高考物理全反射试题经典

高考物理考点《光的反射、折射、全反射》真题练习含答案1．[2024·江苏省南通市如皋市教学质量调研]如图所示，半圆形玻璃砖的圆心为O，半径为R，O、P两点间的距离为33R.一束单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则玻璃砖的折射率为()A． 2 B．2C． 3 D．3答案：A解析：单色光从P点以45°角射入玻璃砖，出射光线和入射光线平行，则有折射光线与垂直OP的夹角相等，则光线在玻璃砖中的光路图如图所示，由折射定律可得n＝sin θsin α，由几何关系可知sin α＝OPOP2＋R2＝12，联立解得n＝ 2 ，A正确，B、C、D错误．2．[2024·广西南宁市、玉林市摸底考试]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中心垂直射入，经2.5×10－8s由另一底面圆心射出．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3×108m/s)则光通过透明材料的时间为()A．2.5×10－8s B．3.3×10－8sC．3.125×10－8s D．4.95×10－8s答案：C解析：设光在该材料中传播速度为v，由L＝vt，解得v＝Lt＝2.4×108m/s，由n＝cv可知n ＝1.25.设全反射临界角为C ，则sin C ＝1n ＝0.8，光刚好发生全反射，可知光在透明材料中的路程为s ＝L sin C ＝7.5 m ，则t′＝s v ＝7.52.4×108s ＝3.125×10－8 s ，C 正确．3．[2024·河北省邯郸市九校联考]如图所示，水面上漂浮一半径为R ＝0.25 m 的圆形荷叶，O 点为荷叶的圆心，一只小蝌蚪从距水面h ＝724m 的A 点以速度v ＝0.05 m /s 向下运动，A 点在O 点的正下方，已知水的折射率为43 ，则在小蝌蚪向下运动过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为( )A ．572 sB ．576 sC ．573 sD ．574 s答案：B解析：由全反射角公式和几何关系，有sin C ＝1n ＝34 ，tan C ＝37 ，在小蝌蚪竖直向下运动过程中，如图所示，小蝌蚪从A 点到B 点过程中，在水面之上看不到小蝌蚪，有AB ＝R tan C －h ＝724 m ，则在水面之上看不到小蝌蚪的时间为t ＝AB v ＝576s ，B 正确．4．[2024·山东省淄博市期末考试](多选)为取得良好的保温效果，一窗户安装了双层平行玻璃，双层玻璃由厚度均为d 的单层玻璃组成，两玻璃板平行且中间有空气．如图所示，一束光线从窗外射入室内，入射光线与玻璃面的夹角θ＝37°，光线通过双层玻璃后出射光线与入射光线会有一个偏移量(两光线的垂直距离)，玻璃的折射率n ＝43 ，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则( )A ．这束光进入玻璃后折射角的正弦值为35B ．这束光进入玻璃后折射角的正弦值为920C ．这束光从室外到室内的偏移量为910 dD ．这束光从室外到室内的偏移量为710 d答案：AD解析：光线射入玻璃面的入射角i ＝90°－θ＝53°，射入玻璃的折射角为r ，根据光的折射定律可得n ＝sin i sin r ，解得sin r ＝sin 53°43 ＝35，A 正确，B 错误；如图，由光路的可逆性可知，空气中的光线都是平行的，玻璃中的光线也是平行的，设光线通过第一块玻璃光线的侧移量为Δx 1，光线通过第二块玻璃光线的侧移量为Δx 2，根据光路图中的几何关系可得Δx 1＝Δx 2，则出射光线相对于入射光线的侧移量Δx ＝2Δx 1＝2d cos r sin (i －r)＝710 d ，C 错误，D正确．5．[2024·河北省邯郸市九校联考]宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验．某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块横截面为环形、折射率为n ＝ 2 的玻璃砖模拟光的传播，如图所示，玻璃砖的内径为R 、外径为2R.一束单色光在截面上的A 点以入射角i 射入玻璃砖，恰好在玻璃砖内壁的B 点发生全反射(图中B 点未画出)，光在真空中传播的速度为c ，求：(1)入射角i 的正弦sin i ；(2)该单色光从A 点传播到B 点所用时间(结果可以带根号). 答案：(1)12 (2)（7－1）R c解析：(1)在△ABO 中，∠ABO ＝α，∠BAO ＝β，∠BOA ＝θ，如图所示，设玻璃砖的折射率为n ，根据题意可得sin C ＝1n根据折射定律可得n ＝sin isin β ，sin α＝sin C在△ABO 中，根据正弦定理可得2R sin α ＝Rsin β解得sin i ＝12(2)因为n ＝ 2 ，n ＝sin i sin β ，sin β＝122 ，sin C ＝12 ，θ＝C －β所以得sin θ＝7－14在△ABO 中，根据正弦定理可得R sin β ＝ABsin θ且有v ＝cn该单色光从A 点传播到B 点所用时间为t AB ＝AB v解得t AB ＝（7－1）Rc .。

