第60讲 光的折射全反射（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第60讲光的折射全反射

目录

01模拟基础练

【题型一】折射定律及应用

【题型二】全反射定律及其应用

【题型三】折射定律与全反射定律的综合应用

02重难创新练

【题型一】折射定律及应用

1．为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔，孔内安装一透明材料，厚度与坦克壁厚度相同．ABCD为该材料的纵截面，如图所示。已知坦克壁厚度为，该材料对光的折射率为。不考虑光在面的反射，若坦克内的人通过这块材料能看到的外界角度范围最大为，则之间的距离为（????）

A． B． C． D．

【答案】D

【详解】光路图如图所示，由光的折射定律可得

由题意知，解得

由几何关系得

解得

故选D。

2．如图所示，某透明均质光学元件的截面ABCD是长为2L、宽为L的矩形。一细束单色光从AB边上中点P，以与AB边夹角的方向由真空中射入该元件，经折射后从CD边上M点（图中未画出）出射。已知该元件对该单色光的折射率，则PM的长度为（????）（取，不考虑光的反射）

A． B． C． D．

【答案】C

【详解】设该单色光从P点入射的折射角为，根据折射定律

可得

根据几何关系可得

故选C。

3．半圆柱形玻璃砖的底面镀有一层反射膜，为玻璃砖的半圆形横截面，M为最高点，O为圆心，半径为R。一束宽为R的平行光的下边恰好沿着底边，如图所示。其中从A点射入的光线经玻璃折射后从B点射出，已知A、B两点距离分别为和。，不考虑圆弧面上的反射光线，下列说法正确的是（）

A．玻璃的折射率为

B．有部分光线在圆弧区域发生全反射

C．只有圆弧的部分区域有光线射出

D．射向圆弧区域的光线有一部分来源于处反射的光线

【答案】C

【详解】A．由题意可得，从A点射入的光线经玻璃折射后从B点射出，其光路图如图所示，由几何知识可知入射角，折射角，则有折射率

A错误；

B．光线在玻璃砖中传播时，光线与半径构成等腰三角形，由光路可逆性可知，不可能发生全反射，B错误；

D．假设有光线会射向，如图解所示，则有

不存在，D错误；

C．最上边和下边的光线恰好射向Q点，其余光线因为区域的出射点总比区域的入射点位置低，只有部分区域有光线射出，C正确。

故选C。

4．如图是一半径为R、横截面为四分之一圆的玻璃柱，截面所在平面内，一束与AC平行的光线从圆弧上的P点入射，直接射到BC界面从M点射出，已知P点到AC界面的距离为，，则该玻璃柱的折射率为（）

A． B． C． D．

【答案】B

【详解】光路图，如图所示

由几何关系可知，光线在AB界面的入射角为i，则

所以

光线在BC界面的入射角i?，则

所以

光线在AB界面的折射角r，则

解得

由折射定律可得

故选B。

5．如图所示，甲、乙两个相同的薄壁玻璃杯盛有不同浓度的蔗糖水，两束相同的单色光线以相同的入射角照射玻璃杯，折射角，图中黑点表示玻璃杯直径的四等分点。已知蔗糖水浓度越大，对光的折射率越大。下列说法正确的是（）

A．甲杯中蔗糖水的浓度更大些

B．甲杯中蔗糖水对光的折射率为乙杯中蔗糖水对光的折射率的一半

C．从两玻璃杯底部射出的光线相互平行

D．适当增大入射角，甲中的光线在射入玻璃杯时可能发生全反射

【答案】C

【详解】A．根据折射率的定义

结合

可知

结合题意可知乙杯中蔗糖水的浓度更大些，A错误；

B．设玻璃杯的高度为h，直径为D，由几何关系有

结合

所以

B错误；

C．玻璃杯上下两个界面相互平行，所以光线从玻璃杯射出的光线与入射光线平行，C正确；

D．发生全反射有两个条件，一是从光密介质射向光疏介质，二是入射光大于临界角，而甲中光线是从光疏介质射向光密介质，所以不会发生全反射，D错误。

故选C。

6．如图所示，楔形玻璃的横截面的顶角为30°，边上有点光源S，垂直于边的光线在边的折射角为45°。不考虑多次反射，边上有光射出部分的长度与边的长度之比为（）

A．1 B． C． D．

【答案】D

【详解】设光线在界面的入射角为，折射角为，由几何关系可得

根据折射定律有

光线射出界面的临界为发生全反射，光路图如下

其中光线在AB两点发生全反射，由全反射临界角公式

即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，有几何关系可知

所以

故选D。

【题型二】全反射定律及其应用

7．香港中文大学前校长高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。根据这一理论制造的光导纤维成为电话、互联网等现代通信网络运行的基石，高锟因此获得了2009年诺贝尔物理学奖。如图所示，一段横截面为圆形的粗细均匀的光导纤维被弯成半圆形状，光导纤维的横截面直径为d，折射率为n，光导纤维外部可认为是真空区域。如果将一束平行光垂直于光导纤维的水平端面A射入，并使之全部从水平端面B射出，为保证光信号一定能发生全反射，光纤中心轴线的转弯半径R应不小于（