2025版高考物理一轮总复习考点突破第14章光第34讲光的折射与全反射考点2光的折射全反射的综合应用

考点2光的折射、全反射的综合应用(实力考点·深度研析)1．全反射规律的应用(1)全反射棱镜截面是等腰直角三角形的棱镜(通常是玻璃做成的)叫全反射棱镜。它的特殊作用一般有如图所示的四种状况(2)光导纤维光导纤维简称“光纤”，它是特殊细的特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间)，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大。2．解决全反射问题的一般步骤(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sinC＝eq\f(1,n)确定临界角。(3)依据题设条件，推断光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、推断、运算，解决问题。[解析]设光线在OQ界面的入射角为α，折射角为β，由几何关系可知α＝30°，则有折射定律n＝eq\f(sinβ,sinα)＝eq\r(2)，光线射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中OB⊥CS，光线在AB两点发生全反射，有全反射定律sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(\r(2),2)，即AB两处全反射的临界角为45°，AB之间有光线射出，由几何关系可知AB＝2AC＝2CS＝OS＝d，故选C。【跟踪训练】(对全反射的理解)(多选)(2024·湖南卷)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员放射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发觉只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是(BC)A．水的折射率为eq\f(1,sin41°)B．水的折射率为eq\f(1,sin49°)C．当他以α＝60°向水面放射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D．当他以α＝60°向水面放射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°[解析]他发觉只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α＝41°时激光恰好发生全反射，则sin(90°－41°)＝eq\f(1,n)，则n＝eq\f(1,sin49°)，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面放射激光时，入射角i1＝30°，则依据折射定律有nsini1＝sini2，折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确，D错误。故选BC。(光导纤维)(多选)一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，光导纤维的长度为L，图中该束光刚好在光导纤维与空气的交界面处发生全反射，已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是(AC)A．光导纤维对该束光的折射率n>1B．光导纤维对该束光的折射率n<1C．该束光在光导纤维中传播的时间为eq\f(n2L,c)D．该束光在光导纤维中传播的时间为eq\f(L,nc)[解析]由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，所以光导纤维的折射率比空气的折射率大，即n>1，故A正确，B错误；该束光在交界面处发生全反射的临界角C的正弦值为sinC＝eq\f(1,n)，该束光在光导纤维中的传播速度为v＝eq\f(c,n)，v在沿光导纤维方向的重量为v1＝vsinC＝eq\f(c,n2)，则该束光在光导纤维中传播的时间为t＝eq\f(L,v1)＝eq\f(n2L,c)，故C正确，D错误。(全反射棱镜)自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的平安指示灯，它能把来自后面的光线反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角三棱镜(折射率n>eq\r(2))组成，棱镜的横截面如图所示。一平行于横截面的光线从O点垂直AB边射入棱镜，先后经过AC边和CB边反射后，从AB边的O′点射出，则出射光线是(B)A．平行于AC边的光线①B．平行于入射光线的