高考物理专题复习：光的全反射一、单选题1．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则（）A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气不会发生全反射D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大2．如图所示的长玻璃体，AB面平行于CD面，端面AC与CD面的夹角为45°，玻璃的折射率n A C面进入玻璃并向另一端无损失地传输，则图中α角的范围应是（）A．0°<α≤30°B．0°<α≤90°C．0°<α≤60°D．0°<α≤45°3．一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n ，其横截面如图所示，O表示半圆柱形横截面的圆心。

一束极窄的光束从AOB边上的A点以与竖直方向成60°角入射，已知真空中的光速为c，则光从进入透明体到第一次离开透明体所经历的时间为（）A．RcB．nRcC．3RcD．3nRc4．自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光照反射回去，某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜（折射率n组成，棱镜的横截面如图所示，一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是（）A ．平行于AC 边的光线①B ．平行于入射光线的光线②C ．平行于CB 边的光线③D ．沿AB 边的光线④5．下列现象中，能用光的直线传播规律解释的是（ ） A ．雨后彩虹B ．水中“月亮”C ．墙上手影D ．海市蜃楼6．如图所示，一个玻璃是由半径为2m 、弧度为210°的优弧AB 构成，其折射率为2。

该玻璃有一特殊功能：在弧AB 上不能射出玻璃的光线将自动被玻璃吸收，能射出的光线一部分从玻璃射出，另一部分发生反射；在线段AO 上，若光线接触AO 端，将立即被全部吸收。

选修1高中物理高中物理-全反射测试题一、全反射 选择题1．在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状(如图所示)．已知此光纤长度为L ，圆台对应底角为θ，折射率为n ，真空中光速为c ．现光从下方垂直射入下台面，则( )A ．光从真空射入光纤，光子的频率不变B ．光通过此光纤到达小截面的最短时间为L cC ．从上方截面射出的光束一定是平行光D ．若满足1sin nθ>，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出 2．如图所示，EOFGC 为某种透明介质的截面图，EC 是半径为R 的四分之一圆弧，OFGC 是一个正方形AB 为足够大的水平屏幕并紧贴介质的底面，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O ，该介质对红光和紫光的折射率分别为1223,23n n ==，设光在真空中的速度为c ，则A ．红光在介质中的传播速度为22红=v c B ．随着角度α逐渐变大的过程中，紫光和红光依次发生全反射C ．当53α︒=时，光在屏幕AF 上出现了两个亮斑，则这两个亮斑之间的距离为39146-R D ．红光在玻璃中的频率比空气中的频率大3．如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k 倍(01)k <<。

若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的()21k -倍，则该材料折射率至少为（ ）A ．62B ．2C ．1.5D ．24．如图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o 、半径为R 的扇形OAB 、一束平行光平行于横截面，以45o 入射角射到OA 上，OB 不透光，若考虑首次入射到圆弧AB 上的光，则AB 上有光透出的部分的弧长为（ ）A ．16R π B ．14R π C ．13R πD ．512R π 5．中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子．涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a 、b 时两种不同频率的单色光，则两光A ．在同种玻璃种传播，a 光的传播速度一定大于b 光B ．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b 光侧移量大C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光6．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示．图丙是这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R,高为2R的长方体，一束该单色光从左侧'A点沿半径方向，且与长方体的长边成37︒角射入透明体．已知光在真空中的传播速度为c,以下说法中正确的是（）A．该透明材料的临界角是37︒B．该透明材料的临界角是53︒C．光线在透明长方体中运动的总时间为25 2 R cD．该透明材料的折射率为5 37．黄、红、绿三种单色光以相同的入射角到达介质和空气的界面.若黄光恰好发生全反射，则()A．红光一定能发生全反射B．绿光一定能发生全反射C．红光在介质中的波长比它在空气中的波长短D．三种单色光相比，绿光在该介质中传播的速率最大8．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率为v的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空．已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为3，则下列说法正确的是__________．A．激光束在C点的入射角α＝60°B．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐减小C．改变入射角α的大小，激光束可能在C处发生全反射D．改变入射角α的大小，激光束不可能在D处发生全反射E.此激光束在玻璃中穿越的时间为t＝3Rc（其中c为光在真空中的传播速度）9．如图所示，置于空气中的厚玻璃板，AB 、CD 分别是玻璃板的上、下表面,且AB ∥CD .光线经AB 表面射向玻璃砖，折射光线射到CD 表面时，下列说法正确的是( )A ．不可能发生全反射B ．有可能发生全反射C ．只要入射角i 足够大就能发生全反射D ．不知玻璃折射率，无法判断10．如图所示，一个厚度cm 303d =的军事设施，观察孔宽度L =60cm 。

