高考物理一轮专项复习练习卷-光的折射、全反射（原卷版+解析版）

光的折射全反射

考点一折射定律的理解与应用

考点二全反射现象的理解与应

用

考点三光路控制问题分析

考点四平行玻璃砖模型的分析

本课内容假如三摒翻•呵独精折

题型1折射率的计算、折射定律

的应用

(题型2全反射定律的应用、光导纤维

(题型3常见三类光路的控制特点一

磅好四格惠•题型《练，题型4各种色光的比较与分析一

'题型5平行玻璃对光路的控制

卜题型6三棱镜对光路的控制

\题型7圆柱玻璃对光路的控制

知被•复力8标

1、理解和掌屋射定律及应用。

2、理解和掌握全反射定律及应用。

知3•务窕如也

考点一折射定律的理解与应用

1.折射定律

(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内.折射光线与入射光线分别位于法

线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.

⑵表达式:黑

n.

(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.

2.折射率

(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.

sin0i

(2)定义式:n=----.

sin仇

(3)计算公式：n=-因为v〈c,所以任何介质的折射率都大于L

v9

(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射

角小于折射角.

3.折射率的理解

(1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关.

⑵折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质.

(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.

(4)公式中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，仇总是真空中的光线与法线

sin—

间的夹角，仇总是介质中的光线与法线间的夹角.

提稗•创题拜析

[例题1](2024•广东模拟)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太

阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中()

A.a的折射率比b的大

C.a的传播速度比b的小D.a的波长比b的大

[例题2](2024•柳州模拟)如图所示为一圆柱形玻璃砖的截面，。为圆心，AB为一条直径，光线

a、b均从C点射入，光线a平行于AB,光线b与光线a的夹角a=15。,两条光线的折射光线

均经过B点，0=60°,则光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比为()

V6V6V2V3

A.一BC.—D

3-T2-T

[例题3]（2024•绍兴二模）如图所示一束宽度为a的平行单色光，从折射率为n的介质1进入到折

射率为n2的介质2中，单色光宽度变为b（b>a）,已知单色光入射点A、B两点距离为c,下

列说法正确的是（）

八2。

C.单色光在介质1的频率小于在介质2的频率

D.单色光在介质1的波长小于在介质2的波长

考点二全反射现象的理解与应用

I.定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失.只剩下反射

光线的现象.

2.条件：（1）光从光密介质射入光疏介质.（2）入射角大于或等于临界角.

3.临界角：折射角等于90。时的入射角，若光从光密介质（折射率为〃）射向真空

或空气时，发生全反射的临界角为C,则sinC=1.介质的折射率越大，发生全反

n

射的临界角越小.

提稗•例题林析

[例题4]（2024•广东二模）如图所示，正方形ABCD为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出

的单色光经M点射入该冰面内，入射角为①但具体角度值无法测量，光线在AB边上的N点

射出，QM连线的延长线与AB边交于P点，已知MP和MN的长度，根据以上信息（）

PN

AB

广一

Q/冰块

D'--------------------'C

A.不能求得冰块折射率

B.光线进入冰块中传播时频率变小

C.减少。角，光线在AB边可能会发生全反射

D.无论怎么改变6角，光线在AB边都不可能会发生全反射

[例题5]（2024•新泰市校级一模）如图所示，半圆形玻璃砖OEFG的半径为R,O为圆心，M为直

径上的一点，F为半圆的顶点，让一细激光束从M点沿纸面射入，当。=0°时，光线恰好在玻

璃砖圆形表面发生全反射；当。=60°时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点F射出，且射出的光线

与从M点入射的光线平行。已知真空中的光速为c,则（）

B.玻璃砖的折射率为迎

2R

C.当。=60°光在玻璃砖中的传播时间为一

c

D.光在玻璃砖中发生全反射的临界角为30°

[例题6]（2024•湖州模拟）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的

透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。

图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，ABXBCo光线垂直AB射入,

分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。（）

D

A.光线垂直AB射入五棱镜后，光速增大

B.无论射向AB的入射角多大，光线一定会在CD和EA上发生全反射

C.若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为近

D.若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为.

