XX高三物理考點解析光的折射全反射范文整理

1、XX高三物理考點解析：光的折射、全反射 考點48 光的折射、全反射 考點名片 考點細研究：光的折射定律；折射率；全反射、光導纖維等。其中考查到的如：XX年四川高考第5題、XX年全國卷第34題、XX年全國卷第34題、XX年四川高考第3題、XX年重慶高考第11題、XX年安徽高考第18題、XX年天津高考第2題、XX年江蘇高考第12題B、XX年山東高考第38題、XX年北京高考第20題、XX年四川高考第3題、XX年重慶高考第11題、XX年福建高考第13題、XX年全國卷第34題、XX年山東高考第38題、XX年江蘇高考第12題B等。本知識點為高考的重點內容。 備考正能量：光的折射定律的分析和計算、折射率，全

2、反射及臨界角的計算是高考命題的熱點，試題一般為選擇題、計算題，難度中等。預計今后高考對此考點的考查不會有太大變化。 一、基礎與經典 人站在岸邊看到水中的青蛙，下列說法正確的是 A人看到青蛙的位置和青蛙看到人頭部的位置都比實際位置高 人看到青蛙的位置和青蛙看到人頭部的位置都比實B 際位置低 c人看到青蛙的位置比實際位置高，青蛙看到人的頭部位置比實際位置低 D人看到青蛙的位置比實際位置低，青蛙看到人的頭部位置比實際位置高 答案 A 解析 人看到青蛙，是青蛙反射的光線在水面經折射后進入人眼，由于折射角大于入射角，且人看到青蛙的位置在折射光線的反向延長線上，故人看到青蛙的位置偏高；同理可分析，青蛙看到

3、人頭部的位置比實際位置也偏高。 如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，o點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是 答案 A 解析 光只有從光密介質射向光疏介質且入射角大于全反射臨界角時才會發(fā)生全反射現象，而玻璃相對于空氣是光密介質，故B項錯誤；由折射定律可知，光由空氣射入玻璃，入射角大于折射角，D項錯誤；由光路可逆原理可知，光由玻璃射入空氣，入射角小于折射角，c項錯誤，只有A項正確。 如圖所示，在空氣中有一直角棱鏡ABc，A30°，一束單色光從AB邊射入棱鏡，入射角為45°，最后垂直于Bc邊 射出棱鏡，則該棱鏡的折射率為 A.B. c1.5D. 答案 B 解析 由幾

4、何關系可知，光線射入棱鏡時的折射角為30°，由光的折射定律可知：n，選項B正確。 以往，已知材料的折射率都為正值。現已有針對某些電磁波設計制作的人工材料，其折射率可以為負值，稱為負折射率材料。位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足n，但是折射線與入射線位于法線的同一側?，F空氣中有一上下表面平行的負折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出。若該材料對此電磁波的折射率n1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是 答案 B 解析 折射線與入射線應位于法線的同一側，故選項A、D錯誤。因為材料折射率n1，在電磁波由空氣進入介質時，sinsin，得，則c項錯誤。故正確選項

5、為B。 如圖所示，一條圓柱形的光導纖維，長為L，它的內芯的折射率為n1，內部敷層的折射率為n2，光在空氣中的傳播速度為c，若光從它的一端射入經全反射后從另一端射出所需的最長時間為t，這時全反射的臨界角c，滿足sinc，則下列說法中正確的是 An1>n2，tBn1n2，tDn1n2。光在內芯中傳播的最長路程為s，傳播速度為v，故最長時間t。 如圖，一束白光沿半徑方向從A點射入半圓形玻璃磚，在o點發(fā)生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光。若入射點由A向B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到o點，可以觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失，在光帶未完全消失之前，下列說法正確

