2025届高考物理：光的反射与折射 限时训练
一、单选题（本大题共5小题）
1．如图所示的透明容器中装满某种透明液体，液体中有一圆形气泡，一细光束垂直左侧壁射入容器，该细光束在气泡中分成两束色光M、N。下列说法正确的是（ ）
A．M在液体中的传播速度较小
B．M在真空中的波长较长
C．两种色光通过同一双缝干涉装置，N的条纹间距较宽
D．两种色光通过同一小孔，N的衍射现象更明显
2．2024年3月20日，内蒙古扎兰屯市出现“幻日”景观。幻日是一种大气光学现象，称为“双太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则在冰晶中（ ）
A．a的折射率比b的大 B．a的频率比b的大
C．在冰晶a的传播速度比b的小 D．真空中a的波长比b的大
3．如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡，如图乙所示。假设此液体球其内外半径之比为，当由a、b、c三种颜色的光组成的细光束在过球心的平面内，从A点以的入射角射入球中，其中光的折射光线刚好与液体球内壁相切，则下列说法正确的是（ ）
A．该液体材料对a光的折射率小于对c光的折射率
B．若继续增大入射角i，b光可能因发生全反射而无法射出液体球
C．该液体材料对光的折射率为
D．光在液体球中的传播速度最小
4．如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，下列说法正确的是（ ）
A．若a光束为蓝光，b光束可能是红光
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大
C．玻璃对a光的折射率为
D．用a光和b光分别照射同一狭缝，观察衍射现象，a光的中央亮条纹更窄
5．如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为三束单色光。关于a光b光和c光，下列说法正确的是（ ）
A．c光可能是红光
B．在玻璃三棱镜中c光的速度大于a光的速度
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大
D．c光比a光更容易发生衍射
二、多选题（本大题共3小题）
6．如图所示，一单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生偏折．下列说法正确的是（ ）
A．该光在介质Ⅰ中传播的速度大
B．该光在介质Ⅱ中传播的速度大
C．该光在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为
D．该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为
7．一束复色光射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光，下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度
B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的大
C．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距
D．a、b两束光分别照射到同种金属上，相应的遏止电压分别为Ua和Ub，Ua＞Ub
8．小明同学在测量玻璃折射率的实验中，用两种不同颜色的单色光a、b同时由空气斜射向平行玻璃砖，经过玻璃砖折射后惊奇的发现合成一束复色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两光在玻璃砖中的传播速度
B．a、b两光从该玻璃砖射向空气时的临界角
C．a、b两光在玻璃砖中的折射率
D．增大入射角，a、b两束光一定会从另一侧射出
三、实验题（本大题共2小题）
9．某实验小组的同学用直角三棱镜做“测定玻璃折射率”的实验。
他们先在白纸上画出三棱镜的轮廓（用实线△ABC表示），然后放好三棱镜，在垂直于 的方向上插上两枚大头针 和 ，在棱镜的左侧观察，当 的像恰好被 的像挡住时，插上大头针 ，使 挡住 、 像，再插上大头针 ，使 挡住 和 、 的像。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。
①将图中的光路图补充完整；
②根据图中所给数据，可得该玻璃的折射率 ；
③若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，而测量时仍将△ABC作为实验中棱镜所处位置，由此得出该玻璃折射率的测量值真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
10．手机防窥屏
如图，某手机防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障间隙，屏障高度。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间且发光像素单元的宽度不能忽略。不考虑光的衍射。
1. 当光从介质射入介质时，可能会发生全反射现象。
2. 若要增加防窥效果，则应
A．增大屏障间隙L B．减小透明介质折射率n
C． 减小屏障高度d D．增大发光像素的亮度
3. 求像素单元宽度x最小为多少时，其可视角度刚好被扩为180°（只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该像素单元）。
四、解答题（本大题共2小题）
11．江门新会陈皮茶有消暑、理气健脾等功效。如图所示为一杯没有满的陈皮茶，现用一束激光从A点发射，刚好从陈皮茶的上表面B点射入，激光射在杯子底面最左端的C点，过B点做底边CE的垂线交于D点。DE的长度，CD的长度，AB与BC的长度相等都是，求：
（1）陈皮茶的折射率n；
（2）激光从B到C的时间与从A到B的时间比值。
12．半径为的半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，O为圆心，平行光从玻璃砖的圆弧面射入，光与底边MN夹角为45°，其中沿半径的光线从A处射入玻璃砖后，恰好在O点发生全反射。求：
①该玻璃砖的折射率；
②MN边界上能够射出光线的区域的长度。
参考答案
1．【答案】B
【详解】A．由光路图可知，色光M的折射角小，由折射定律可知色光M的折射率小，由公式
可知色光M在液体中的传播速度较大，故A错误；