sin22.5

考点三光路控制问题分析

平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制:

别

平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球）

项目

结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形横截面是圆

A

7叭

对光线的作用畤A.圆界面的法线是过圆心

通过三棱镜的光线经两次

通过平行玻璃砖的光线不的直线，经过两次折射后

折射后，出射光线向棱镜

改变传播方向，但要发生向圆心偏折

侧移底边偏折

全反射棱镜，改变光的传

应用测定玻璃的折射率改变光的传播方向

播方向

提移•例题样析

[例题7]（2024•龙岗区校级三模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下,

往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射,

反射角为。，光在真空中传播速度为c,则（）

A.水的折射率n=sin。

B.光在水球中的传播速度u=岛

Sulu

C.光从空气进入水球，波长变短

D.光从空气进入水球，频率变大

[例题8]（2024•长沙模拟）如图所示，一个折射率为n的柱状玻璃砖横截面由四分之一圆OPQ和

直角三角形OQS组成，ZQSO=60°,OS=ao一束单色光从SQ的中点A以入射角i=60°

入射，折射光线恰好射向圆心O点，已知光在真空中传播的速度为c,则（）

A.玻璃砖材料的折射率n=迎

B.光束在O点将发生全反射

na

c.光束在玻璃砖内的传播时间为一

c

D.如果入射光束绕A点逆时针旋转使入射角减小，折射光束一定会在O点发生全反射

[例题9]（2024•二模拟）近日，工信部披露的最新数据显示，2023年我国光缆线路建设取得显著

成果，新建光缆线路长度达473.8万公里，使得全国光缆线路总长度一举突破6432万公里。光

缆线路主要用于光信息传输，在铺设的过程中，尽量不要弯曲。如图所示，一段折射率为n、

横截面是圆面的光导纤维，截面半径为r,在铺设的过程中弯曲成了一段圆弧，圆弧的圆心到光

导纤维的中心轴线的距离为R,光导纤维外部可认为是真空区域。现有一束光垂直于光导纤维

左端截面射入，为了保证这束光经反射后均能从右端面射出，则光导纤维的折射率n至少为

()

RR+rR+rR+2r

A.B.——C.—D.-------

R—rR-rRR

考点四平行玻璃砖模型的分析

提稗•例题特析

[例题10]（2024•嘉兴一模）如图所示，水平地面上放置一截面为等腰梯形的玻璃砖ABCD,玻璃成

的折射率为/，/BAD=60°。在A点正下方地面上处有一光源S,一束光自S射向AB面上

的P点，NASP=15°,则（）

A.此光线射至AB面恰好发生全反射

B.此光线经折射从AD面射出时偏折了45。

C.此光线在玻璃内多次反射从AD面射出的光线都相互平行

D.若自S发出的光束入射至AP之间，此光束的折射光到AD面可能发生全反射

[例题11]（2024•重庆模拟）如图所示，两束相同的平行单色光a、b照射到一块矩形玻璃砖的上表

面，发生折射后分别照射到PQ和NQ界面上，下列说法中正确的是（）

A.两束折射光都可以在界面上发生全反射

B.两束折射光都不会在界面上发生全反射

C.折射光d可能发生全反射

D.折射光c可能发生全反射

［例题12］（多选）（2024•潍坊一模）如图为透明长方体的横截面efgh,其折射率九=半，一细束单

色光以角。入射至ef面上的p点，ep=*L,己知光在真空中的传播速度为c,不考虑光在

长方体内的二次及二次以上的多次反射，下列说法正确的是（）

A.当入射角为。=60°时，光在长方体中的传播时间为一

c

2V3L

B.当入射角为。=60°时，光在长方体中的传播时间为----

C

C.当入射角。＜45°时，折射到eh面上的光一定发生全反射

D.当入射角。＜45。时，折射到eh面上的光不一定发生全反射

解翳•题型有统

题型1折射率的计算'折射定律的应用

1.（2024•宁波二模）如图所示为一等腰梯形的特殊玻璃，其上表面长2m,下表面长6m,高2m,

现用两束对称光分别从A、B点射入，并于C点聚焦。若C到玻璃下表面的距离D点为2.5m,

AB的距离为3m,则该玻璃的折射率取值范围是（）

C.(1,2)D.(1,V2)