6、的是 Ac光逐漸變暗 Bab光帶逐漸變亮 ca光與b光相比，a光先消失 D單色光a通過玻璃磚所需的時間小于單色光b通過玻璃磚所需的時間 答案 D 解析 在光帶未完全消失之前，折射光線強度減弱，反射光線的強度加強，選項A、B均錯誤。a光與b光相比，b光偏折的程度大，其折射率大，臨界角小，故b光先消失，選項c錯誤。b光折射率大，由nc/v，知單色光b在玻璃磚中的速度小，通過玻璃磚所需的時間長，選項D正確。 如圖所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以45°的入射角射到玻璃磚的上表面，直線oo與玻璃磚垂直且與其上表面交于N點，入射點A、B到N點的距離相等，經玻璃點，下列說法正確的P磚上表面折

7、射后兩束光相交于圖中的是 A在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度 B在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度 c玻璃對a光的折射率小于玻璃對b光的折射率 D同時增大入射角，則b光在下表面先發(fā)生全反射 E對同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距比b光的相鄰亮條紋間距寬 答案 BcE 解析 在真空中，a光的傳播速度等于b光的傳播速度，選項A錯誤。由圖可知，玻璃對a光的折射率小于玻璃對b光的折射率，選項c正確。由nc/v可知在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，選項B正確。增大入射角，a、b光都不會在下表面發(fā)生全反射，選項D錯誤。由折射率與波長關系，a光的折射率小，說明a光的波長大。對

8、同一雙縫干涉裝置，由x可得a光的相鄰亮條紋間距比b光的相鄰亮條紋間距寬，選項E正確。 如圖所示，上、下表面平行的玻璃磚的厚度為L，玻璃磚的折射率n，若光從上表面AB射入的入射角i60°，光在真空中的光速為c，則 A折射角r30° B光在玻璃中傳播的時間為L c光在玻璃中傳播的時間為 D改變入射角i，光在下表面cD可能發(fā)生全反射 答案 Ac 解析 由n，sinr0.5，得r30°，故A正確；光在玻璃中傳播的速度為v，由幾何知識可知光在玻璃中傳播的路程為s，則光在玻璃中傳播的時間為t，故B錯誤，c正確；由于光在cD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，根據光路可逆原理

9、知光一定能從cD面射出，故D錯誤。 如圖所示，AoB為透明扇形玻璃磚，圓心角AoB60°，o為AoB的角平分線，一束平行于o的單色光在空氣中由oA邊射入玻璃磚，經oA面折射后的光線恰好平行于oB。則下列說法中正確的是 A該玻璃的折射率為2 B經oA面折射后的光線在AB面都將發(fā)生全反射 c該入射光在空氣中的波長與在玻璃磚中的波長相等 D該入射光在空氣中的頻率與在玻璃磚中的頻率相等 答案 D 解析畫出光路圖，并根據幾何關系標出角度，如圖所示，則該玻璃的折射率n，選項A錯誤；畫出經過oA面折射后恰好射到點的折射光線，根據幾何關系可知，該折射光線在AB面的入射角為30°，因為sin

10、30°sini，即r>i，故為入射光Bo則為光線在空氣中傳播時光線與法線的夾角，r線，oA為折射光線，即光線由B經o到A，折射率n1.5，故選項B正確，選項A、c、D錯誤。 XX·全國卷如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經折射后射出a、b兩束光線。則 A在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B在真空中，a光的波長小于b光的波長 c玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率 D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失 E分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 答案 A

11、BD 解析 由題圖知，從玻璃磚射出時，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，a光在玻璃中的傳播速度比b光的小，a光的頻率比b光的大，在真空中，a光的波長較短，a光形成的干涉條紋間距較小，選項A、B正確，c、E錯誤；a光的全反射臨界角較小，當入射角增大時，a光先發(fā)生全反射，折射光線先消失，選項D正確。 3XX·四川高考直線P1P2過均勻玻璃球球心o，細光束a、b平行且關于P1P2對稱，由空氣射入玻璃球的光路如 圖。a、b光相比 A玻璃對a光的折射率較大 B玻璃對a光的臨界角較小 cb光在玻璃中的傳播速度較小 Db光在玻璃中的傳播時間較短 答案

