路图如图所示
入射角，折射角为r，过C作左侧壁的垂线交于E，易知
则
根据几何关系可知，，
可得透明材料的折射率
（2）光在透明材料中的速度
照射到D点比到C点的光在长方体中传播多用的时间
解得
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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