第35讲光的折射和全反射折射率及折射定律的应用1.(多选)由a、b两种单色光构成的复色可见光从水中斜射入空气中的光路图如图所示,关于a、b两种单色光,下列说法正确的是(AC)A.a光的频率小于b光的频率B.从同种介质中斜射入空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角C.在同种介质中传播时,a光的传播速度大于b光的传播速度D.在相同条件的双缝干涉实验中,a光的相邻亮条纹间距比b光的相邻亮条纹间距小[解析] 由光路图可知,b光的偏折程度大于a光的偏折程度,则b光的折射率大于a光的折射率,b光的频率大于a光的频率,选项A正确;根据sin C=1可知,从同种介质中斜射入空气发生n可知,在同种介质中传播时,a 全反射时,b光的临界角小于a光的临界角,选项B错误;根据n=cvλ可知,光的传播速度大于b光的传播速度,选项C正确;b光波长小于a光的波长,根据Δx=ld在相同条件的双缝干涉实验中,b光的相邻亮条纹间距比a光的相邻亮条纹间距小,选项D错误.光的全反射2.(多选)水下一点光源发出a、b两单色光,人在水面上方向下看,水面中心Ⅰ区域有a光、b 光射出,区域Ⅱ只有a光射出,如图所示.下列判断正确的是(AB)A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a光的折射角小B.在真空中,a光的波长大于b光的波长C.水对a光的折射率大于对b光的折射率D.水下b光不能射到图中Ⅱ区域[解析] 根据题述可知,b 光发生全反射的临界角较小,由sin C =1n 可知,水对b 光的折射率较大,对a 光的折射率较小,a 、b 光从Ⅰ区域某点倾斜射出时,a 光的折射角小,A 正确,C 错误;由折射率随光的频率的增大而增大可知,a 光的频率较小,波长较长,B 正确;水下b 光能射到题图中Ⅱ区域,由于水下b 光在题图中Ⅱ区域发生了全反射,故Ⅱ区域只有a 光射出,D 错误. 3.如图是半径为R 的半圆形玻璃砖,一束单色光从A 点射入玻璃砖,在直径面上发生全反射,最终从B 点射出玻璃砖(B 点位置未标出),已知出射光与入射光之间互相垂直,真空中光速为c ,则 ( D )A .玻璃砖的折射率为√2B .光在玻璃砖内的速度为√32cC .光在玻璃砖中发生全反射的临界角为π3D .光在直径面上的全反射点P 与O 点的距离为√2R2[解析] 如图,在A 处发生折射,有sin60°sinr=n ,在P 处的入射角θ=15°+r ,入射光与出射光相互垂直,m 、l 两法线垂直,θ=45°,r =30°,n =√3,故A 错误;根据v =cn ,代入数据得v =√33c ,故B 错误;临界角的正弦值sin C =1n =√33,故C 错误;由图可知AQ ⊥QP ,所以AQ =QP =R sin 75°,QO =R cos75°,OP =QP -QO =R sin 75°-R cos 75°=√22R ,故D 正确.光的折射和全反射的综合应用4.如图甲所示的光学仪器,是被广泛用来进行图形翻转的“道威棱镜”示意图.棱镜的横截面OABC 是底角为45°的等腰梯形,高为a ,上底AB 边长为2a ,下底OC 边长为4a ,已知棱镜材料的折射率n =√2,真空中光速为c.(1)一束光线平行AB 从OA 边射入棱镜,如图乙所示,请论证OC 面是否有光线射出棱镜.(2)一束光线垂直于OC 边射入棱镜,如图丙所示,求该光线在棱镜中的传播时间t.[答案] (1)见解析 (2)4√2ac[解析] (1)根据n =sinisinr ,i =45°解得r =30° 所以α=75° 根据sin C =1n解得C =45°<α在OC 面发生全反射,没有光线射出棱镜 (2)光路图如图所示根据几何知识得,光在棱镜中通过的路程s =4a ,由n =cv 可得v =cn 故t =sv =4√2ac5.一块玻璃砖的横截面如图所示,以虚线为界,左边部分是半径为R =10 cm 的半圆,右边部分是一个等腰直角三角形.现有一束平行光垂直投射在整个直角边AC 上,已知这种玻璃的折射率n =53,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)这束光进入玻璃砖第一次投射到斜边AB 上时,能否发生折射穿出玻璃砖?并简述理由. (2)这束光经AB 边反射后,有一部分能从圆弧边射出,试求其在玻璃砖内传播的最短路程.[答案] (1)不能理由见解析(2)28 cm[解析] (1)设光在这种玻璃内发生全反射的临界角为C,由sin C=1n =35,有C=37°这束光投射到斜边AB上时,入射角为45°,大于临界角C,发生全反射而不能穿越AB边.(2)依题意,作出光路图如图所示任一条光线在虚线右边的路程均为x+y,由几何关系,有x+y=2R光线在虚线左边的路程s'=R cos αα为光线在圆弧边界上的入射角.在能够穿出圆弧边界的光线中,α的上限为37°所以s'min=R cos 37°=0.8R所以s min=x+y+s'min=2.8R=28 cm。