2026年高考物理一轮复习（黑吉辽蒙专用）光的折射和全反射（专项训练）学生版+解析

第56讲光的折射和全反射

目录

01课标达标练.....................................................................1

01光的折射...............................................................................1

02光的全反射.............................................................................2

03光在三角形玻璃砖中的折射利全反射问题............................................3

04光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题...............................................4

02核心突破练.....................................................................5

03真题溯源练.....................................................................8

01

课标达标练

观型I01光的折射

1.（2025•辽宁沈阳•模拟预测）如图所示为某种光学棱镜的截面图,

AB=AD,BC=CD,AB±BC,AD±CD,ZA=60°,棱镜的折射率为名。细光束从E点垂直AO从真空射入

棱镜，则细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为（）

A.60°B.45°C.37°D.30°

2.（2024•辽宁鞍山•模拟预测）一束单色光从介质团射入介质团中，经测量发现光速变小，则下列说法正确

的是（）

A.该单色光在介质团中的频率更低

B.该单色光在介质团中的波长更大

C.介质团的折射率比介质回大

D.改变入射角,该单色光从介质团射入介质团中可能发牛全反射

观型IL02光的全反射

3.（2025•辽宁•三模）小李到三亚旅游时跟随团队潜水。他把运动摄影相机安装在自己的头顶处，进行潜

水。某次他为处在其正上方的朋友拍照时，发现照片中水面.上的景象呈现在半径为r=8.0cm的圆形区域内，

水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度/=4.0cm（人体与水面平行），已知水的折射率〃=：,朋友实际身

4

高力=L6m,下列说法正确的是（）

A.为增强透射光，相机镜头镀有一层晶体膜，利用了光的偏振

B.光在水中传播的速度约为1.25c

C.当小李距水面距离4m时，看到水面上景物的范围半径约为3m

D.小李潜水时距水面的距离为2.4m

4.（2025•吉林白城•模拟预测）使用石英玻璃作为光纤材料可以显著降低光信号的衰减，这一发现开启了

光纤通信的新时代，使得长距离数据传输成为可能，极大地促了全球信息技术的进步。如图模拟光纤通

信，将直径为，/的圆柱形玻璃棒弯成。圆环，已知玻璃的折射率为拉，光在真空中的速度为J光纤在转

4

弯的地方不能弯曲太大，要使从人端垂直入射的光线能全部从B端射出。求：

⑴圆环内径R的最小值；

⑵在（1）问的情况下，从4端最下方入射的光线，到达8端所用的时间。

观型IL03光在三角形坡璃砖中的折射和全反射问题

5.（2024•辽宁丹东•模拟预测）如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中？〃90，某种颜色的细光束

从w边上的d点垂直射入介质，折射光线射到时边上的e点，折射光线与曲的夹角为。（未知量），反射

光线射到机,边上的/点，且在/点正好发生全反射，已知“、d两点之间的距离为4L，/def=74,光在

真空中的传播速度为c,sin53=0.8、cos53=0.6,求（结果口;带分式）：

（1）三棱镜对此单色光的折射率以及cos。的值；

6.12024•吉林•二模）如图所示，ABC是边长为L的等边三楂镜，一束单色光照射在A8边上的D点，入射

角为45。，折射光线在3。面的反射光照射到4c面的E点（图中未标出）.不考虑光在4c面的反射，已知

三棱镜对该光的折射率为拉，光在真空中的传播速度为c,则下列说法正确的是（）

A.光有可能在8C面上发生全反射

B.光从。点传播到£点所用时间为县

C.保持入射方向不变，入射点从。点向下移，光从。点传播到AC面所用时间一定不变

D.保持入射点不变，将入射角略增大一些，光从。点传播到AC面所用时间可能变短

散型L04光在圆形坡璃砖中的折射和全反射问题

7.（2024•黑龙江哈尔滨•模拟预测）如图所示，一束复色光从真空中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃

砖射出后分成。、。两束单色光。则下列说法正确的是（）

A.玻璃砖对a光的折射率为指

B.a光在玻璃中的传播速度比〃光在玻璃中的传播速度大

C.〃光从玻璃射向真空发生全反射的临界角为45°

D.经同一套双缝干涉装置发生干涉，〃光干涉条纹间距比“光更宽

8.12025•内蒙古赤峰•三模）用图甲装置研究透明新材料的光学性质。让激光沿着半圆形透明体的半径射到

它的平直边上，光线在此界面上会发生反射和折射，光路图如图乙所示。逐渐增大入射角0,光传感器探测

到反射光的光功率P随入射角。的关系图像如图丙所示。己知光传感器接收该激光的光子能量为£,光在真

空中的传播速度为。，普朗克常量为人求：

光传感器

激光笔

新

材

料

乙

（1）此透明材料的折射率〃；

（2）当反射光的光功率为£时，反射光线与折射光线的夹角。;

⑶该激光在新材料中的波长久。

02

1.（2025•辽宁沈阳•三模）利用全反射棱镜可以方便地获取指纹图像而制成指纹锁。如图所示，在棱镜的

两个直角边外侧分别放置照明光源和摄像孔，当手指按在斜边的折射面上时，指纹的突出部分因与棱镜的

折射血紧密接触而破坏了全反射条件，因而相应位置的反射光较弱，而指纹的凹槽部分因其未与折射血接

触而反射光线较强，从而在摄像机所在位置可以清楚地摄得折射面上明暗相间的指纹图像。光在真空中的

传播速度为关于全反射棱镜，下列说法正确的是（）

摄像机

光源

A.形成明暗相间的指纹图像是基广光的干涉原理

B.光进入棱镜中传播时频率变小

C.制作楂镜材料的折射率应不小于&

D.光在棱镜中的传播速度可能为0.75c

2.（2025•辽宁•二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S,同时

发出两种不同颜色的。光和力光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域

只有〃光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（）

点光源S

图甲

在水中传播速度。光比b光大

〃光光子的能量小于。光光子的能量

水对〃光的折射率小于对b光的折射率

D.若点光源5向下远离水面移动，则中间小圆面积变大

3.（2025•辽宁锦州•一模）如图”）所示轻质弹簧下端固定在水池底部，上端固定一个小灯泡，其大小可

忽略，点光源在水面上的投影位置为。点，点光源静止不动时在。点，距离水面深度为0。=任1.5m,现让

点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图（b）所示，已知振幅为A,周期为25,光源向左照射的最

远位置记为P，当点光源距离水面最近时P在。点，点光源距离水面最远时P在e点，已知图（a）中ac=ce,

4

酎=4,水的折射率为鼻，则（）

4

B.光斑振幅为5A

Q1

C.点光源在。点时，有光射出水面的面积为土"m2

16

Q1

D.点光源在0点时，有光射出水面的面积为二不m?

28

4.（多选）（2025•内蒙古包头•二模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面自，此手机屏

幕用防窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，

可实现对像素单元可视角度。的控制（可视角度，定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空气后

最大折射角的2倍）。透明介质的折射率〃=：,屏障高度d=屏障间隙L=L2mm,发光像素

315

单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（）

空气壮

透明介质

d

屏障/发》像素单元

A.防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射

B.此防窥屏的可视角度。=120

C.若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果

D.若增大d,则可视角度。减小

5.（2024•内蒙古呼和浩特•二模）如图所示长方体玻璃砖，长AB为女m,宽与高均为缶m。AB边上有

一单色光源S。该单色光相对于玻璃的折射率为及，当右侧面BCC'B'恰好全部都有光线射出时：

（1）光源S离3点的距离是多少；

（2）左侧面AQZX4'有光线射出的面积是多少。

6.12025•黑龙江哈尔滨•二模）图示阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半

径为R的;圆弧，。为圆弧面圆心，A8C。构成正方形，在。处有一点光源。若只考虑首次从圆弧4c直接

射向AB、4C的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从A8、面直接射出。已知这部分

光照射圆弧4C的弧长为£宠，光在真空中传播速度为c。求：

6

⑴该材料的折射率；

⑵直接从A3、4c面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间。

7.（2025•吉林长春•模拟预测）如图所示为用透明介质做成的工作的截面，其上半部分为半径为。的半球形,

下半部分为半径为。、高也为。的圆柱体，在图示的平面内，一条光线平行于工件的中心轴线。。从P点入

射，经折射后刚好射到圆柱底面的中心。点，尸点到中心轴线0。的距离为由出已知真空中的光速为c,

求:

⑴该介质的折射率〃；

⑵光从P点到O'经历的时间to

8.12025•吉林松原•模拟预测）如图是•种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图。让光束从海水射向

