2018年全国各地高考物理模拟试题《光》试题汇编（含答案解析）

2018年全国各地高考物理模拟试题

《光》试题汇编（含答案解析）

1．（2018?南昌一模）如图，MN是竖直放置的长L=0.5m的平面镜，观察者在A处观察，有一小球从某处自由下落，小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25m，观察者能在镜中看到小球像的时间△t=0.2s．已知观察的眼睛到镜面的距离s=0.5m，求小球从静止开始下落经多长时间，观察者才能在镜中看到小球的像。（取g=10m/s2）

2．（2018?江苏三模）如图所示，真空中有一个半径为R的均匀透明介质球，一细束激光沿直线AB传播，在介质球表面的B点经折射进入球，入射角θ1=60°，在球面上另一点又一次经折射后进入真空，此时激光的传播方向相对于光线AB偏转了60°．已知真空中的光速为c，求： ①介质球的折射率n；

②激光在介质球中传播的时间t。

3．（2018?滨州二模）如图所示，长方体玻璃砖水平放置，长为2L，宽为L，入射光线与界面AB的法线成60°，入射点为AB中点，入射光线经玻璃砖反射后射到平面镜MN上，平面镜MN与AB面平行且距AB面，已知在AB面的反射光与折射光恰好垂直，求： ①玻璃砖的折射率；

②经平面镜反射的光线与经玻璃砖CD面投射出来的光线之间的距离。

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4．（2018?翠屏区校级一模）如图是一个用折射率n=的透明介质做成的四棱柱

镜的截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，AD=DC=L．棱镜放在真空中，真空中的光速为c，一束平行光垂直入射到棱镜的AB面，求：

①从棱镜中射出的光与出射镜面间的夹角多大？（本问题只写出结论） ②光在棱镜中运动的最短时间为多少？

5．（2018?南平二模）如图甲所示是由某透明材料制成的横截面为正三角形的三棱镜。一束细红色光束SO从空气中射向AB面，与AB成45°角，经三棱镜折射后，从AC边射出，出射光线与AC边夹角也成45°，求： ①这种透明材料的折射率；

②若用这种材料制成如图乙所示的器具， 左侧是半径为R的半圆，右侧是长为4

R，高为2R的长方体，一束红色光从

左侧P点沿半径方向射入器具。要使光全部从器具的右端面射出，则光在器具中传播所需最长时间是多少？已知光在空气中的传播速度为c。

6．（2018?东莞市二模）如图所示，底面是半径为R的圆、折射率n=的透明圆

柱体水平放置，圆的直径AB水平，单色光水平射到C点，入射角i=45°，经折射进入圆柱体内后，又经内表面反射一次，再经圆柱体侧面折射后射出，光在真空

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中传播的速度为c，求：

（i）单色光在圆柱体内运动的时间；

（ⅱ）出射光线与水平线AB的夹角（锐角）。

7．（2018?江苏二模）如图所示，一透明球体置于空气中，半径R=0.1m，单色细光束AB平行于过球心的直线MN射向球体，AB与MN的间距为0.05射、反射、折射回到空气中，出射光线与AB恰好平行。 ①求该透明球体的折射率；

②已知真空中光速c=3×108m/s，求光束在透明球体中的传播时间。

m，经折

8．（2018?江苏二模）如图所示，平静湖面岸边的垂钓者的眼睛恰好位于岸边P点正上方h1=0.6m高度处，浮标Q离P点s1=0.8m远，PQ水平，鱼饵灯M在浮标的正前方s2=1.2m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率n=，光在真空中的速度c=3×108m/s。求： ①鱼饵灯离水面的深度h2； ②光线在水中传播的时间t？

9．（2018?南通二模）如图所示，折射率为n光导管弯成半圆弧形，横截面直径为d，一束光从光导管左端A垂直于端面射入，光能无损失地从右端面B全部射

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出，求：

①光在导管中速度v； ②半圆弧形R应满足的条件。

10．（2018?徐州一模）如图所示，水深为H的池底有一半径为r的圆形光源，在水面上形成圆形光斑。已知水的折射率为n，真空中的光速为c．求： ①光到达水面的最短时间t； ②光斑的半径R。

11．（2018?盐城三模）如图所示，半径为R的玻璃半圆柱体的圆心为O．单色红光射向圆柱面，方向与底面垂直，光线的入射点为C，且∠AOC=30°．已知该玻璃对红光的折射率

