2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)：光的折射和全反射（含解析）

2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題卷：光的折射和全反射

一、單選題

1.虹和霓是太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻

璃球來(lái)說(shuō)明.兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成4W和

P0兩條彩色光帶，光路如圖所示.下列關(guān)于照到拉、N、尸、0點(diǎn)的單色光的說(shuō)法中正

確的是（）

MNPQ

A.M、N、尸、。點(diǎn)的光的白光顏色分別為紫、紅、紫

B.M點(diǎn)的光的折射率比N點(diǎn)的光小

C.在同一雙縫干涉裝置上做實(shí)驗(yàn)，用尸點(diǎn)的光得到的干涉圖樣的亮條紋寬度比用。點(diǎn)

的光得到的干涉圖樣的亮條紋窄

D.水中相同深度處有兩個(gè)光源，其顏色分別與P、。兩點(diǎn)的光同色，在其正上方的水

面上，同等條件下觀測(cè)，與0點(diǎn)光同色的點(diǎn)光源在水下的像更深

2.翠鳥(niǎo)的食物以魚(yú)類為主，翠鳥(niǎo)入水之后是憑借觸覺(jué)來(lái)抓捕獵物的，因此在入水之

前，翠鳥(niǎo)會(huì)先看清楚魚(yú)的位置，在時(shí)機(jī)成熟時(shí)張開(kāi)翅膀，以俯沖的姿勢(shì)，快速地沖入

水中將獵物捕獲.若開(kāi)始時(shí)翠鳥(niǎo)停在距離水面L5m高的葦稈上，看到與水面成37。的

方向有一條魚(yú)，魚(yú)的實(shí)際位置在水面下方40cm處.已知水對(duì)光線的折射率為？，

3

sin370=0.6,cos370=0.8,貝U()

A.魚(yú)看到的翠鳥(niǎo)比實(shí)際位置要高

B.魚(yú)的實(shí)際深度比翠鳥(niǎo)觀察到的要淺

C.如圖所示，魚(yú)在水中看到岸上所有景物都會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，。角最大值

為37°

D.魚(yú)距離翠鳥(niǎo)的實(shí)際水平距離為2m

3.如圖所示為一半徑是R的固定半圓柱形玻璃磚的橫截面，。點(diǎn)為圓心，為水平

直徑九W的垂線，足夠大的光屏00水平且與"N間豎直距離為凡0。的延長(zhǎng)線垂直

PQ,一束包含各種頻率的復(fù)色光沿半徑方向與0。成。=30。角射向。點(diǎn)，已知復(fù)色

光包含折射率從々=&到〃2=G的光束，因而光屏尸。上出現(xiàn)了彩色光帶，下列說(shuō)法

A.P、工兩點(diǎn)間的距離為R

B.折射率為〃2的光束穿過(guò)半圓柱形玻璃磚后的折射角為60°

C.彩色光帶的寬度為(V3-1)7?

D.當(dāng)復(fù)色光入射角。逐漸增大，光屏尸。上的彩色光帶將變成一個(gè)光點(diǎn)，。為60°時(shí)

會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象

4.豎立的櫥窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墻體內(nèi).如圖甲所示，某同學(xué)的測(cè)量過(guò)程如

下：激光筆發(fā)出細(xì)激光束以入射角。照射玻璃，反射后在豎直的紙板上出現(xiàn)幾個(gè)亮度

不同但間隔均勻的亮斑，測(cè)出相鄰亮斑間的距離x,改變?nèi)肷浣嵌?，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，

以好，為縱坐標(biāo)、*為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)后擬合出直線，如圖乙所示，測(cè)出圖線橫軸