2.（2024•广州二模）如图是。为圆心、AB为直径的透明圆盘截面，一束激光从空气中平行AB

由C点射入圆盘，在B点反射后从D点平行AB射出。已知圆盘半径和AC距离相等，则该圆

盘对激光的折射率为（）

A.1.5B.2C.V2D.V3

3.（2024•厦门模拟）如图所示为某手机防窥膜的原理简化图，在透明介质中等距排列有相互平行

的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度相等、方向与屏幕垂直。从手机屏幕上相邻两吸光屏障

中点。发出的光线经透明介质由吸光屏障边缘射入空气，在空气中的出射角。称为可视角度，

可视角度越小防窥效果越好，则下列做法中能提高防窥效果的是（）

透//赢屏障

手机屏幕

A.增大手机屏幕亮度

B.增大相邻两吸光屏障间距

C.减小防窥膜的厚度

D.减小透明介质的折射率

题型2全反射定律的应用'光导纤维

4.（2024•聊城模拟）如图甲所示为某同学收集的一个“足球”玻璃球，他学习了光的折射后想用

激光对该球进行研究。某次实验过程中他将激光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正

视图如乙所示，AB是沿水平方向的直径，当光束从C点射入时，能从右侧B点射出，已知真

空中的光速为c,点C到AB竖直距离/=享心玻璃球的半径为R,且球内的足球是不透光体,

不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（）

甲乙

A.B点的出射光相对C点入射光方向偏折了30°

B.该“足球”的直径最大是

C.继续增加h（h<R）则光将会在右侧发生全反射

3R

D.该激光在玻璃球中的传播时间为一

c

5.（2024•来宾模拟）如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，直径MN与水平面平行。由两种单色

光组成的细光束沿aM从MN边射入玻璃枝，细光束进入玻璃砖后分成两束光分别打到玻璃成

截面的b、c两点处（入射到b、c两点的两束单色光分别称为单色光b和单色光c）,b、c两点

分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。下列说法正确的是（）

A.单色光b可能在b点发生全反射

B.在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的大

C.单色光b的波长比单色光c的长

D.单色光b的频率比单色光c的小

6.（2024•新疆模拟）我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤通信采用的光导纤维由内芯和

外套组成，其侧截面如图所示，红光和蓝光以相同的入射角i（iWO）从轴心射入光导纤维后分

A.a是蓝光，b是红光

B.内芯的折射率比外套大，入射角i由0。逐渐增大时，b单色光全反射现象先消失

C.从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长

D.在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大

题型3常见三类光路的控制特点

7.（2024•吉林一模）如图所示，横截面为半圆的柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分

别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心。下列说法正确的是

)