．求光线从底面射出时出射点与O点间的距离。

12．（2018?重庆模拟）图为玻璃材料制成的一棱镜的截面图，PM为圆弧，O为圆心，PQ与QM垂直。一细光束从A点沿AO方向进入棱镜，B为入射点，θ=30°，棱镜对光的折射率n=

．光束射入棱镜后，经QM面反射，再从圆弧的C点射

出的光束恰好通过A点。已知圆弧半径OB=R，OQ=，光在真空中的传播速度为c。求：

（i）光束在棱镜中的传播速度大小v

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（ii）AB间距d。

13．（2018?江苏一模）如图所示，一束激光垂直于AB 面照射到折射率n=2 的等腰透明介质上．光在真空中的传播速度为c．求： ①光在该介质中传播的速度；

②激光在该介质AC 面上发生全反射，∠A 的最小值．

14．（2018?扬州一模）如图所示，一束单色光照射到平行玻璃砖上表面，入射方向与界面的夹角θ=30°，测得入射点A到光屏的距离为6

cm，玻璃砖的厚度

为6cm，在玻璃砖下方光屏上出现的光点C到玻璃砖下表面的距离为4cm，求该玻璃砖的折射率n。

15．（2018?朝阳一模）如图所示为一个用折射率n=的透明介质做成的四棱柱

的截面图，其中∠A=∠C=90°，∠B=60°，BC=20cm．现有一单色光在色细光束从距B点30cm 的O点垂直入射到棱镜的AB面上．每个面上的反射只考虑一次，已知光在真空中的速度为c=3.0×108 m/s． 求：

（i）最先从棱镜射出的光束的折射角；

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（ii）从BC 面射出的光束在棱镜中运动的时间．

16．（2018?肇庆一模）如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为直径，M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD在D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c．求： （1）此玻璃的折射率和光从B到D所用的时间；

（2）若增大∠ABD，光线能否在DM段发生全反射现象．

17．（2018?江苏模拟）一玻璃截面如图所示，其中∠ABC=60°，∠BCD=90°，现有一束单色光从AB边的M点垂直于AB边射入，已知玻璃内部介质分布均匀，折射率n=

，MB=d，BC=L，光在空气中的速度为c，求：

ⅰ．该光从截面上某边第一次射出玻璃时，出射光线与该边的夹角； ⅱ．该光从射入到第一次射出所需的时间．

18．（2018?玉溪二模）如图所示，在折射率为n，厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出的光线以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，求：此光线在玻璃板中传播的时间？

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19．（2018?榆林四模）如图所示，一截面为直角三角形透明棱镜ABC，BC边长为a，∠A=30°．现有一细束单色光沿与AB平行的方向从到C点距离为

a的O

点入射，折射后恰好射到AB边上的D点，且CD⊥AB．光在真空中的传播速度为c。求：

①棱镜的折射率n；

②单色光从O点入射到第一次从棱镜中射出所用的时间t。

20．（2018?南京三模）如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，AB是一条直径。某学习小组通过实验去测定圆柱体的折射率，他们让一束平行光沿AB方向射向圆柱体，发现与AB相距光在真空中的传播速度为c，求： ①这个圆柱体的折射率； ②光在透明圆柱中传播的速度。

的入射光线经折射后恰经过B点，已知：

21．（2018?江苏一模）如图ABCD是某直桶状不透明容器过其中心轴OO′、垂直于左右两侧面的剖面图。已知该桶高H=2.375m，底面是边长为1m的正方形。

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容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在其左下角B处放一点光源，当容器内装有深为2m的某种透明液体时，人眼沿AO看去时刚好能看到点光源的像，（已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求该液体的折射率。

22．（2018?常州一模）如图所示，某种透明液体的折射率为n，在液面下深为h处有一点光源S，现用一不透光的圆形薄板置于液面，其圆心O在S的正上方。要使观察者从液面上任一位置都不能看到点光源S，求： ①该透明液体中的光速； ②该圆形薄板的半径R。

23．（2018?茂名模拟）一玻璃砖如图所示，已知AC长为L，∠B=30°，一束单色光以入射角i=45°射入底边上的某点O，光线进入玻璃砖后在BC边的中点M发生全反射，反射光线恰好与底边平行，部分光从AB边上的M点射出。光在真空中的传播速度为c，求：