截距為a=6.25x102m-2,縱軸截距為6=2.25.下列說(shuō)法正確的是（）

A.該玻璃對(duì)該激光的折射率為〃=1.5

B.該櫥窗玻璃的厚度為6cm

C.減小。角，紙板上相鄰亮斑間的距離增大

D.僅換用頻率較小的激光，紙板上相鄰亮斑間的距離減小

5.導(dǎo)光管采光系統(tǒng)是一套采集自然光并經(jīng)管道傳輸?shù)绞覂?nèi)的采光系統(tǒng)，如圖為過(guò)裝置

中心軸線的截面.上面部分是收集陽(yáng)光的半徑為R的某種均勻透明材料制成的半球形采

光球，。為球心，下面部分是內(nèi)側(cè)涂有反光涂層的導(dǎo)光管，"N為兩部分的分界面，

M、N為球面兩點(diǎn).若一束平行"N且與"N相距力=左尺的細(xì)光束從空氣入射到采光

2

球表面時(shí)，經(jīng)折射綠光恰好照射到N點(diǎn)，光在真空中的傳播速度為c.則（）

B.紅光一定能從N點(diǎn)上方射出

C.紫光有可能直接折射經(jīng)過(guò)。點(diǎn)

D.要使光束在導(dǎo)光管中發(fā)生全反射，涂層折射率應(yīng)小于管壁折射率

6.如圖所示，一束單色光以與三棱鏡4B面成45。角的方向斜射到4B面上的。點(diǎn)，

折射光線照射到ZC面恰好發(fā)生全反射，全反射后的光線直接照射到5點(diǎn)，已知玻璃

病對(duì)該單色光的折射率為血，DB=d,光在真空中傳播速度為c,下列說(shuō)法正確的是

A.該單色光在三棱鏡中的全反射臨界角為30°

B.三棱鏡頂角44=15。

C.光從。點(diǎn)傳播到5點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為（1+G）d

D.光從。點(diǎn)傳播到B點(diǎn)所用的時(shí)間為（0+庭）”

7.如圖所示，落山的太陽(yáng)看上去正好在地平線上，但實(shí)際上太陽(yáng)已處于地平線以下,

觀察者的視覺(jué)誤差大小取決于當(dāng)?shù)卮髿獾臓顩r。造成這種現(xiàn)象的原因是（）

A.光的反射B.光的折射C.光的直線傳播D.小孔成像

8.折射現(xiàn)象中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.折射角一定小于入射角

B.折射率跟折射角的正弦值成反比

C.折射角增大為原來(lái)的2倍.入射角也增大為原來(lái)的2倍

D.折射率大的介質(zhì)、光在其中傳播的速度小

9.在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體（）

A.比物體所處的實(shí)際位置高B.比物體所處的實(shí)際位置低

C.跟物體所處的實(shí)際位置一樣高D.以上三種情況都有可能

10.一束光線從空氣射向折射率為1.5的玻璃，入射角為45。，下面光路圖中正確的是

()

11.如圖所示，一空心玻璃球外半徑為5R,內(nèi)半徑為3尺玻璃球內(nèi)部為真空，一束

單色光從外球面上的z點(diǎn)以與z。連線成z.角射入球中。已知玻璃的折射率為之，真空

2

中光速為c,不考慮發(fā)生折射處的反射光.下列分析正確的是()

A.光在玻璃中的傳播速度為1.5c

B.入射角的正弦值sini=0.55時(shí)光可以在內(nèi)球表面發(fā)生全反射

C.入射角的正弦值sini=0.9時(shí)折射光線和內(nèi)球表面相切

D.和內(nèi)球相切的光線在玻璃球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為竺

12.如圖所示，圖中陰影部分Z5C為真空中一折射率〃=2的透明材料做成的光學(xué)元

件的橫截面，ZC為一半徑為R的四分之一圓弧，在圓弧面圓心。處有一點(diǎn)光源，

48co為正方形，若只考慮首次從ZC直接射向48、的光線，光在真空中的光速為

C,貝U()

A.點(diǎn)光源發(fā)出的光射到Z8面上的最長(zhǎng)時(shí)間為回

C

B點(diǎn)光源發(fā)出的光射到Z8面上的最長(zhǎng)時(shí)間為2(0T"

c.必處面有光射出的區(qū)域總長(zhǎng)度為半火

D.AB,面有光射出的區(qū)域總長(zhǎng)度為R

二、多選題

13.一位潛水愛(ài)好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激

光光束與水面的夾角為a,如圖所示.他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)a大于41。時(shí)，岸上救援人員才能

收到他發(fā)出的激光光束，下列說(shuō)法正確的是（）

岸上救援人員

A?水的折射率為焉

B.水的折射率為」一

sin49°

C.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小

于60°

D.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大

于60°

14.“球鼻艄”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行

時(shí)，球鼻艄推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對(duì)輪

船的阻力.下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是（）

船首

球鼻腦推起的波

船首推起的波

球鼻腦

A.插入水中的筷子，看起來(lái)折斷了B.陽(yáng)光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋

C.駛近站臺(tái)的火車，汽笛音調(diào)變高D.振動(dòng)音叉的周圍，聲音忽高忽低

15.如圖所示，一教師用側(cè)面開(kāi)孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn).