B．由A选项分析可知M的频率小，又由公式
可知M的波长较长，故B正确；
C．由公式
当可知，两种色光通过同一双缝时，M的条纹间距较宽，故C错误；
D．波长越长，通过同一小孔时衍射现象越明显，则M的衍射现象更明显，故D错误。
故选B。
2．【答案】D
【详解】ABC．由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，则a的折射率比b的小，a的频率比b的小，a的波长比b的大；故ABC错误；
D．根据，可知a的传播速度比b的大，D错误。选D。
3．【答案】C
【详解】A．由图乙可知，a光在液体材料中的折射角比c光的小，由折射率， 可知该液体材料对a光的折射率大于对c光的折射率，A错误；
B．若继续增大入射角i，b光的折射角增大，光线远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光的可逆性可知不会发生全反射，B错误；
C．由图乙可得，b光在液体材料中的折射角，由折射率，可得该液体材料对光的折射率为，C正确；
D．由图乙可知，a、b、c三种颜色的光的入射角相同，c光的折射角最大，由折射率公式，可知c光的折射率最小；由，可知光在液体球中的传播速度最大，D错误。选C。
4．【答案】B
【详解】A．由光路图可知，a光、b光射入玻璃柱体时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律，可知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，若a光束为蓝光，b光束不可能是红光，A错误；
B．根据，由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，B正确；
C．根据折射定律，玻璃对a光的折射率为，C错误；
D．用a光和b光分别照射同一狭缝，观察衍射现象，由于a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，则a光的中央亮条纹更宽，D错误。选B。
5．【答案】C
【详解】A．对同一种介质，光的频率越大，其折射率就越大，折射时的偏折程度就越大；红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光中，由红到紫光的频率越来越大、折射率依次越来越大，红光的频率和折射率最小，紫光的频率和折射率最大。由光路图可知，偏折程度从大到小的顺序为c、b、a，则三种光的折射率及频率从大到小的顺序为c、b、a，所以c光不可能是红光，A错误；
B．a光折射率小于c光折射率，根据，知玻璃三棱镜中，c光的传播速度小于a光的传播速度，B错误；
CD．b光及c光的频率均大于a光频率，根据，知b光及c光的波长均小于a光的波长，所以a光比c光更容易发生衍射，根据，通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大，C正确，D错误。选C。
6．【答案】BD
【详解】AB．由图知光在介质Ⅱ中的折射角较大，则介质Ⅱ为光疏介质，光在介质Ⅱ中传播的速度大，A错误，B正确；
CD．介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率为n=则该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为，C错误，D正确。选BD。
7．【答案】AD
【详解】A．由公式可知，a光的折射率大于b光的折射率，由公式可知，在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，A正确；
B．由公式可知，折射率越大，临界角越小，则从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的小，B错误；
C．由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，由公式可知，a光的波长小于b光的波长，由公式可知，通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距，C错误；
D．由爱因斯坦光电效应方程和可得，则，D正确。选AD。
8．【答案】BD
【详解】a光偏折程度较大，由折射率的定义可知，折射率较大，即 错误；由 可知，a光在玻璃中传播速度较小，A错误；由 可知，a、b两光从该玻璃砖射向空气时的临界角 正确；光线射出玻璃时的折射角等于光线射入玻璃时的入射角，由光路可逆的特点可知，增大入射角，a、b光依然均会从另一侧射出，D正确。选B、D。
9．【答案】
小于
【详解】
①如图所示
②根据几何关系可知光线在AC面的入射角为30°，根据折射定律可得
③若实验中放置三棱镜的位置发生了微小的平移，移至图中虚线处，如图所示，可知出射光线相对于玻璃砖不动时的出射光线向下平移，所以对折射角的测量无影响，但测量时仍将△ABC作为实验中棱镜所处位置，所以作出的BC面的反射光线（图中红线）会比实际的反射光线（图中蓝线）向逆时针方向偏，由此造成所测光线在AC面的入射角比实际值偏大，所以该玻璃折射率的测量值小于真实值。
10．【答案】光密；光疏； B；0.35mm
【详解】（1）[1][2]当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角达到或超过临界角，将会发生全反射。
（2）要增加防窥效果，应该减小可视角度，同时可以减小发光像束的亮度。若减小可视角度，根据光的折射定律，可以减小入射角 ，和光的折射率n，若减小入射角，可以减小屏障间隙L或增大屏障高度d。选B。
（3）若视角度刚好被扩为180°，则光线的折射角恰好为90°，如图所示
根据光的折射定律，可得入射角，因此，而最小值
11．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）入射角的正弦值为，折射角的正弦值为，根据折射定律，陈皮茶的折射率为
（2）激光从B到C的时间，激光在水中的传播速度为，激光从A到B的时间，激光从B到C的时间与从A到B的时间比值
12．【答案】①；②
【详解】①因为光线恰好发生全反射，由，解得，②因为光线恰好在O点发生全反射，则O点左侧的光线在MN边界上全部发生全反射。入射光线与圆弧相切时，经玻璃砖折射后能够到达MN边界上的点，则OP即为光线射出的区域，光路如图所示，
则有，，解得
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