（i）该单色光在玻璃砖中的折射率；

（ii）光从O点射入到从N点射出经历的时间。

24．（2018?凉山州模拟）两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面设到半

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圆柱玻璃上，如图所示，已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点，已知玻璃截面的圆半径为R，OA=，OP=①玻璃材料的折射率；

②入射点为A的激光在玻璃中传播的时间。

R，光在真空中传播的速度为c，求：

25．（2018?盐湖区校级模拟）由两种不同透明介质制成的直角三棱镜甲和乙，并排放在一起刚好构成一截面为正三角形的棱镜，甲的折射率为n1=1.5，一细光束由AB边的中点O斜射入棱镜甲，已知入射光线在AB边的入射角的正弦值为sini=0.75，经折射后该光束刚好在棱镜乙的AC边发生全反射，最后从BC边射出。已知真空中的光速为c=3×108m/s，AB边的长度为l=6cm。求该细光束在棱镜中的传播时间。

26．（2018?唐山二模）某种透明材料做成的玻璃砖截面如图所示，左侧部分是半径为R的半圆，右侧为边长为2R的正方形ABCD，﹣束单色光从左侧沿半径方向射入玻璃砖，入射方向与AB边成45°角，恰好不能从AB面射出，已知c为光在真空中传播的速度，求： （i）此种材料玻璃砖的折射率；

（ii）这束光从射入玻璃砖到开始射出玻璃砖的总时间。

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27．（2018?新疆一模）如图所示，横截面为圆周的柱状玻璃棱镜，有一束单色光垂直于截面OA射入棱镜，经棱镜反射和折射后有一束光线从OC面射出棱镜，已知这条光线和射入棱镜的光线夹角为150°，

．（只考虑光在棱镜的每

一个面上发生一次反射和折射的情形），求玻璃棱镜的折射率。

28．（2018?德州一模）如图所示，△ABC为折射率n=、顶角θ=30°的直角三棱

镜的截面，P为竖直放置且平行于直线AB的光屏。一束单色平行光束射向AC面，经三棱镜折射后光线垂直照射在屏P上，已知AB=d．求： ①入射光线与AC面的夹角； ②入射光带的竖直宽度h。

29．（2018?包头一模）如图所示，AOB是圆柱玻璃砖的截面图。今有一束单色平行光线以45°的入射角入射到玻璃砖的AO面，折射角为30°．这些光线只有一部分能从

面射出，并假设凡是射到OB面上的光线全部被吸收，也不考虑OA

面的反射作用。试求： ①玻璃的折射率； ②圆柱

面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几？

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30．（2018?湖北模拟）如图为三棱柱形棱镜的横截面，该横截面为直角边d=1m的等腰直角三角形，一细光束由AB面斜射入，并逐渐调节入射角及入射点的位置，使细光束经AB面折射后直接射到AC面，且当细光束与AB面的夹角为θ=30°时，该细光束恰好不能从AC面射出。求： ①棱镜的折射率为多大？ ②如果入射点到A点的距离为

，光在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s，则

光束从AB面传播到AC面所用的时间应为多少？（结果可保留根号）

31．（2018?湖北一模）一根玻璃丝的折射率为n=l.6，直径为d=1.5mm，其形状刚好和四分之一个圆相同，内侧圆弧的半径为R，如图所示．一束光垂直射到玻璃丝的端面，如果要使整条光束都能被全反射，R的最小值为多少？

32．（2018?齐齐哈尔二模）如图为一透明材料制成的半球形物体，将半球形物体竖直地固定在水平面EF上，且AB⊥FE，O点为半球形物体的圆心，虚线OO1为平行于EF的半径，现有一细光束由半球形物体的右侧面斜射到球心O处，光束与OO1的夹角θ=30°，该光束经半球形物体色散后，在水平面的EB间形成一彩色光带，经分析可知光带中各种色光的折射率介于体的半径为10cm，sin37°=0.60，cos37°=0.80，求： ①平面上的光带宽度为多少？

②现将细光束绕O点逆时针转动，当θ为多少度时水平面上的光带刚好完全消

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≤n≤1.6之间，已知半球

失？

33．（2018?广州二模）如图是折射率为n=1.5的半圆环玻璃砖横截面，O是圆心，OO'是半圆环的对称线，该截面内光线a垂直CD从C处射入，恰好不从外环射出，而是从AB某处射出。另一平行a的光线b（图中未画出）从内环BFC某处射入，而后从外环的E处射出，出射光线与OE的夹角为θ，且sinθ=0.4．设AB、CD的宽度均为d，内环半径为R，光线b与OO'的距离为x。求： （i）的值； （ii）的值。