宽度为d的平行空气砖（忽略薄坂璃壁厚度）再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度溶液中发生的偏

移量，进而计算出海水盐度。已知当光束从海水中射向平行空气质的入射角为30"时，射出平行空气砖的折

射光线的偏移量为“，空气中的光速近似为“求:

（2）光在空气砖中传播所用时间。

03

1.12024•贵州•高考真题）一种测量液体折射率的V形容器，由两块材质相同的直角棱镜粘合，并封闭其前

后两端制作而成。容器中盛有某种液体，一激光束从左边棱镜水平射入，通过液体后从右边棱镜射出，其

光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为〃°、〃，光在棱镜和液体中的传播速度分别为％、v,则（）

〃</，〃>%，〃>〃（），"%

A.v>v0B.〃<%"%C.v>v0D.

2.（2024•浙江•高考真题）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（）

A.激光在水和空气中速度相同

B.激光在水流中有全反射现象

C.水在空中做匀速率曲线运动

D.水在水平方向做匀加速运动

3.12024•江苏•高考真题）如图所示，光线以相同的入射角0从空气射入甲、乙两种浓度不同的NaCI溶液,

折射角4〈夕2。已知NaCI溶液的护射率随浓度增加而增大。则与乙相比（）

C.甲中光速大D.甲的临界角大

4.12024•重庆•高考真题）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，

其宽度为16cm,让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直

时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离力，就能得到液体的折射率〃。忽略气壁厚度，由该方案

可知（）

4

A.若力=4cm,则〃=石B.若力=6cm,则〃=§

C.若〃=*,则力=10cm

D.若〃=Q,则力=5cm

4

5.12025・浙江•高考真题）测量透明溶液折射率的装置如图1所示。在转盘上共轴放置一圆柱形容器，容器

被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放

置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无

亮点；随着继续转动，亮点突然出现，并开始计时，经入后亮点消失。已知转盘转动角速度为切，空气折

射率为1,隔板折射率为〃，则待测溶液折射率凡为（）（光从折射率々的介质射入折射率々的介质，入

射角与折射角分别为q与4,有瞿=%）

MilC/->

6.（2025•云南•高考真题）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。点的样品等效为点光源，为避免。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•滴油填充，如图乙所示。己知盖玻片材料和油的折射率均为15盖玻片厚度d=2.0mm,盖玻

片与物镜的间距/?=0.20mm,不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速。=3.0、10、】八,兀=3.14。

物镜

图甲填充前图乙填充后

⑴求未滴油时，。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。点传播到物镜的最短时间分别为人、求（结果保留2位有效数字）。

7.12025•湖北•高考真题）如图所示，三角形A8C是三棱镜的横截面，AC=BC,ZC=30°,三棱镜放在

平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸的内，一光线入射到镜面。点，入射角为1，。点离A点足够近。已知三

⑴当。=45。时，求光线从48边射入棱镜时折射角的正弦值；

⑵若光线从48边折射后直接到达8C边，并在8。边刚好发生全反射，求此时的。值

第56讲光的折射和全反射

目录

01课标达标练.....................................................................1

01光的折射...............................................................................1

02光的全反射.............................................................................2

03光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题............................................3

04光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题...............................................4

02核心突破练.....................................................................5

03真题溯源练8

01

课标达标练

观型I01光的折射

1.（2025•辽宁沈阳•模拟预测）如图所示为某种光学棱镜的截面图,

AB=AD,BC=CD,AB±BC,AD±CD,ZA=60°,棱镜的折射率为打。细光束从E点垂直A。从真空射入

棱镜，则细光束第•次从棱镜中射出时的折射角为（）

A.60°B.45°C.37°D.30°

【答案】A

【详解】光路图如图所示

根据全反射临界角公式可知sinC='=也

n3

根据几何关系可得光线在人8边的入射角为a=60°

由于sin60°=—>sinC

2

根据几何关系可知光在8c边的入射角为6=30°

根据折射定律〃=士

所以细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为/=60。

故选A。

2.（2024•辽宁鞍山•模拟预测）一束单色光从介质团射入介质团中，经测量发现光速变小，则下列说法正确

的是（）

A.该单色光在介质回中的频率更低

B.该单色光在介质团中的波长更大

C.介质团的折射率比介质回大

D.改变入射角，该单色光从介质团射入介质团中可能发生全反射

【答案】C

V

【详解】AB.经测量发现光速变小，光的频率不变，根据4=/可知，波长变小，故AB错误；

C.根据丫=上可知，介质团的折射率比介质团大，故C正确；

n

D.根据全反射的条件是从光密介质到光疏介质可知，单色光从介质团射入介质团中不会发生全反射，故D错

误;