A.光线1为入射光线

SlTtl

B.玻璃砖对该单色光的折射率为——

sinr

sini

C.该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为一

sinr

D.光线2、3不可能相互垂直

8.（2024•南京模拟）如图所示，ABCD是棱镜的横截面，是底角为45°的等腰梯形。一单色光

平行于底面AB入射，入射点为E,折射后射向F点，F为AB中点，棱镜的折射率为不

考虑光的二次反射，则（）

A.光可能从F点射出AB面

B.光可能在BD面发生全反射

C.入射点E上移，光的出射点下移

D.入射点E上移，光在棱镜中传播的路程变长

9.（多选）（2024•岳麓区校级模拟）如图所示，楔形玻璃的横截面AOB的顶角为。=37°,OA

边上的点光源S到顶点O的距离为L,光线射向OB边，不考虑多次反射，从OB边射出的最

3£

短时间为丁，其中C为光在真空中的传播速度，sin37°=06cos37°=0.8,则（）

4c

3

A.光在玻璃中的传播速度为gc

B.玻璃的折射率为1.25

C.从S点射向O点的光线恰好能发生全反射

D.OB上的发光长度为

题型4各种色光的比较与分析

10.（2023•武昌区模拟）一包含有两种频率光的激光束，从真空中垂直射入截面为直角三角形的玻

璃棱镜，光路如图所示。激光从棱镜的斜边出射时被分为a、b两束光。已知，截面顶角为3

棱镜对这两种频率光的折射率分别为%=*和胆=V2„下列说法正确的是（

A.a光的频率大于比b光的频率

B.a光与b光在三棱镜中的传播速度之比是5：4V2

C.用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹比a光的宽

D.为使这两种频率的光都能从棱镜斜边射出，。角的取值范围是0＜。＜45°

11.（2019秋•杭州期中）如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，将

a、b两种单色细光束射入到P点，入射角为0=45°,AP=1AD,若a光折射后恰好射至AD

B.a光在介质中的折射n=当

TCTT

C.若要a光束在AD面上发生全反射，0角的范围应满足了04亨

4z

D.改变入射角。的大小，b光一定可以从AD面射出

12.（2023•天河区模拟）如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，关

于这三束单色光，下列说法正确的是（）

A.单色光a的频率最大

B.单色光c在玻璃中的传播速度最大

C.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距，单色光c的最大

D.单色光a从玻璃射向空气的全反射临界角最大

题型5平行玻璃对光路的控制

13.（2023•辽宁模拟）一束激光由光导纤维左端的中心点。以a=60°的入射角射入，在光导纤维

的侧面以入射角。=60°多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为60m,光在真空中的

传播速度。=3.0*1（）8向5。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（）

-8-8-7

A.2X10SB.4X10SC.2X10%D.4X10S

14.（多选）（2023•重庆模拟）在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图，ABCD

是棱镜的横截面，截面是底角为45°的等腰梯形。现有与底面BC平行且频率相同的两束单色

光a、b射入AB面，经折射反射，使从CD面射出的光线发生了翻转。已知棱镜材料对该色光

的折射率n=/，下列说法正确的是（）

A.两束光中，有一束可能会从底面BC射出

B.a光能从底面BC射出，b光将从CD面平行于BC射出

C.若光a、b从CD面平行于BC射出，a光离底面BC更近

D.两束光在棱镜中的传播时间相同

15.（多选）（2023•红河县一模）康宁公司1970年最先发明并制造出世界第一根可用于光通信的光

导纤维，并得到广泛应用。如图为某新型光导纤维材料的一小段，材料呈圆柱状，其纵截面

MNPQ为矩形，MQ为直径与MNPQ在同一平面内的一束单色光，以入射角a=45°从空气

经圆心O射入光导纤维，刚好不从MN射出，下列选项正确的是（）

MN

O

QP

A.临界角为45°

B.折射率为§V6

C.单色光由空气进入光导纤维后波长变长

D.若保持入射角a不变，用频率更高的单色光射入光导纤维，一定不会从MN射出

题型6三棱镜对光路的控制

16.（多选）（2023•静海区校级模拟）如图所示，两束激光束对称地射到上下对称的三棱镜上A和

B点上，光线方向与三棱镜中心轴00'平行，A、B与三棱镜中心线距离为d。已知每束激光

束的功率均为Po。三棱镜的顶角为9=30。，对激光的折射率为n=百。假若激光射到三棱镜

后全部通过，不考虑反射光，下列说法错误的是（）