34．（2018?三明模拟）如图a所示，在空气中放有一半径为R、折射率为n=2的透明球，与球心O相距

R的A点处有一可向各个方向发光的点光源。求：

（1）光线从该透明球射向空气发生全反射时的临界角； （2）透明球表面有光射出部分的面积。

提示：如图b所示球冠的面积公式为S=2πr2（1﹣cosθ）。空气的折射率取为1。

35．（2018?攀枝花模拟）真空中有一折射率n=

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的直角棱镜ABC，横截面如图

所示，∠C=30?，AB的长度为d，过C垂直于BC放一光屏P．一束单色光从AB边的中点D射入棱镜，入射方向与AB界面间的夹角为30?，光经AB、AC界面折射后射到光屏上的M点（图中未画出），求： （ⅰ）M、C间的距离；

（ⅱ）已知真空中的光速为c，求单色光从D点传到M点的时间。

36．（2018?大庆一模）如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD为半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的某点入射，入射角θ1=45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点。 ①求该棱镜的折射率n：

②求光线在该棱镜中传播的速度大小v（已知光在空气中的传播速度c=3×108m/s）。

37．（2018?衡阳二模）如图表示一个盛有某种液体的槽，槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB，罩内为空气，整个罩子浸没在液体中，底边AB上有一个点光源D，其中BD=AB．P为BC边的中点，若要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩为P点的上半部分，试求槽内液体的折射率应为多大？

38．（2018?菏泽一模）如图所示，某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组成，半圆的直径为d，正三角形的边长也为d，一束单色光从AB边的中点D垂直于BC射

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入玻璃砖中，结果折射光线刚好通过半圆的圆心O，光在真空中的传播速度为c，求：

①光在玻璃砖中传播的时间（不考虑光的反射）。

②入射光线的方向不变，将光在AB面上的入射点下移，使折射光线刚好能照射到圆的底部，入射点沿AB移动的距离为多少？这时光束在圆的底部经玻璃砖折射后的折射角为多少？

39．（2018?宁城县二模）如图所示，一束平行光以45°的入射角照射到半径为R的半圆柱形玻璃砖的上表面上，已知玻璃砖对平行光的折射率为①圆柱面上光线能够射出的区域所对的圆心角θ是多少？

②能从圆柱面射出的光线中，在玻璃砖中传播时间最长为多少？（光在真空中的速度为c）

。

40．（2018?宝鸡一模）如图所示为一异形玻璃砖的横截面，异形玻璃砖由一等腰直角三棱镜ABC和与其材料相同、相同厚度的圆柱形玻璃砖组成的，等腰直角三棱镜的直角边与圆柱形玻璃砖半径相等，均为R．现有一束宽度也为R的平行单色光垂直BC边射入异形玻璃砖，光线恰好不能从AC边射出．已知光在真空中的速度为c．求：

（1）光在直角三棱镜中传播的时间；

（2）圆柱形玻璃砖中有光线射出部分的弧长．

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参考答案与试题解析

1．

【分析】当小球发出的光线经过平面镜反射射入观察者的眼睛时，人就能看到小球镜中的像。根据反射定律作出光路图及边界光线。运用三角形相似法求出人能看到的小球运动区域，再根据小球自由落体运动的规律求时间。

【解答】解：由平面镜成像规律及光路图可逆可知，人在A处能够观察到平面镜中虚像所对应的空间区域在如图所示的直线PM和QN所包围的区域中，小球在这一区间里运动的距离为图中ab的长度L′．由于△aA′b∽MA′N△bA′C∽NA′D； 所以而