故选Co

观型IL02光的全反射

3.（2025•辽宁•三模）小李到三亚旅游时跟随团队潜水。他把运动摄影相机安装在自己的头顶处，进行潜

水。某次他为处在其正上方的朋友拍照时，发现照片中水面上的景象呈现在半径为r=8.0cm的圆形区域内，

水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度/=4.0cm（人体与水面平行），已知水的折射率〃=。，朋友实际身

4

高力=1.6m,下列说法正确的是（）

A.为增强透射光，相机镜头镀有一层晶体膜，利用了光的偏振

B.光在水中传播的速度约为1.25。

C.当小李距水面距离4m时，看到水面上景物的范围半径约为3m

D.小李潜水时距水面的距离为2.4m

【答案】D

【详解】A.为增强透射光，相机镜头镀有•层晶体膜利用了光的干涉，使反射光干涉相消，故A错误;

B.根据公式〃=£

V

CC

解得光在水中传播的速度为

4

故B错误；

CD.设照片对应的圆形区域的半径为七小李潜水时距水面的距离为H,如图所示

水中照相机能拍摄到的景象是边界光线在水面恰好发生全反射，则〃=」

RRf

根据几何关系有sin。=/.,-=4

\JR-+H-rI

联立解得”=2.4m,R=3.2m

Dr

当小李距水面距离”'=4m>H=24m时，根据tana

H

可知随着小李距水面的距离〃增加，则看到水面上景物的范围半径R也增大，所以看到水面上景物的范围

半径为=~m

故C错误，D正确。

故选Do

4.（2025•吉林白城•模拟预测）使用石英玻璃作为光纤材料可以显著降低光信号的衰减，这一•发现开启了

光纤通信的新时代，使得长距禽数据传输成为可能，极大地促在J'全球信息技术的进步。如图模拟光纤通

信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成［圆环，已知玻璃的折射率为及，光在真空中的速度为J光纤在转

弯的地方不能弯曲太大，要使从人端垂直入射的光线能全部从8端射出。求：

⑴圆环内径R的最小值；

⑵在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达8端所用的时间。

【答案】⑴+

⑵碓+到

【详解】（1）在圆柱形玻璃棒A端最卜.方射入的光线在玻璃棒外侧边界上的入射角最小，令其为〃，根据

R

几何关系有sin6=$

若所有光线均能够发生全反射，则有62C

根据临界角与折射率的关系有sinC=—

解得R“行+l)d

即圆环内径R的最小值为（夜+1.。

（2）在（1）问的情况下，解得6=45

根据折射率与光速关系有〃=£

V

从A端最卜.方入射的光线，到达8端所用的时间/=£

V

结合.上述解得/=6（2+@d

敢型Ik03光在三角形坡璃砖中的折射和全反射问题

5.（2024•辽宁丹东•模拟预测）如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，其中？〃90,某种颜色的细光束

从“c边上的”点垂直射入介质，折射光线射到向边上的e点，折射光线与曲的夹角为8（未知量），反射

光线射到秘边上的/点，且在一点正好发生全反射，已知〃、d两点之间的距离为4L,"f=74,光在

真空中的传播速度为c，sin53=0.8、cos53=0.6,求（结果可带分式）：

（1）三棱镜对此单色光的折射率以及cos。的值；

（2）光线从d到e的传播时间。

b

【答案】⑴r%⑵啜

【详解】（1）根据几何关系结合反射规律可得

魁」8。；”"3

解得

£ejb=37

则光在一点发生全反射的临界角

C=90-37=53

由全反射公式可得

15

n=------=—

sinC4

过e做必边的垂线，设也与垂线的夹角为，、e点出射光线与垂线的夹角为「，由几何关系可得

i=37，r=90-0

由折射率的定义可得

sinr

n=-----

sinz

综合解得

C3

cos夕=一

4

（2）。、d两点之间的距离为4L，由几何关系可得

,4L一

ae=--------=3£

tan53

由折射率与光速关系可得

c

〃=一

V

光线从1到e的传播时间

de

综合解得

15L

/=——

4c

6.（2024•吉林♦二模）如图所示，ABC是边长为L的等边三棱镜，一束单色光照射在AA边上的。点，入射

角为45。，折射光线在3c面的反射光照射到AC面的E点（图中木标出）。不考虑光在AC面的反射，已知

三棱镜灼该光的折射率为0,光在真空中的传播速度为C，则卜列说法正确的是（)