A.激光通过三棱镜后方向改变60°角

B.若不计三棱镜左右厚度，则两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为旧d

C.激光束对三棱镜水平方向作用力大小为F=孕

D.增加三棱镜顶角，激光可能不能通过三棱镜

17.（2024•兴庆区校级一模）如图，截面为直角三角形的玻璃棱镜置于真空中，已知NA=60°,

ZC=90°,一束极细的光于AC边的中点F处垂直AC面入射，AC=2V6cm,玻璃的折射率

为n=光在真空的速度为c=3XlO'm/s。求：

（1）光从玻璃射向真空时，发生全反射时的临界角；

（2）从BC面射出的光在棱镜中传播的时间。

18.（2024•湛江一模）一种“光开关”的“核心区”构造如图中虚框区域所示，其中1、2是两个

完全相同且截面边长均为d的等腰直角三角形的棱镜，直角边与虚框平行，两斜面平行且略拉

开一小段距离，在两棱镜之间可充入不同介质以实现“开关”功能。若一细束单色光a从1的

左侧面上D点垂直于棱镜表面AC射入，若能通过2,则为“开”，否则为“关”。已知棱镜对

单色光a的折射率为1.5,D与底面BC间的距离为0.6d,单色光a在真空中的传播速度为c。

在两棱镜之间不充入介质情况下：

（1）请通过推导说明是否能实现“开”功能；

（2）求单色光a在棱镜中传播的时间t。

题型7圆柱玻璃对光路的控制

19.（2023•淮南二模）彩虹是太阳光射入球形水珠经过折射、全反射、折射形成的，在雨后立即出

太阳的情况下最容易出现，如图为一束复色光进入水珠后传播路径的示意图，下列关于a光和

b光的说法正确的是（）

A.在真空中，b光传播速率比a光大

B.在水中，b光波长比a光大

C.在水中，b光频率比a光大

D.b光全反射的临界角大于a光全反射的临界角

20.（2023•坪山区校级三模）如图所示，CD为透明圆柱体的水平直径，a、b两束单色光分别从A、

B两点平行于CD射入圆柱体，A、B两点到CD的距离相等。两束光线经圆柱体折射后相交于

E点，E点在CD上方。下列说法正确的是（）

A.圆柱体对a光的折射率大于圆柱体对b光的折射率

B.在圆柱体中，a光的传播速度大于b光的传播速度

C.b光在圆柱体中发生全反射的临界角大于a光在圆柱体中发生全反射的临界角

D.进入圆柱体中，a光和b光的频率小于在真空中的频率

21.（2023•小店区校级模拟）圆心为0、半径为R的半球形玻璃砖横截面如图所示。光线从P点

垂直界面入射后恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射;当光线由P点以某入射角e进入玻璃砖后光

线恰好从玻璃砖圆形表面的最高点出射，已知玻璃砖的折射率为百，则（）

&R

B.OP之间的距离为力一

c.入射角e为60。D.入射角。为30。

光的折射全反射

考点一折射定律的理解与应用

考点二全反射现象的理解与应

用

考点三光路控制问曜分析

考点四平行玻璃砖模型的分析

本课内容硬斑三摒翻•呵噩幡析

题型1折射率的计算、折射定律

的应用

(题型2全反射定律的应用，光导纤维

(题型3常见三美光路的控制特£一

磅好西褥惠•噩理专练，题型4各种色光的除与分析一

'题型5平行玻璃对光路的控制

卜题型6三棱镜对光路的控制

\题型7圆柱玻璃对光路的控制

知被•复力8标

1、理解和掌屋射定律及应用。

2、理解和掌握全反射定律及应用。

知3•有宣知M

考点一折射定律的理解与应用

1.折射定律

(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内.折射光线与入射光线分别位于法

线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.

⑵表达式:黑

n.

(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.

2.折射率

(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.

sin0i

(2)定义式:n=----.

sin仇

(3)计算公式：n=-因为v〈c,所以任何介质的折射率都大于L

v9

(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射

角小于折射角.

3.折射率的理解

(1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关.

⑵折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质.

(3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.

(4)公式中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，仇总是真空中的光线与法线

sin—

间的夹角，仇总是介质中的光线与法线间的夹角.

