第14章　第74讲　光的折射　全反射-2027版高考物理一轮复习课件

第十四章光第74讲光的折射全反射学习目标命题热点(1)理解折射率的概念，掌握光的折射定律。(2)掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算。折射定律的应用、全反射的理解和计算在高考中考查频率较高。考点一考点二考点三提能训练练案[74]考点一折射定律折射率1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向__________的现象。2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在_________内，折射光线与入射光线分别位于法线的______；入射角的正弦与折射角的正弦_______。(2)表达式：________＝n12，式中n12是比例常数。(3)在光的折射现象中，光路是______的。发生改变同一平面两侧成正比可逆3．折射率(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，________________与______________之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。(2)表达式：n＝_______。(3)计算公式：n＝_____，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于___。入射角的正弦折射角的正弦1(4)对折射率的理解①公式的理解②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。1)同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。2)同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。(2)视高：从折射率为n的透明介质中，观察正上方距界面高为L处的物体，看到物体像点的高度，即视高h＝nL(L：物体距离岸边的实际高度)。易

错

辨

析1．折射率的大小由介质和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关。(

)2．无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的。(

)3．若光从空气射入水中，它的传播速度一定增大。(

)√√×(1)透明玻璃体的折射率；(2)光从入射点传播到光屏所用的时间。类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的棱镜横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折[规律方法]

平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向跟

踪

训

练1．(光在三棱镜界面的折射)(2025·广东卷·4题)如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为α的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为β，该折射率为(

)[答案]

A2．(光在平行界面的折射)(多选)如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有(

)A．a光在玻璃砖中传播速度比b光小B．从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了D．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同[答案]

ACA．鱼的实际深度比翠鸟观察到的要浅B．鱼看到的翠鸟比实际位置要高C．翠鸟以与水面成37°的方向俯冲做直线运动即可捕获鱼D．鱼距离翠鸟的实际水平距离为2.5m[答案]

B[解析]

水里的鱼反射的光线射出水面时发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，翠鸟逆着折射光线看过去会看到比实际位置高的鱼的虚像，故鱼的实际深度比翠鸟观察到的要深，故A错误；翠鸟反射的光线射入水中时发生折射，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，鱼逆着折射光线看过去会看到比实际位置高的翠鸟的虚像，故B正确；鱼的实际深度比翠鸟观察到的要深，故翠鸟以与水面成37°的方向俯冲做直线运动不能捕获鱼，故C错误；光路如图所示，其中A点为翠考点二全反射1．光密介质与光疏介质(1)光密介质：折射率______的介质。(2)光疏介质：折射率______的介质。(3)光密介质和光疏介质是______的。某种介质相对其他不同介质可能是光密介质，也可能是光疏介质。较大较小相对2．全反射(1)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，折射光线将全部______，只剩下反射光线的现象。说明：入射角增大的过程中，折射光的能量______，反射光的能量______，当发生全反射时，反射光的能量最强。消失减少增加(2)条件①光从光密介质射入光疏介质。②入射角____________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n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝____。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越___。大于或等于小3．全反射的应用(1)全反射棱镜(2)光导纤维说明：内芯相对于外套为光密介质，内芯的折射率大于外套的折射率。

(2025·云南卷·13题)用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置O点的样品等效为点光源，为避免O点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为1.5，盖玻片厚度d＝2.0mm，盖玻片与物镜的间距h＝0.20mm，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速c＝3.0×108m/s，π＝3.14。(1)求未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积(结果保留2位有效数字)；(2)滴油前后，光从O点传播到物镜的最短时间分别为t1、t2，求t2－t1(结果保留2位有效数字)。[答案]

(1)1.0×10－5m2

(2)3.3×10－13

s根据S＝πr2所以未滴油时，O点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为S≈1.0×10－5m2。[答案]

CB．塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成暗区C．油量增加时，亮区范围变大D．对于透明塑料和油来说，油是光密介质5．(全反射棱镜)如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量，图乙是油量计结构图，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是(

)[答案]

D考点三光的折射和全反射的综合应用分析光学综合问题的基本思路1．根据题目条件进行光路分析(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质。(2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象。2．画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆性原理画出光路图，在光路图上分析并找出有关几何图形的边角关系。3．根据光学的基本规律，结合几何关系(三角函数、勾股定理、正弦定理等)分析或求解相关问题。跟

踪

训

练6．(2025·湖南卷·3题)如图，ABC为半圆柱体透明介质的横截面，AC为直径，B为ABC的中点。真空中一束单色光从AC边射入介质，入射点为A点，折射光直接由B点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是(

)

A．入射角θ小于45°C．增大入射角，该单色光在BC上可能发生全反射D．减小入射角，该单色光在AB上可能发生全反射[答案]

D提能训练练案[74]1．(2024·江苏卷·6题)现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大。则(

)A．光在甲中折射率大

B．甲的NaCl浓度小C．光在甲中速度大

D．甲的临界角大[答案]

A2．(多选)如图中方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰直角三角形，光线1、2、3、4表示的是入射光线，经过棱镜后，相应的出射光线是1′、2′、3′、4′，下图4种情况中，哪些是可能实现的(

)[答案]

ABC[解析]

将全反射棱镜如图放置，可满足要求，故A正确；将全反射棱镜如图放置，可满足要求，故B正确；将全反射棱镜如图放置，可满足要求，故C正确；全反射棱镜对光路有两种控制作用：将光的传播方向改变90°，或是改变180°，而没有会聚光线的作用，故D错误。A．1不全反射，2全反射B．都不全反射C．都全反射D．1全反射，2不全反射[答案]

C4．(2026·江苏泰州市检测)如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。下列说法正确的是(

)A．光导纤维只能传输可见光B．光导纤维中“纤芯”的折射率小于“包层”的折射率C．不同频率的光从同一根光导纤维的一端传输到另一端的时间相同D．光从“纤芯”一端传到另一端的时间与从“纤芯”端面射入时的入射角有关[答案]

D[答案]

A能力提升练6．(多选)(2023·湖南卷·7题)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发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当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(

)C．当他以α＝60°向水面发射激光时，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°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°[答案]

BC7．(多选)(2025·四川卷·9题)某款国产手机采用了一种新型潜望式摄像头模组。如图所示，模组内置一块上下表面平行(θ<45°)的光学玻璃。光垂直于玻璃上表面入射，经过三次全反射后平行于入射光射出。则(

)A．可以选用折射率为1.4的光学玻璃B．若选用折射率为1.6的光学玻璃，θ可以设定为30°C．若选用折射率为2的光学玻璃，第二次全反射入射角可能为70°D．若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动[答案]

CD8．(2024·广东卷·6题)如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐渐增大，两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是(

)A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C．θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射D．θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大[答案]

B9．(2023·湖北卷·6题)如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为(

)[答案]

C(1)该液体的折射率；(2)光从底部质点反射至人眼全过程的时间。[解析]

(1)根据题意，画出光路