A.光有可能在8C面上发生全反射

B.光从。点传播到七点所用时间为回

2c

C.保持入射方向不变，入射点从。点向下移，光从。点传播到AC面所用时间一定不变

D.保持入射点不变，将入射角略增大一些，光从D点传播到AC面所用时间可能变短

【答案】C

r=30°

根据几何关系，光在2c面上的入射角

6=30。

由干

解得

C=45°

因此光在AC面上不会发生全反射，A错误；

B.根据几何关系可知，光从。点传播到E点传播距离为L，则传播时间

B错误;

C.保持入射方向不变，入射点从。点向下移，光从。点传播到4c面传播距离仍为L,所用时间不变，C正

确；

D.保持入射点水变，将入射角略增大一些，光从。点传播到AC面的距离增大，所用时间变长，D错误。

故逃C。

观型I光在圆形玻璃砖中的折射和全反射问题

7.12024•黑龙江哈尔滨•模拟预测）如图所示，一束复色光从真空中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃

砖射出后分成。、“两束单色光。则下列说法正确的是（）

A.玻璃砖对。光的折射率为方

B.。光在玻璃中的传播速度比沙光在玻璃中的传播速度大

C.〃光从玻璃射向真空发生会反射的临界角为45°

D.经同一套双缝干涉装置发生干涉，〃光干涉条纹间距比“光更宽

【答案】B

【详解】A.根据光路图，玻璃砖对〃光的折射率为

〃「眄空=正

“sin30°

故A错误；

B.根据光路图，玻璃砖对〃光的折射率较小，根据y=£可知，4光在玻璃中的传播速度比〃光在玻璃中

n

的传播速度大，故B正确；

C.玻璃砖对光的折射率为

sin（90°-30°）r-

n=--------=73

sin30°

根据全反射临界角公式有

sinC=-=且

n3

则b光从玻璃射向空气发生全反射的临界角小于45。，故C错误；

D.由于玻璃破对人光的折射率大于玻璃砖对。光的折射率，则〃光的频率大于对。光的频率，而〃光的波

长小于对a光的频波长，根据加可知，经同•套双缝干涉装置发生干涉，〃光干涉条纹间距比。光更

a

宽，故D错误；

故选Bo

8.（2025•内蒙古赤峰•三模）用图甲装置研究透明新材料的光学性质。让激光沿着半圆形透明体的半径射到

它的平直边上，光线在此界面上会发生反射和折射，光路图如图乙所示。逐渐增大入射角氏光传感器探测

到反射光的光功率P随入射角。的关系图像如图丙所示。已知光传感器接收该激光的光子能量为J光在真

空中的传播速度为*普朗克常量为人求：

光传感器

激光笔

尸（光功率）

甲乙丙

⑴此透明材料的折射率〃；

（2）当反射光的光功率为6时，反射光线与折射光线的夹角。；

⑶该激光在新材料中的波长4。

【答案】（1）也

（2）106

⑶®

2s

【详解】（1）由丙图可知，。=45"以后，反射光强不再变化

故得全反射临界角C=8=45°

由sinC=,可得，此透明材料的折射率〃==；=艰

nsinC

（2）由丙图可知，当反射光的光功率为6时，入射角6=30°,设此时折射角为i

由折射定律知〃=吗

sin"

故得$也/=/4|1。='^,/=45°

2

由几何关系知，反射光线与折射光线的夹角a=180O-^-/=105'