提稗•创题拜析

[例题13](2024•广东模拟)图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太

阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，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.a的传播速度比b的小D.a的波长比b的大

【解答】解：ABD、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AB错误，D正确;

C、a的折射率比b的小，根据〃=£可知在冰晶中a的传播速度比b的大，故C错误。

故选：D。

[例题14](2024•柳州模拟)如图所示为一圆柱形玻璃砖的截面，O为圆心，AB为一条直径，光线

a、b均从C点射入，光线a平行于AB,光线b与光线a的夹角a=15°,两条光线的折射光线

均经过B点，0=60°,则光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比为()

【解答】解：画出光线的折射如图

结合几何关系可知光线a在C点的入射角ia=60°,折射角％=30°

则折射率为垢=普

解得na=V3

光线b在C点的入射角ib=45°,折射角玷=30°

则折射率为nb=箫

解得Ilb=V2

光在介质中的传播速度为v=g

由于路程相同t=5

V

V6

解得光线a、b在玻璃砖中传播的时间之比为彳，故B正确，ACD错误;

故选：Bo

[例题15]（2024•绍兴二模）如图所示一束宽度为a的平行单色光，从折射率为n的介质1进入到折

射率为n2的介质2中，单色光宽度变为b（b>a）,已知单色光入射点A、B两点距离为c,下

列说法正确的是（）

C.单色光在介质1的频率小于在介质2的频率

D.单色光在介质1的波长小于在介质2的波长

【解答】解：AB.设入射角为01,折射角为。2,根据折射定律得

sin0^^

sin®2ni

根据几何关系得

九1sin02

九2sirt61

故A错误，B正确;

C.光的频率由光源决定，与介质无关，则单色光在介质1的频率等于在介质2的频率，故C错误

D.根据v=割，单色光在介质1中的速度大于在介质2中的速度，根据入=芦口，单色光在介质1

的波长大于在介质2的波长，故D错误。

故选：B»

考点二全反射现象的理解与应用

1.定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射痢增大到某一角度时，折射光线将消失,只剩下反射

光线的现象.

2.条件：（1）光从光密介质射入光疏介质.（2）入射角大于或等于临界角.

3.临界角：折射角等于90。时的入射角，若光从光密介质（折射率为〃）射向真空

或空气时，发生全反射的临界角为C,则sinC=1.介质的折射率越大，发生全

n

反射的临界角越小.

提稗•例题林析

[例题16]（2024•广东二模）如图所示，正方形ABCD为一个立方体冰块的截面，一束从Q点射出

的单色光经M点射入该冰面内，入射角为①但具体角度值无法测量，光线在AB边上的N点

射出，QM连线的延长线与AB边交于P点，已知MP和MN的长度，根据以上信息（）

B.光线进入冰块中传播时频率变小

C.减少。角，光线在AB边可能会发生全反射

D.无论怎么改变。角，光线在AB边都不可能会发生全反射

_sin8_MN

n—sina-MP

故A错误；

B.光的传播频率与传播介质无关，即光线进入冰块中传播时频率不变，故B错误；

CD.减小。角时，折射角随之减小，但对应AB边的入射角却逐渐变大，当AB边的入射角大于

其对应的临界角时，便可发生全反射，故C正确，D错误。

故选：Co

[例题17]（2024•新泰市校级一模）如图所示，半圆形玻璃砖OEFG的半径为R,。为圆心，M为直

径上的一点，F为半圆的顶点，让一细激光束从M点沿纸面射入，当。=0°时，光线恰好在玻

璃砖圆形表面发生全反射；当0=60°时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点F射出，且射出的光线

与从M点入射的光线平行。已知真空中的光速为c,则（）

M\

0-----------IF

G

_V2

A.M点到O点的距禺为《-R

B.玻璃砖的折射率为四

2R

c.当e=60°光在玻璃砖中的传播时间为一

c

D.光在玻璃砖中发生全反射的临界角为30°

【解答】解：A、当9=0。时，光线恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，入射角等于临界角C,

设M点到O点的距离为x,如图所示。

=i=J

当6=60°时，光线从玻璃砖圆形表面的顶点F射出

sina

由几何关系知

.X

sina=.

