2025届高三物理试题 光的反射与折射 强化训练
一、单选题（本大题共6小题）
1．某款手机防窥屏的原理图如图所示，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。下列说法正确的是（ ）
A．防窥屏的厚度越大，可视角度θ越小
B．屏障的高度d越大，可视角度θ越小
C．透明介质的折射率越小，可视角度θ越大
D．防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射
2．高速公路上的标志牌使用的“回归反光膜”内含有球体反射元件。如图所示,反光膜内均匀分布着直径为0.2 mm的球形细玻璃珠,所用玻璃的折射率为1.6,某一入射光线经玻璃珠依次发生折射、反射、折射后,出射光线恰好与入射光线平行,则此入射光线与出射光线间的距离为
A．0.120 mm B．0.168 mm C．0.175 mm D．0.192 mm
3．如图所示的半圆形玻璃砖的截面,圆心为O,半径为R。某单色光由空气从OB边界的中点A垂直射入玻璃砖,并在圆弧边界P点发生折射,该折射光线的反向延长线刚好过B点,空气中的光速可认为是c,则
A．该玻璃对此单色光的临界角为30°
B．该玻璃对此单色光的折射率为
C．光从A传到P的时间为
D．此光在玻璃中的临界角随入射光线位置变化而变化
4．水底某处有个红色的点光源，在水面上形成的红色的圆形光亮区域的面积为，若把该处的红色点光源换成蓝色点光源，其它条件不变，则在水面上形成的蓝色的圆形光亮区域的面积为，已知水对红、蓝两种光的折射率分别为和，则等于（ ）
A． B． C． D．
5．有关光学的知识，下列说法正确的是（ ）
A．“泊松亮斑”是由圆孔衍射产生的
B．光密介质是指密度大的介质，光疏介质是指密度小的介质
C．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是形成两束相干光源
D．如果光从光密介质进入光疏介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象
6．如图所示为玻璃球过圆心的横截面，两细光束平行于横截面的水平直径射入玻璃球，两光束到直径的距离相等，经玻璃球折射后的光路已画出，则下列说法正确的有（ ）
A．a光的折射率小
B．b光的频率大
C．b光在玻璃球中的传播速度小
D．两束光分别通过相同的双缝干涉装置时，b光的干涉条纹间距大
二、多选题（本大题共4小题）
7．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为a，b两束，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对光束a的折射率大于对光束b的折射率
B．在玻璃砖中光束b的传播速度小于光束a的传播速度
C．在真空中光束b的波长大于光束a的波长
D．从玻璃砖射向真空中时，光束b发生全反射的临界角小于光束a的
8．如图所示,真空中有一直角三棱镜,△ABC为直角三棱镜的横截面,∠A=30°,∠B=90°,AB边长为L。一束平行于AC边的单色光照射到AB边的中点E,折射光线照射到AC边上后,恰好垂直于BC边射出。已知光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是
A．棱镜对该单色光的折射率为
B．棱镜对该单色光的折射率为
C．该单色光在棱镜中传播的时间为
D．该单色光在棱镜中传播的时间为
9．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
10．半径为R的透明玻璃球切去底面半径的球冠成为一个大球冠，如图所示，玻璃的折射率，一束半径光束垂直球冠的切面照射到球冠上，进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光，已知光在真空中的传速速度为c，（球冠不含底面的表面积公式为，R为球的半径，h为球冠的高度）。不考虑光在球冠内的反射，则下列说法中正确的是（ ）
A．光束正中间的光线通过大球冠的时间为
B．光束正中间的光线通过大球冠的时间为
C．发光球面的面积为
D．发光球面的面积为
三、实验题（本大题共1小题）
11．某同学利用防水激光笔、长方体透明水槽、圆规和刻度尺等测定水的折射率，实验过程如下：
（1）将水槽平放在水平桌面上，防水激光笔固定在水槽中的S处。
（2）①如图甲所示，用激光笔靠近水槽前侧面发出一细束激光，在激光传播光路上选取两个点O和A，并用记号笔在水槽前侧面上记下O、A两点的位置。
②保持激光笔位置和发射激光束的方向不变，在水槽中慢慢注入清水，使水面恰好到达O点处，在水面上方的激光传播光路上选取B点，用记号笔在前侧面上记录B点的位置。
③如图乙所示，用直尺在水槽前侧面上过O点做竖直线，分别连接和得到加水前后激光的出射光线。
④以O点为圆心，用圆规在水槽前侧面上做辅助圆，分别交和于点和点，再分别过点和点做竖直线的垂线，垂足分别为E点和F点。
⑤分别用刻度尺测量线段的长度和的长度，其中，的读数如图丙所示，则 。
（3）利用所测的物理量，水的折射率可表示为 ，由测得的数据计算水的折射率 （结果保留三位有效数字）。
（4）为了减小实验测量误差，下列实验操作正确的是 （填正确答案标号）。
A．选取A点和B点时应该尽量靠近O点
B．应该尽量使激光束处于竖直面内
C．激光在水面处的入射角越大越好
D．辅助圆的半径应该尽量大些
四、解答题（本大题共2小题）
12．如图为半径为的透明半球体，为半球体直径，为半球体球心。现有一束激光垂直半球的平面射入半球体，入射点从点沿半径缓慢向点移动，发现当入射点与点的距离为时，激光刚好在正下方球冠处发生全反射，已知光在真空中的传播速度大小为，求：
（1）半球体的折射率；
（2）激光在半球体中的传播速度大小。