（3）光子能量&=6

激光在新材料中的波速D=以

又〃=£

v

三式联立得该激光在新材料中的波长2=&

2c

02

核心突破练

1.（2025•辽宁沈阳•三模）利用全反射棱镜可以方便地获取指纹图像而制成指纹锁。如图所示，在棱镜的

两个直角边外侧分别放置照明光源和摄像孔，当手指按在斜边的折射面上时，指纹的突出部分因与棱镜的

折射面紧密接触而破坏了全反射条件，因而相应位置的反射光较弱，而指纹的凹槽部分因其未与折射面接

触而反射光线较强，从而在摄像机所在位置可以清楚地摄得折射面上明暗相间的指纹图像。光在真空中的

传播速度为「关于仝反射棱镜，下列说法正确的是（）

摄像机

A.形成明暗相间的指纹图像是基于光的干涉原理

B.光进入棱镜中传播时频率变小

C.制作棱镜材料的折射率应不小于&

D.光在棱镜中的传播速度可能为0.75c

【答案】C

【详解】A.能形成明暗相间的指纹图像是因为指纹的突出部分与棱镜折射面紧密接触破坏全反射条件，反

射光弱；凹槽部分未接触，反射光强，这是基于全反射原理，而非光的干涉，故A错误;

B.光进入棱镜中传播时频率保持不变，故B错误;

CD.题图中光路可知，该棱镜为等腰直角三角形，若恰好在斜面发生全发射，则有sinC='=sin45。

n

解得折射率〃=&

可知制作棱镜材料的折射率应不小于血；根据可得，光在棱镜中的传播速度满足UK君=0-7k

所以光在棱镜中的传播速度不可能为0.75c,故C正确，D错误.

故选Co

2.（2025・辽宁•二模）为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水面下有一点光源S,同时

发出两种不同颜色的〃光和力光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域

只有人光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（）

空气

水

•点光源S

图甲

A.在水中传播速度。光比。光大

B.〃光光子的能量小于b光光子的能量

C.水对。光的折射率小于对。光的折射率

D.若点光源5向下远离水面移动，则中间小圆面积变大

【答案】D

【详解】AC.做出光路图，如图所示

空气

水

//b

‘点光源S

在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于〃光照射的面积较小，可知。

光发生全反射的临界角较小，根据sinC=’可知，水对a光的折射率大广对〃光的折射率，根据u=£可知,

nn

在水中传播速度。光比人光小，故AC错误;

B.由丁水对，，光的折射率较大，则a）匕的频率较大，根据&=/“可知，〃光光「的能量大丁”光光了的能量,

故B错误;

D

D.设中间小圆的半径为R,而于〃光刚好发生全反射时，有tanC=:

h

若点光源S向下远离水面移动，艮】〃增大，则中间小圆的半径R增大，中间小圆面积变大，故D正确。

故选Do

3.（2025・辽宁锦州•一模）如图"）所示轻质弹簧下端固定在水池底部，上端固定一个小灯泡，其大小可

忽略，点光源在水曲上的投影位置为。'点，点光源静止小动时在。点，距离水的深度为。0'=任1.5m,现让

点光源在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图（b）所示，已知振幅为A,周期为2s,光源向左照射的最

远位置记为P，当点光源距离水面最近时尸在。点，点光源距离水面最远时。在6点，已知图（a）中ac=ce,

4

水的折射率为彳，则（

CaO'空上一面

图（a）

A.光斑振幅为应A

3

4

B.光斑振幅为5A

C.点光源在。点时，有光射出水面的面积为二不n?

16

Q1

D.点光源在。点时，有光射出水面的面枳为大"

【答案】D

I3

【详解】AB.设光从水中射空空气发生全反射的临界角为C,根据全反射临界角公式sinC=L=彳

n4

根据几何关系可得光斑振幅满足⑶1C=：

可得光斑振幅为川=区24

7

故AB错误;

CD.点光源在。点时，根据几何关系可得tanC=:

h

解得/•=/?tanC=尔7m

14

Qfl

有光射出水而的面积为S=万/=获万由2

2o

故C错误，D正确。

故选D,

4.（多选）（2025•内蒙古包头•二模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏

幕用防兢解制作成。这种防部屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于岬幕平行排列，

可实现对像素单元可视角度。的控制（可视角度。定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空气后

最大折射角的2倍）。透明介质的折射率〃=。，屏障高度=屏障间隙L=1.2mm,发光像素

315

单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（）

空气降

透明介质

I[

I夕）7IZ11I

屏障/发》像素单元

A.防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射

B.此防窥屏的可视角度0=120

C.若减小透明介质的折射率.则可增强防窥效果

D.若增大4,则可视角度夕减小

【答案】BCD

【详解】A.防窥屏实现防窥效果是因为有吸光屏障，故A错误。

BCD.如图所示

L

..23G

根据几何关系得SUU=I

M唱

sin7:4

根据光的折射率〃=肝=可

111•jD

联立得r/=60°

则可视角度为120。，若减小透明介质的折射率,则〃减小，可视角度减小,可增强防窥效果：若增大d.