==

；

联立求解，L′=0.75m 设小球从静止下落经时间t人能看到， 则L′=g（t+△t）2﹣gt2 代入数据，得t=0.275s

答：小球从静止开始下落经0.275s时间，观察者才能在镜中看到小球的像。

【点评】本题是边界问题，根据反射定律作出边界光线，再根据几何知识和运动学公式结合求解。 2．

【分析】（1）根据已知条件画出光路图，由数学知识得出折射角大小，利用折射定律可求出折射率的大小；

（2）利用几何知识计算出激光在介质球中传播的距离，结合速度公式算出介质

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中的速度，即可求出时间。

【解答】解：根据题意画出如下的激光光路图，由几何关系可知折射角 r=30°

由折射定律解得介质球的折射率为：

（2）由几何知识可得，激光在介质中传播的距离 激光在介质中传播的速度 为：则传播的时间

。

；

。 ，

；

。

答：（1）介质球的折射率为

（2）激光在介质球中传播的时间为

【点评】解答本题的关键是：根据题意正确画出光路图，利用数学知识分别算出角度和传播距离的大小，再利用折射定律和速度公式即可求出答案。 3．

【分析】（1）根据题意正确画出光路图，利用已知条件和折射定律可直接求出折射率；

（2）由于数学知识，分段求出两段距离d1和d2，最后求出反射光线与投射出来的光线之间的距离。

【解答】解：（1）设入射光线的入射角为i，反射角为β，折射角为r，光路图如下所示，

根据题意则有：i=β=60°，r+β=90° 得出：r=30°，

则由折射定律可解得：玻璃砖的折射率为：。

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（2）由几何关系可知：

，

，

因此，由图可知经平面镜反射的光线与经玻璃砖CD面投射出来的光线之间的距离为

。

；

。

答：（1）玻璃砖的折射率

（2）经平面镜反射的光线与经玻璃砖CD面投射出来的光线之间的距离为

【点评】解答本题的关键是：要根据题意画出光路图，利用数学知识再结合折射定律求解答案；同时要学会认真审题，从题目中获得有效的信息，抓住主要因数，利用相关的规律进行解题。 4．

【分析】①作出光路图，根据几何关系求出入射角，结合折射定律得出临界角的大小，通过比较判断光线最先从哪个面射出，根据折射定律求出折射角。 ②根据几何光线求出光束在棱镜中传播的路程，结合v=求出光束在棱镜中传播的速度，从而得出光束在棱镜中传播的时间。 【解答】解：①由

可得临界角为：C=45°

由几何关系得光线第一次达到AB边上的入射角θ1=60°＜45° 所以光线在该面上发生全反射 因为∠B=60°，所以BE=CE=asin

，过E点的法线恰好为EC所在的直线

，△CEF为等边三角形，CF=CE=

光线在AB边上全放射后达到DC面上F点，一部分有DC边折射出去，一部分经DC面反射垂直AB边射出

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设从CD边射出光线的折射角为θ2，根据解得：θ2=45°

②根据光路图可知，光沿AD边发生折射运动的路径最短，所需时间最短，故时间t=，其中v=，解得t=

答：①从棱镜中射出的光与出射镜面间的夹角为45° ②光在棱镜中运动的最短时间为

【点评】本题关键掌握全反射的条件，并能结合几何知识判断能否发生全反射。再运用折射定律求解 5．

【分析】（1）根据题意在甲图中作出光路图，利用几何知识计算出折射角大小，再利用折射定律算出材料的折射率；

（2）根据时间最长，隐含着光在传播是要发生全反射的条件，在乙图中作出光路图，由于数学知识求出总路程，即可用速度公式算出时间。

【解答】解：（1）根据题意在甲图中作出光路图如下，由图可知：光的入射角为450，光在三楼镜中的折射角r为30°

根据光的折射定律：

，解得：n=。

（2）要使光从器具的右端面出射必须以全反射的方式传播，每次的入射角都大

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于或等于临界角，

但等于临界角时路程最大，时间最长。光路图如下所示：

第一次发生全反射有：由几何关系知：sinC=

，解得：△s1=n△l1，

设光经N次全反射从另一个端面射出，则在长方体内的总路程为：

，

光在材料内总路程光在材料中的传播速度

，

。

，

因此光在材料中最长传播的时间：

答：（1）这种透明材料的折射率为；（2）光在器具中传播所需最长时间为。

【点评】解答本题的关键是：充分利用已知条件和题目中隐含的条件，画出光路图，运用数学知识解出边长和角度的大小关系，再利用折射定律和速度公式可求出答案。 6．

【分析】（i）作出光路图，结合折射定律求出折射角的大小，根据几何关系求出光线在圆柱体内运动的路程，通过v=求出光在介质中传播的速度，从而求出单色光在圆柱体内运动的时间。

（ⅱ）根据几何关系求出出射光线与水平线AB的夹角。

【解答】解：（i）光线从入射到出射的光路如图所示，入射光线经玻璃折射或，折射光线为CE，又经圆柱体内壁反射后，反射光线为ED，最终由D点射出。 由折射定律n=解得：r=30°，

由几何关系及对称性，单色光在圆柱体内运动光程为：

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得：sinr=，

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/cfcp.html