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2024 年高考一轮复习100 考点100 讲
第15 章 光学
第15.3 讲 玻璃砖
【知识点精讲】
一、 玻璃砖
1．光线经平行玻璃砖两次折射，出射光线O′B 平行于入射光线AO。
2．光线经平行玻璃砖不改变传播方向，只是侧移d。
3．比较在不同介质中光的传播
光线传
播路径
光线传
播特点
出射光线平行于入射光线，出
射光线向入射光线与界面所夹
的锐角(θ)一方侧移
出射光线平行于入射光线，出
射光线向入射光线与界面所夹
的钝角(φ)一方侧移
相同点
入射角一定时，光的频率越大，侧移量越大；同一频率的光，
入射角大的侧移量大
二．激光
特点
性质
应用
相干性
只有频率相同、相位差恒定、偏
振方向一致的光才是相干光。激
光是一种人工产生的相干光，具
有高度的相干性
光纤通信
平行度
激光的平行度非常好，在传播很
远的距离后仍能保持一定的强度
精确的测距；读取光盘上记录的
信息等
高亮度
它可以在很小的空间和很短的时
间内集中很大的能量
用激光束切割、焊接；医学上可
以用激光做“光刀”；激发核反
应等
【最新高考题精练】
1
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1．（2017 海南高考）如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一细光束从
空气中以某一角度θ（0＜θ＜90°）入射到第一块玻璃板的上表面。下列说法正确的是_______________。
（填入正确答案标号。选对1 个得2 分，选对2 个得3 分，选对3 个得4 分；有选错的得0 分）
A．在第一块玻璃板下表面一定有出射光
B．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光
C．第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行
D．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧
E．第一块玻璃板下表面的出射光线一定在入射光延长线的右侧
【最新模拟题精练】
1.. (2023 浙江杭州九校期中联考) 如图，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色
光a 和b，则下列判断正确的是（ ）
A. 玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率
B. 在玻璃砖中，a 光的速度大于b 光的速度
C. a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长
D. 以同一入射角从某介质射入空气，若a 恰发生全反射，则b 光一定能发生全反射
2. （2023 河南洛阳名校联考）如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形
是它的一个截面，
两种单色细光束从
点射入，入射角
，
，若光折射后恰好射至
点，
光从
面射
出，则（ ）
2
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A.在介质中
光的速度比光的速度小
B.该介质对光的折射率力
C.该介质对光的折射率
D.若要光在
面上发生全反射，角
的范围应满足
3. （2023 广东实验中学三模）如图，矩形
为一玻璃砖的截面，
、
．该截面内一
条单色光线
从
点射向
中点
，刚好在
发生全反射并直接射向
点。该单色光的另一条与
平行的光线
从
上的
点（未画出）射入玻璃砖，光线经
反射后直接射向
点。已知真空中光速
为
，求
(1)玻璃砖的折射率
；
(2)
、
的距离及光从
点传播到
点的时间。
4. （2023 山东青岛二中下学期期中）如图，边长为a 的正方形ABCD 为一棱镜的横截面，M 为AB 边的中
点。在截面所在的平面，一光线自M 点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC 边的N 点恰好发生全反
3
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射，反射光线从CD 边的P 点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C 两点之间的距离。
5. （2023 浙江萧山名校联考）如图，正方形ABCD 为一棱镜的横截面，N 为AB 边的中点。在截面所在平
面内，一光线自N 点射入棱镜，入射角为
，反射光线与折射光线垂直，折射光线射在BC 边的M 点，
求：
（1）棱镜的折射率：
（2）请判断折射光线NM 能否从BC 面射出棱镜，说明理由。
6. （2023 四川成都石室中学二诊） 如图所示，AOB 为半径为R 的扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上
的C 点，入射角为60°，折射光线平行于BO 边，C 点到BO 面的距离为
，AD⊥BO，∠DAO＝30°，光在
空气中的传播速度为c，求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）光在玻璃砖中传播的时间。
4
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7.（12 分）（2023 湖北重点高中期中联考）如图所示，MNP 是截面为扇形的透明介质的横截面图，顶角
，今有一束单色光线在横截面内从MN 的中点S 沿垂直MN 的方向射入透明介质，一部分光线经
NP 面反射后恰好未从MP 面射出，只考虑两次反射作用.求：
（1）该光全反射时的临界角；
（2）透明介质的折射率.（计算结果保留根式）
8. （2023 湖南押题卷）如图所示，半圆形透明体的半径为R，光屏
置于直径
的右端并与透明体的
直径
垂直，一单色光以人射角i=30°射向透明体的圆心O，出射光线与
的夹角
。真空中的
光速为c。该单色光进入透明体后到达光屏的时间为（ ）
A.