则。减小，则，7减小，可视角度。减小，故BCD正确。

故选BCDo

5.（2024•内蒙古呼和浩特•二模）如图所示长方体玻璃砖，长为女m,宽与高均为J5cm。A8边上有

一单色光源S。该单色光相对于玻璃的折射率为及，当右侧面BCC'B'恰好全部都有光线射出时：

（1）光源S离8点的距离是多少；

（2）左侧面ADD4有光线射出的面积是多少。

【详解】（1）设该单色光照射发生全反射的临界角为久,则有

.c1夜

s,n^=-=-

解得

4=45。

如图所示

当ZSCB=45。，在侧面4CC%'恰好全部都有光线射出，根据几何关系可得

BC=yjBC2+CC2=7（V2）2+（V2）2cm=2cm

则

SB=BC=2cm

（2）因为光源S在ADDA面上发生全反射的临界角为45。，假设光源照射到AODA'面上的£点刚好发生

全反射，则有

ZSE4=45°

根据几何关系可得

r=AE=5A=AB-5B=lcm

则左侧面ADiy^有光线射出的面积为

6.12025•黑龙江哈尔滨•二模）图示阴影部分48c为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面：4C为一半

径为R的厚弧，。为圆弧面圆心，A8C。构成正方形，在。处有一点光源。若只考虑首次从加AC直接

射向A8、的光线，从点光源射入圆弧4c的光中，有一部分不能从48、8。面直接射出。已知这部分

光照射圆弧AC的弧长为2夫，光在真空中传播速度为c。求:

O

（1）该材料的折射率;

⑵直接从AB、8c面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间。

【答案】⑴〃=2

木

(2)，=―Z-

3c

R砂

【详解】（1）设弧长为竽的圆弧所对的圆心角为。，则有“_。_乃

OCC—一

R6

根据几何知识，全反射的临界角为C=30。，则有sinC=L

n

解得n=2

（2）要使直接从A4、面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间，此时光在介质中的光程应最

长，故入射角等于临界角时光程最大，即i=C=30。,如图所示

由几何知识可得DE==空R

故可知

光在介质中的传播速度为□=£

〃

所以直接从AB、BC面射出的光线中，在此光学元件中传播的最大时间，=半=|"-2?

7.（2025•吉林长春•模拟预测）如图所示为用透明介质做成的工仁•的截面，其上半部分为半径为4的半球形,

下半部分为半径为〃、高也为。的圆柱体，在图示的平面内，一条光线平行于工件的中心轴线。。从P点入

射，经折射后刚好射到圆柱底面的中心O'点，P点到中心轴线。。'的距离为更小已知真空中的光速为c,

2

求:

⑴该介质的折射率〃;

(2)光从。点到O'经历的时间上

［答案】⑴〃=G

解得i=60。

同理可得Ta6

cosr-——=——

a2

解得r=30。

则介质折射率〃=亚

sinr

解得〃=G

1A

(2)由几何知识可得PQ=asinr=7。，OQ=acosr=^-a

P到O'的距离为'y]PM2+MO2=+；aJ+(9j:

光在介质中的光速1，二一

n

联立解得，='=四

vc

8.12025•吉林松原•模拟预测）如图是一种用折射率法检测海水盐度装置的局部简化图。让光束从海水射向

宽度为d的平行空气砖（忽略薄坂璃壁厚度）再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度溶液中发生的偏

移最，进而计算出海水盐度。已知当光束从海水中射向平行空气砖的入射角为30。时，射出平行空气砖的折

射光线的偏移量为d,空气中的光速近似为。求：

⑴海水的折射率；

⑵光在空气砖中传播所用时间。

【答案】（1）6

由题知。=3（）,xOA=d。

射出平行空气砖的折射光线的偏移量CE=d

则有乙〃=%«.tan3。

J

又根据几何关系仃4庭="（直角三角形AOB与直角三角形E8为相似三角形）,则加二番"手〃

故4c=XAB+XBC=gd

则直角三角形AOC中/4OC=60

根据折射定律得海水的折射率〃=包”=后

sin3O

（2）光在空气砖中的传播距离“=&~=2d