瓶?jī)?nèi)裝有適量清水.水從小孔中流出后形成了彎曲的液流.讓激光水平射向小孔，使光束

與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播.下列操作中，有助于

光束更好地沿液流傳播的是（）

A.改用折射率更小的液體B.提升瓶?jī)?nèi)液面高度

C.改用折射率更大的液體D.增大激光器與小孔之間的水平距離

三、填空題

16.一束紅光從空氣射入玻璃，光路圖如圖所示，則玻璃的折射率為0若改用

綠光在同一位置同一角度從空氣中入射，出射光線可能是（選填“①”、“②”或

“③”）

、^、，空氣,

\玻璃

①②③

17.如圖，真空中一條直徑1cm、長(zhǎng)5m的圓柱形棒用折射率為的透光材料制

成。一細(xì)束激光由其左端的中心點(diǎn)以4=45。的入射角斜射入棒中，則第一次折射的折

射角為,該束激光在棒中（填“能”或“不能”）發(fā)生全反射，該激光

在棒中傳輸所經(jīng)歷的時(shí)間約為s（本格計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

四、計(jì)算題

18.如圖所示，一束光線以60。的入射角照射到水平放置的平面鏡/上，反射后在上

方與平面鏡平行的光屏上留下一光點(diǎn)P.現(xiàn)將一塊上下表面平行的透明玻璃磚放到平面

鏡/上（如圖中虛線框所示），則從玻璃磚的上表面射入的光線經(jīng)平面鏡反射后再?gòu)?/p>

玻璃磚的上表面射出，打到光屏上的。點(diǎn)，。在P點(diǎn)的左側(cè)86cm處，已知玻璃病對(duì)

光的折射率為求：光在玻璃磚內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多長(zhǎng)？（光在真空中的傳播速度

c=3.0xl08m/s）

參考答案

1.答案：A

解析：在白光色散成的七色光中紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，根據(jù)折射定

律知白光進(jìn)入玻璃球折射后紅光的折射角較大，由玻璃球出來(lái)后將形成光帶，而兩端

分別是紅光和紫光，根據(jù)光路圖可知"、N、尸、。點(diǎn)的光的顏色分別為紫、紅、紅、

紫，故A正確，B錯(cuò)誤.P點(diǎn)的光是紅光，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，則用尸點(diǎn)的光得到的干涉圖樣的

條紋寬度較0點(diǎn)的光更寬，故C錯(cuò)誤.在尸、0正上方的水面上，同等條件下觀測(cè)，與

尸點(diǎn)的光同色的點(diǎn)光源在水面折射時(shí)的折射角最小，看到的像更深，故D錯(cuò)誤.

2.答案：A

解析：因?yàn)楣饩€從空氣射向水面，由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角小于入射角，所

以魚(yú)的實(shí)際深度比翠鳥(niǎo)觀察到的要深，根據(jù)光路可逆原理可知，魚(yú)看到的翠鳥(niǎo)比實(shí)際

位置要高，故A正確，B錯(cuò)誤；岸邊景物發(fā)出或反射的光，在水面以掠射方式入射時(shí)

（接近90。入射），光線會(huì)發(fā)生折射再進(jìn)入魚(yú)的眼睛里，魚(yú)逆著折射光線觀察岸上的

景物時(shí)，岸上景物的像全部都呈現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，根據(jù)光路可逆與全反射原理

可知，發(fā)生全反射的臨界角C滿足sinC=^=3〉0.6,則C="37。，故C錯(cuò)誤；根

n4

據(jù)題意畫(huà)出光路圖如圖所示，根據(jù)〃=亞，解得sinr=0.6,魚(yú)距離翠鳥(niǎo)的實(shí)際水平

smr

星巨離為。=L5m+o4mxtan37°=2.3m,故D錯(cuò)誤.