12、 c 解析 由題圖可知nanb，故A錯誤；由sinc知cacb，故B錯誤；由n知vavb，故c正確；a光在玻璃中的傳播距離比b光小，由t知tatb，D錯誤。 XX·安徽高考如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經AB和Ac兩個面折射后從Ac面進入空氣。當出射角i和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉的角度為。已知棱鏡頂角為，則計算棱鏡對該色光的折射率表達式為 A.B. c.D. 答案 A 解析 設光線在AB面上的折射角為r，由幾何關系有2，2r，從而求出i，r，由折射定律n。只有選項A正確。 XX·重慶高考虹和霓是太陽光在水球內分別經過一次和兩次反射后出射形

13、成的，可用白光照射玻璃球來說明。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形成N和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示，、N、P、Q點的顏色分別為 A紫、紅、紅、紫B紅、紫、紅、紫 c紅、紫、紫、紅D紫、紅、紫、紅 答案 A 解析 對同一個介質來說，紅光折射率最小，偏折程度最小，由圖可知，N、P為紅色，、Q為紫色，A正確。 XX·重慶高考打磨某剖面如圖所示的寶石時，必須將oP、oQ邊與軸線的夾角切磨在12，光線一定在oP邊發(fā)生全反射 B若>2，光線會從oQ邊射出 c若1，c錯誤，D正確。 XX·四川高考如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球。

14、則 A小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球 B小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 c小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大 D小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大 答案 D 解析 小球在缸底的其他位置也能從側面看到，選項A錯誤；光線由水射向空氣時，有可能發(fā)生全反射，選項B錯 誤；光在不同介質中的頻率是不變的，選項c錯誤；由v可知，光在水中的速度小于在空氣中的速度，選項D正確。 XX·南充模擬如圖所示，N是空氣與某種液體的分界面，一束紅光由空氣射到分界面，一部分光被反射，一部分光進入液體中，當入射角是45°時，折射角為30°。以下說法正確的是 A反射光線與折射光線

15、的夾角為120° B該液體對紅光的折射率為 c該液體對紅光的全反射臨界角為45° D當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面，折射角也是30° 答案 c 解析 根據反射定律得到反射角為45°，由幾何知識得，反射光線與折射光線的夾角是105°，故A錯誤。由折射率公式n，得n，故B錯誤。由臨界角公式sinc，得sinc，則c45°，故c正確。根據折射定律得知，紫光的折射率大于紅光的折射率，則紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面，折射角小于30°。故D錯誤。 XX·四川聯考如圖所示是一個透明圓柱體的橫截面，一束單色光平行于直徑

16、AB射向圓柱體，光線經過折射后恰能射到B點。已知入射光線到直徑AB的距離為R，R是圓柱 ，則c體的半徑。已知光在真空中的傳播速度為 A該透明圓柱體介質的折射率為 B該單色光從c點傳播到B點的時間為3R/c c折射光線過B點時可能發(fā)生全反射 D改變入射光線到直徑AB的距離，折射光線仍然能夠射到B點 答案 B 解析 如圖所示cos1，即130°，分析可得：230°，r30°，i60°，折射率n，故A錯誤；該單色光從c到B的時間t，故B正確；光線折射到B點不可能發(fā)生全反射，因為出射角為60°，故c錯誤；改變光線到直徑AB的距離，折射光線不能射到B點，

17、故D錯誤。 0.XX·樂山二模如圖所示，一光束包含兩種不同頻率的單色光，從空氣射向兩面平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面有反射層，光束經兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面分為a、b兩束單色光射出。下列說法正確的是 Aa光的頻率小于b光的頻率 B光束a在空氣中的波長較大 c出射光束a、b一定相互平行 Da、b兩色光從同種玻璃射向空氣時，a光發(fā)生全反射的臨界角大 答案 c 解析 作出光路圖如圖所示，可知光從空氣射入玻璃時a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，頻率較大，故A錯誤。a光的頻率較大，則波長較小，故B錯誤。因為a、b兩光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等，根據幾何