13．如图所示为某容器的截面，容器的高度和底边的长度都为L，截面右上方某处固定一能发射单色光的点光源S。开始时容器内为真空，容器底部形成阴影，阴影的左边缘恰好在容器内左下角M点。现将容器内装满某种液体，容器底部阴影长度变为，不考虑光的反射。
（1）求液体对该单色光的折射率；
（2）已知光在真空中的传播速度为c，求装满液体后容器内最右侧的光线在液体中传播到容器底部所用的时间。
参考答案
1．【答案】B
【详解】A：视角度与防窥屏的厚度无关，即防窥屏的厚度大，可视角度不变，A错误；
B：屏障的高度d越大，光线射到界面的入射角越小，则在空气中的折射角越小，则可视角度越小，B正确；
C：透明介质的折射率越小，则在空气中的折射角越小，则可视角度越小，C错误；
D：防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，D错误。选B。
2．【答案】D
【解析】新颖试题：回归反光膜的原理
光路如图所示,根据对称性以及几何关系知i=2r,根据折射定律得=n=1.6,联立解得sin r=0.6,sin i=0.96,入射光线与出射光线的距离为d=2×0.1×0.96 mm=0.192 mm,D正确。
3．【答案】B
【解析】基础考点：折射定律
作出如图所示的光路图,由几何关系知入射角α为30°,折射角θ为60°,由折射定律可知该玻璃对此单色光的折射率为n==,B正确;临界角的正弦值sin C==≠,光在玻璃中的临界角与入射角无关,A、D错误;光在玻璃中的传播速度为v=,光在玻璃中的传播时间为t==,C错误。
4．【答案】C
【详解】设点光源距水面的深度为h，被光照亮的圆形区域的半径为r，光路如图所示：
由几何关系有
又有
，
联立可得
可知
故选C。
5．【答案】C
【详解】A．“泊松亮斑”是圆盘衍射产生的，A错误；
B．光密介质与光疏介质是相对而言的，不同折射率的介质相比较，折射率大的介质叫光密介质，反之叫光疏介质，折射率与介质的密度无关，B错误；
C．在“双缝干涉”实验中，双缝的作用是形成两束相干光源，能产生干涉现象，C正确；
D．如果光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，就会发生全反射现象，D错误。
故选C。
6．【答案】D
【详解】A．根据几何关系可知，两束光的入射角相同，a光经过折射后偏离原方向角度较大，则折射角较小，根据折射定律，有
可知a光的折射率大于b光，A错误；
B．根据光的频率与折射率的规律可知，折射率越大的光频率越大，所以a光的频射率大于b光，B错误；
C．根据
可知，b光的折射率较小，所以b光在玻璃中的传播速度较大，C错误；
D．b光的频率较小，根据
可知b光的波长较长，根据
可知，两束光分别通过相同的双缝干涉装置时，b光的干涉条纹间距大，D正确。
故选D。
7．【答案】AC
【详解】A：由图可知，光束a的折射角小于对光束b的折射角，根据折射定律可知玻璃砖对光束a的折射率大于对光束b的折射率，A正确；
B：根据可知，在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束a的传播速度，B错误；
C：玻璃砖对光束a的折射率大于对光束b的折射率，可知光束a的频率大于对光束b的频率，根据可知，在真空中光束b的波长大于光束a的波长，C正确；
D：根据可知从玻璃射向真空时，光束b发生全反射的临界角大于光束a的，D错误。选AC。
8．【答案】AC
【解析】基础考点：光的折射
光在棱镜中的传播路径如图所示,由几何关系可知,光在AB边上的入射角i=60°,折射角r=30°,故棱镜对光的折射率n==,A正确,B错误;由几何关系可知AE=EB=ED=,DF=EB-EDcos 60°=,光在棱镜中的传播速度v==c,光在棱镜中的传播距离s=ED+DF=L,故单色光在棱镜中的传播时间t==,C正确,D错误。
9．【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，故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，故C错误，D正确。
故选BD。
10．【答案】BD
【详解】AB．射到球冠边缘的光线的入射角
则
光在玻璃中的传播速度
光束正中间的光线通过大球冠的时间为
选项A错误，B正确；
CD．射到球冠边缘的光线的入射角,折射角
射出部分的光线发光球面的面积为
可得
选项C错误，D正确。
故选BD。
11．【答案】2.40/2.39/2.41；；1.33；BD/DB
【详解】（2）[1]刻度尺的最小分度为，应估读到下一位，，
（3）[2][3]设圆的半径为R，根据几何关系可知入射角的正弦值，折射角的正弦值，则水的折射率表达式，代入数据可得
[4]A．为了减小误差，选取A点和B点时应该尽量远离O点，A错误；
B．为了尽可能找准角度，应该尽量使激光束处于竖直面内，B正确；
C．实验时入射角应适当大些可以减小误差，但不是越大越好，C错误；
D．辅助圆的半径应该尽量大些，角度更方便测量，D正确。
选BD。
12．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由题意作出光路图如图所示。
则，而，解得半球体的折射率
（2）根据，激光在半球体中的传播速度大小
13．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）如图所示
设入射角为，折射角为，根据几何关系可得，，可得，，液体对该单色光的折射率为
（2）根据折射率公式可知，光在介质中的传播速度为，解得，根据几何关系可得，装满液体后容器内最右侧的光线在液体中传播到容器底部所用的时间为
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