tan37°

3.答案：D

解析：由題意和折射特點(diǎn)可知，折射率為〃1=血的光射到心點(diǎn)，則々=網(wǎng)幺，解得

sm30°

月=45。,尸、上兩點(diǎn)間的距離電=Rtan45o=R,選項(xiàng)A正確；根據(jù)珥=堊2,解得

1~sin30°

折射率為〃2的光束穿過(guò)半圓柱形玻璃磚后的折射角為夕2=60°，選項(xiàng)B正確；彩色光

帶的寬度長(zhǎng)￡=八21160。-八21145。=(6-1)夫，選項(xiàng)C正確；當(dāng)復(fù)色光入射角。逐漸增

大，折射角舟和片都將變大，光屏尸。上的彩色光帶將變長(zhǎng)，兩種光的臨界角分別滿

足sinG即G=45°,C2<45°,則當(dāng)。=60°時(shí)兩種光都已經(jīng)發(fā)生了

全反射，不能射到光屏上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.本題選不正確的，故選D.

4.答案：A

解析：光路圖如圖所示，由折射定律有〃=型咳，由幾何關(guān)系有tana=三，又有

smaId

sin2a=—^叱整理得sin2￡=〃2—4/雪C,結(jié)合題圖乙可知/="4/=2,解

1+tanaxa

^n=4b=1.5,d=-J-=0.03m,A正確，B錯(cuò)誤；減小。角，折射角減小，紙板上

2\a

相鄰亮斑間的距離減小，C錯(cuò)誤；僅換用頻率較小的激光，則折射率減小，折射角增

大，紙板上相鄰亮斑間的距離增大，D錯(cuò)誤.

櫥窗玻璃

5.答案：B

解析：如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系得sina=或=也，則a=60。，由幾何知識(shí)得

R2

a=2O,則9=30。，對(duì)綠光的折射率〃=型=6,綠光在采光球中的傳播速度為

sin。

v=-=—C,故A錯(cuò)誤；與綠光相比，該材料對(duì)紅光的折射率小，折射角大，則紅光

n3

一定能從N點(diǎn)上方射出，故B正確；紫光不可能直接折射經(jīng)過(guò)。點(diǎn)，如果折射光線經(jīng)

過(guò)。點(diǎn)，折射角為0。，不符合實(shí)際，故C錯(cuò)誤；光由光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)才可能發(fā)生

全反射，則涂層折射率應(yīng)大于管壁折射率，故D錯(cuò)誤.

解析：設(shè)光在。點(diǎn)的入射角為3折射角為八根據(jù)題意知,=45。，〃=皿，解得

sinr

r=30°,光在ZC面全反射時(shí)sinC=L，解得C=45。，A錯(cuò)誤；根據(jù)幾何關(guān)系

n

NZ+90?！狢=90。-「，解得NZ=15。，B正確；根據(jù)幾何關(guān)系可知，光從。點(diǎn)傳播到

8點(diǎn)的路程5=（/（；0560。+45m60。=巨二84，C錯(cuò)誤；光傳播的時(shí)間

2

s_〃s_（后+&）",D.錯(cuò)誤.

I————一

vc2c

7.答案：B

解析：光在同一種均勻、透明介質(zhì)中沿直線傳播，在不均勻的透明介質(zhì)中不沿直線傳

播，會(huì)發(fā)生折射。由于大氣層上疏下密，光線穿過(guò)不均勻的大氣層時(shí)連續(xù)發(fā)生折射，

傍晚當(dāng)陽(yáng)光的折射光線沿水平線進(jìn)入人眼時(shí)，此時(shí)的入射光線已經(jīng)在地平線以下了，

我們平時(shí)傍晚看到的“紅紅的太陽(yáng)”實(shí)際上是太陽(yáng)的虛像，真實(shí)的太陽(yáng)可能已經(jīng)在地平

線以下了。故選B。

8.答案：D

解析：A.折射現(xiàn)象中，折射角和入射角的大小關(guān)系與介質(zhì)的疏密有關(guān)系，故A錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)折射定律，有

sinz

n=------

sinr

故B錯(cuò)誤；C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)關(guān)系式，有

c

n=—

v

可知，折射率大的介質(zhì)，光在其中傳播的速度小。故D正確。

故選D。

9.答案：A

解析：物體反射的光斜射到水面上，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，當(dāng)光進(jìn)入水中后靠近法線，射

