高考物理考点《光的反射、折射、全反射》真题练习含答案

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
3
3R.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．2
C． 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 θ
sin α，由几何
关系可知sin α＝OP
OP2＋R2＝
1
2，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．3.3×10－8s
C．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＝L
t＝2.4×108m/s，由n＝
c
v可
知n ＝1.25.设全反射临界角为C ，则sin C ＝1
n ＝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 ＝7.5
2.4×108
s ＝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 ＝
7
24
m 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4
3 ，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 s
B ．576 s
C ．573 s
D ．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 ＝3
7 ，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 ＝57
6
s ，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 ＝4
3 ，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3
5
B ．这束光进入玻璃后折射角的正弦值为9
20
C ．这束光从室外到室内的偏移量为9
10 d
D ．这束光从室外到室内的偏移量为7
10 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 ＝3
5
，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)＝7
10 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)1
2 (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 ＝1
n
根据折射定律可得n ＝sin i
sin β ，sin α＝sin C
在△ABO 中，根据正弦定理可得2R sin α ＝R
sin β
解得sin i ＝1
2
(2)因为n ＝ 2 ，n ＝sin i sin β ，sin β＝122 ，sin C ＝1
2 ，θ＝C －β
所以得sin θ＝7－1
4
在△ABO 中，根据正弦定理可得R sin β ＝AB
sin θ
且有v ＝c
n
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）R
c .。