18、知識可知出射光束一定相互平行，故c正確。因為a光的折射率較大，由臨界角公式sinc，則知a光的臨界角小，故D錯誤。 一、基礎與經典 1如圖所示，一束激光垂直于Ac面照射到等邊玻璃三棱鏡的AB面上。已知AB面的反射光線與折射光線的夾角為90°。光在真空中的傳播速度為c。求： 玻璃的折射率； 激光在玻璃中傳播的速度。 答案 解析 如圖所示，由幾何關系知： 光在AB界面的入射角160°，折射角230°，則n。 由n得v。 2.如圖所示，一束截面為圓形的平行復色光垂直射向一玻璃半球的平面，經折射后在屏幕S上形成一個圓形彩色亮區(qū)。已知玻璃半球的半徑為R，屏幕S至球心的距離為

19、D， 不考慮光的干涉和衍射，試問： 在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側是什么顏色？ 若玻璃半球對中色光的折射率為n，請你求出圓形亮區(qū)的最大半徑。 答案 紫色 rDnR 解析 當平行光從玻璃中射向空氣時，由于紫光的折射率最大，則臨界角最小，所以首先發(fā)生全反射，因此出射光線與屏幕的交點最遠，故圓形亮區(qū)的最外側是紫色。 如圖所示，紫光剛要發(fā)生全反射時的臨界光線射在屏幕S上的F點到亮區(qū)中心E的距離r就是所求最大半徑。設紫光的臨界角為c，由全反射的知識：sinc。 所以cosc，tanc，oB，rDnR。 二、真題與模擬 3XX·全國卷如圖所示，在注滿水的游泳池的池底有一點光源A，它到池邊的水平

20、距離為3.0。從點光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為。 求池內的水深； 一救生員坐在離池邊不遠處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0。當他看到正前下方的點光源A時，他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好為45°。求救生員的眼睛到池邊的水平距離。 答案 2.6 0.7 解析 如圖，設到達池邊的光線的入射角為i。依題意，水的折射率n，光線的折射角90°。 由折射定律有n 由幾何關系有sini 式中，l3，h是池內水的深度。聯立式并代入題給數據得h2.6 設此時救生員的眼睛到池邊的水平距離為x。依題意，救生員的視線與豎直方向的夾角為4

21、5°。由折射定律有 n 式中，i是光線在水面的入射角。設池底點光源A到水面入射點的水平距離為a。由幾何關系有 sini xlah 式中h2。聯立式得 x0.7。 XX·全國卷如圖，玻璃球冠的折射率為，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的倍；在過球心o且垂直于底面的平面內，有一與底面垂直的光線射到玻璃球冠上的點，該光線的延長線恰好過底面邊緣上的A點。求該光線從球面射出的方向相對于其初始入射方向的偏角。 °150 答案 解析 設球半徑為R，球冠底面中心為o，連接oo，則ooAB。 令oAo，有cos 即30° 由題意AAB 所以oA60° 設圖中N點為光線在球冠內底面上的反射點，則光線的光路圖如圖所示。設光線在點的入射角為i，折射角為r，在N點的入射角為i，反射角為i，玻璃折射率為n。由于oA為等邊三角形，有i60° 由折射定律有n 代入題給條件n得r30° 作底面在N點的法線NE，由于NEA，有i30° 根據反射定律，有i30° 連接oN，由幾何關系知ANoN，故有No60° 由式得ENo30° 于是ENo為反射角，No為反射光線。這一反射光線經球面再次折射后不改變方向。所以，經一次反射后射出玻璃球冠的光線相對于入射光線的偏角為180°ENo150°