B.
C.
D.
9. （2023 河南洛阳等4 市三模）在如图所示的平面内，两细束单色光a、b 从真空中射入半圆形玻璃砖中，
经过半圆形玻璃砖折射后，会聚到圆心O，从圆心O 均沿光路OC 又出射到真空中。关于单色光a、b 的有
关特点，下列说法正确的是（ ）
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A. 半圆形玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率
B. 在真空中，a 光的波长大于b 光的波长
C. a 光的频率大于b 光的频率
D. 在半圆形玻璃砖中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度
E. a 光由真空射入到半圆形玻璃砖中，其频率不变
。
10. （2023 辽宁鞍山一模）第四届中国质量获奖者——福耀集团，其生产的汽车玻璃以超高的品质取得了
世界八大汽车厂商的认证。参加社会实践的某高中学生利用所学的光学知识测出了一款汽车玻璃样品的折
射率。如图所示，该学生将一束光线以入射角
从空气射向厚度h=2cm 的平行板玻璃，测出下界面
出射光线的出射点与上界面入射光线的法线之间的距离d=1cm。则此玻璃的折射率n 为（ ）
A.
B.
C.
D.
11. （2023 四川成都树德中学二诊）（5 分）如图所示，图中阴影部分ABC 为一透明材料做成的柱形光学
元件的横截面，该种材料对红光的折射率n=2，AC 为一半径为R 的四分之一圆弧，D 为圆弧面圆心，
ABCD 构成正方形。在D 处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC 直接射向
AB、BC 的光线，已知光在真空中速度为c，则以下说法正确的是（ ）
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A．红光在该材料中传播的速度为
B．光从该材料射到空气发生全反射的临界角为45°
C．点光源发出的光射到AB 面上的最长时间为
D．照射在AC 边上的入射光，有弧长为
区域的光不能从AB、BC 边直接射出
E．将点光源换成紫光，则AB 边上有光射出的长度减小
12（2023 湖南新高考教研联盟第二次联考）如图所示，某玻璃砖的截面由半径为R 的半圆和等边三角形
ABC 组成，AB 是半圆的直径，O 为半圆的圆心。单色光平行于CO 照射在AC 面上，其中从AC 中点射入
玻璃砖的光线恰好经过半圆圆心O 点（图中已画出），不考虑光线的反射。下列说法正确的是（ ）
A.玻璃砖对该单色光的折射率为
B.进入玻璃砖的所有光线都能够从半圆面射出
C.光线从AC 面传播到圆弧面，经过圆心O 点的光线传播的时间最长
D.若调整入射光线的角度，光线可能在AC 面进入玻璃砖时发生全发射
13. （2023 湖南衡阳二模）如图所示，OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面，OD 为直径，一束由蓝光和黄光
组成的复色光沿AO 方向从真空射入玻璃，分两束分别射到圆柱面的B、C 两点。只考虑第一次射向圆弧的
光线，下列说法正确的是（ ）
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A. 从B、C 两点射出的光分别是黄光、蓝光
B. 光从O 传到B 与光从O 传到C 的时间相等
C. 若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从B 点射出
D. 若仅将复色光的入射点从O 平移到D 的过程中，可能出现从圆弧射出的两束光线平行
14. （2023 河北张家口宣化一中二模） 一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB 镀银，O 表示半
圆截面的圆心，半径为R。一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出，已知光线在
M 点的入射角为30o，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）透明物体的折射率；
（2）光线从M 点传到N 点所用的时间。
15（2023 四川成都名校联盟三模）（10 分）如图（a），一透明圆锥体水平放置，底面圆心在O 点，
半径为R，纵截面ABC 为等腰三角形，顶角
，介质的折射率为
，O 点与圆锥体上方水平放置
的圆形光屏MN 的距离为
，一束环形单色光竖直向上照射在AB 面上；光照在圆锥底面环形区域的
俯视图如图（b），其中内圆P 的半径为
，外圆Q 的半径为