J%o2+R2

联立解得：久=,R

故A错误；

B、由临界角公式知：sinC=鼻=解得：n=V3,故B错误;

C、当。=60°光在玻璃砖中的传播时间为

JN+R2

r=------

V

其中71=推

联立解得：t=W，故C正确；

D、由临界角公式知sinC=[=*=字，故D错误。

故选：Co

[例题18]（2024•湖州模拟）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的

透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。

图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB±BC=光线垂直AB射入,

分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。（）

A.光线垂直AB射入五棱镜后，光速增大

B.无论射向AB的入射角多大，光线一定会在CD和EA上发生全反射

C.若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为企

D.若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为.二匚。

sin22.5

【解答】解：A、设介质的折射率为n,则光在介质内的速度v=*由于n>l,可知光线垂直

AB射入五棱镜后，光速减小，故A错误；

B、若射向AB的入射角满足特定的条件，可以让AB上的折射光线垂直射到CD上，光线一定不

会在CD上发生全反射，故B错误；

CD、由题意画出光路图如图所示

D

根据光路图和反射定律可知：49=90°,则6=22.5°

光线在CD和AE界面上恰好发生全反射时，对应着五棱镜折射率的最小值no，则sin6=；

n0

1

解得no='故C错误，D正确。

故选：D。

考点三光路控制问题分析

平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制:

别

平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球）

项目

结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形横截面是圆

A

,A睦，

对光线的作用A.圆界面的法线是过圆心

通过三棱镜的光线经两次

通过平行玻璃砖的光线不的直线，经过两次折射后

折射后，出射光线向棱镜

改变传播方向，但要发生向圆心偏折

侧移底边偏折

全反射棱镜，改变光的传

应用测定玻璃的折射率改变光的传播方向

播方向

提稗•例题膈析

[例题19]（2024•龙岗区校级三模）如图，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下,

往水球中央注入空气，形成了一个明亮的气泡。若入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，

反射角为6,光在真空中传播速度为c,则（）

A.水的折射率n=sin。

B.光在水球中的传播速度"=磊

SlTlu

C.光从空气进入水球，波长变短

D.光从空气进入水球，频率变大

【解答】解：A、入射光在气泡表面的p点恰好发生全反射，反射角为。，根据反射定律可知入射

角为4则临界角为仇水的折射率为n=焉，故A错误；

B、根据几=£得光在水球中的传播速度为v=csin8,故B错误；

CD、光从空气进入水球，波速变小，频率不变，根据v=Af可知波长变短，故C正确，D错误。

故选：Co

[例题20]（2024•长沙模拟）如图所示，一个折射率为n的柱状玻璃砖横截面由四分之一圆OPQ和

直角三角形OQS组成，ZQSO=60°,OS=ao一束单色光从SQ的中点A以入射角i=60°

入射，折射光线恰好射向圆心。点，已知光在真空中传播的速度为c,则（）

A.玻璃核材料的折射率n=&

B.光束在O点将发生全反射

na

C.光束在玻璃砖内的传播时间为一

c

D.如果入射光束绕A点逆时针旋转使入射角减小，折射光束一定会在0点发生全反射

【解答】解：AB、A是SQ的中点，且/QSO=60°,由几何关系可知△OSA是等边三角形，可

3点的折—f,由折射定一“嚼二黯牛6

sinC=3=专=孚可得临界角030°

由几何关系可知光线A0在SP界面上的入射角为30°<C,所以光束在0点不会发生全反射，

故AB错误；

C、已知OS=a,△OSA是等边三角形，可知OA=OS=a,光束在。点不发生全反射，则光束

在玻璃砖内的传播距离s=OA=a

光束在玻璃砖内的传播速度：

则光束在玻璃砖内的传播时间为：=卷=等，故C正确；

n

D、如果入射光束绕