入潛水員眼睛，而潛水員由于錯(cuò)覺(jué)，認(rèn)為光始終沿直線傳播，逆著光的方向看上去而

形成的虛像，所以比實(shí)際位置高，所以潛水員在水中看見(jiàn)岸上的物體，實(shí)際是變高了

的物體的虛像。故選A。

10.答案：C

解析：光由空氣射向玻璃，是光疏介質(zhì)射入密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射，即在界面同

時(shí)發(fā)生折射和反射，根據(jù)折射定律〃=皿=1.5,則光折射角小于入射角，根據(jù)反射

sinr

定律，反射角等于入射角。故選C。

11.答案：C

解析：由公式〃=￡,可得v=：=2c,A錯(cuò)誤；光在內(nèi)球表面上恰好發(fā)生全反射的光

vn3

17?

路圖如圖甲所示，由圖甲可知sinC=—=—,有sin/48O=sinC=—,在中由

n33

正弦定理得^——---二3穴,解得sin尸=2,根據(jù)折射定律有sini〃sin/=0.6,折

sin/ABOsinr5

射光線與內(nèi)球面相切時(shí)，入射角最大，設(shè)為Q,如圖乙所示，有

sin8=——=—,sina=〃sin，=0.9,即入射角的正弦值滿足0.6<sini<0.9時(shí)，光可以

5R5

在內(nèi)球表面發(fā)生全反射，B錯(cuò)誤，C正確；由圖乙可知，光在玻璃中走過(guò)的路程為

渺=8k，故和內(nèi)球相切的光線在玻璃球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為/='="，D錯(cuò)誤.

tan<9vc

甲乙

12.答案：C

解析：由題意可知，沿。8方向到達(dá)面上的光在元件中的傳播距離最大，時(shí)間最

長(zhǎng)，由幾何關(guān)系可知光從光源到ZC面的傳播距離為凡在材料中的傳播距離為

s=(0-1)R,在材料中的傳播時(shí)間為4=￡,又v=￡,光在真空中傳播的時(shí)間為

vn

t2=-,則點(diǎn)光源發(fā)出的光射到Z5面的最長(zhǎng)時(shí)間/=%+/2=生々二噠，故A、B錯(cuò)

CC

誤；如圖所示，設(shè)沿。E方向射到Z3面上的光線剛好發(fā)生全反射，臨界角滿足

sinC=-=-,解得孰=30。，則N4D尸=30。，同理，設(shè)沿。G方向射到5c面上的

0n2

光線剛好發(fā)生全反射，則NCD〃=30。，根據(jù)幾何關(guān)系可得

AE=CG=Rtan30°,AB,8C面有光射出的區(qū)域總長(zhǎng)度為￡=ZE+CG=38區(qū)，故C

3

正確，D錯(cuò)誤.

13.答案：BC

解析：作出臨界情況下的光路圖，如圖甲所示，激光發(fā)生全反射的臨界角為

90°-41°=49°,由〃—可得，水的折射率A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)

sinCsin49°

sin。1可得‘鬻;'由于

a=60。時(shí)，光路圖如圖乙所示，由〃=sm"

sin30°sin49°

sin49°<l,可知sin。〉工，故。>30。，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角

2

小于60。，C正確，D錯(cuò)誤.

甲乙

14.答案：BD

解析：觀察題圖中輪船兩部件推起的波，兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象.插入水中的筷子看起來(lái)

折斷了，是光的折射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤.陽(yáng)光下的肥包膜呈現(xiàn)彩色條紋，是薄膜干涉現(xiàn)

象，故B正確.駛進(jìn)站臺(tái)的火車汽笛音調(diào)變高，是多普勒現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤.振動(dòng)音叉的

周圍聲音忽高忽低，是因?yàn)橐舨娴膬蓚€(gè)振動(dòng)片產(chǎn)生的波發(fā)生干涉現(xiàn)象，故D正確.

15.答案：BC

解析：若想使激光束被完全限制在液流內(nèi)，則應(yīng)使激光在液體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，根

據(jù)全反射的臨界角滿足〃=',可知應(yīng)該增大液體的折射率或增大激光束的入射角.