。真空中的光速为c，不考虑光线在介
质中的多次反射。求：
（ⅰ）内圆P 边界处的光线到达AC 面经过的时间t；
（ⅱ）光屏MN 上被照亮的面积S。
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图（a） 图（b）
（其它合理解法，参照给分）
16．（12 分）（2023 山东潍坊高二期末）在如图所示平面坐标系的第四象限内，紧贴 xy 轴放置了一块
长方体的玻璃砖 （图中未画出），有一束入射光通过 A 点并平行于纸面照射到玻璃砖上，在与 x 轴平
行的两个 玻璃砖表面上都发生了反射和折射，我们在 4 根较亮的光线上各标注了一个点，坐标分别为 A
（0,3）、B（14,4）、C（18,4）、D（10,－5），ABCD 四个点皆在玻璃砖外部，光在真空中的传播 速度
c＝3×108m/s，求：
（1）玻璃砖沿 y 轴方向上的厚度 d；
（2）该玻璃砖的折射率 n；
（3）光在玻璃砖内运动的时间 t。
17. （2023 山东潍坊期末）如图所示为一个用折射率
的透明介质做成的四棱柱
，
其中
，
，
。现有一平行光束垂直于四棱柱侧面
入射，已
知
，
，
，求：
（1）从侧面
入射到面
上的光线经第一次反射后的反射光线与面
的夹角；
（2）面
上的发光面积。
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18. （2023 四川成都蓉城名校联盟联考） 2021 年12 月9 日，“天宫课堂” 第一课正式开讲，某同学在
观看太空水球光学实验后，想研究光在含有气泡的水球中的传播情况，于是找到一块环形玻璃砖模拟光的
传播，俯视图如图所示。已知玻璃砖的折射率为
，外圆半径为2R，光线a 沿半径方向射入玻璃砖，光
线b 与光线a 平行，两束光线之间的距离为x=
R，光线b 经折射后恰好与内柱面相切；光在真空中的传
播速度为c。求：
（1）该玻璃砖的内圆半径r；
（2）光线a、b 在外圆界面内传播的时间差∆t （不考虑光线反射）。
20（10 分）（2023 江西红色十校第一次联考）如图所示，AOB 是截面为四分之一圆的玻璃砖，圆的半径
为R，一束单色光从OA 的中点G 垂直OA 射入，在圆弧面上的D 点发生反射和折射，反射光线和折射光
线分别照射到OB 所在平面上的E 点和F 点，已知△EDF 为直角三角形。
（ⅰ）求玻璃砖对光的折射率；
（ⅱ）若将入射光从G 点向上平移，则向上平移多大距离，光照射到圆弧面上刚好发生全反射？
21．（8 分）（2023 山东青岛期末）如图，半圆形玻璃砖可绕过圆心的轴转动，圆心 O 与足够大光屏的
距离 d＝10 3 cm，初始玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心沿垂直光屏方向射向玻璃砖，在光 屏
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上 O1位置留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕 O 点顺时针方向转动时，光屏上 光点也会移
动，当玻璃砖转过 30°角时，光屏上光点位置距离 O1点为 10cm。求
（1）玻璃砖的折射率 n；
（2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕 O 点相对初始位置转过的角度α 的正弦值。
2 2 . （2 0 2 3 四川遂宁零诊）（1 0 分）某透明材料对红光的折射率为 n = 2 ，工厂用这种材料做出一个半径为
r=√2cm 的透明 半球体，其底面内壁涂有吸光材料，O 为半球体的球心，在 O 点正上方有一点光源 S ，
能够朝各个方向发射红光，如图为透明半球体的截面示意图。已知 O S 的距离 d = 1 c m ，真空中的光速
C=3.0×108m/s（忽略经透明半球体内表面反射后射出的光），答案可保留根号，求
（i ）红光到透明半球体表面的最长时间
（i i ）透明半球体外表面不发光区域在此截面上形成的弧长
23. 如图所示，一块矩形玻璃砖沿一段半径为R 的圆弧线被切割成两块：玻璃砖ABCD 和玻璃砖MNPQ，
并分开一段距离。两段圆弧的圆心分别为O 和
，
=
且
连线与AD、NP 垂直。一束与
相距
的激光平行
射入玻璃砖ABCD，从BC 面上射出后正好经过
。不考虑激光在玻璃砖内多次
反射，下列说法正确的是（ ）
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A. 光在BC 面上出射
折射角为30°
B. 光在玻璃砖中的传播速度为
×108m/s
C. 激光从界面MQ 进入玻璃砖后平行于
D. 激光不可能从界面QP 射出
12
