考點46光的折射、全反射

1.通過實驗，理解光的折射定律。會測量材料的折射率。

新課程標準2.知道光的全反射現象及其產生的條件。初步了解光纖的工作原理、光纖技

術在生產生活中的應用。

考查的內容主要體現模型建構和科學推理等物理學科的核心素養。命題多以

命題趨勢

三棱鏡、玻璃半球、游泳池等為設題情境，考查光線的傳播光路圖。

試題生活實踐類全反射棱鏡、光導纖維等

情境學習探究類折射定律、全反射、測量玻璃的折射率

考向一折射定律和折射率的理解及應用

考向二全反射現象的理解和應用

考向三光路控制和色散

考向四光的折射和全反射的綜合應用

考向一折射定律和折射率的理解及應用

一、光的折射定律折射率

i.光的反射現象與折射現象

一般來說，光從笫1種介質射到該介質與第2種介質的分界而時，一部分光會返回到第1種介質，這

個現象叫作光的反射：另一部分光會進入第2種介質,這個現象叫作光的折射(如圖所示)。

2.折射定律

(1)內容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內,折射光線與入射光線分別位于法線的西惻；入

射角的正弦與折射角的正弦蛙比。

(2)表達式：鬻”,式中U2是比例常數。

(3)在光的折射現象中，光路是可通的。

3.折射率

(1)定義：光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫作這種介質的絕

對折射率，簡稱折射率，用符號n表示。

(2)物理意義：折射率僅反映介度的光學特性,折射率大，說明光線以相同入射角從真.空斜射入該介質

時偏折的角度大，反之偏折的角度小C

(3)定義式：n=鬻，不能說n與sin(h成正比、與sinO2成反比，對于確定的某種介質而言，入射角的

正弦與折射角的正弦成正比。折射率由介質本身的光學性質和光的頻率決定。

(4)光在不同介質中的傳播速度不可；某種介質的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介

質中的傳播速度v之比，即n=*由于vvc,故任何介質的折射率都紅(填“大于”或“小于”)1。

4.對折射率的理解

(1)公式n=^中，光不論是從真空射入介質，還是從介質射人真空，Oi都是指真空中的光線與法線同

的夾角，都是指介質中的光線與法線間的夾角。

(2)折射率大小不僅反映了介質對光的折射本領，也反映了光在介質中傳播速度的大小，丫=云

(3)折射率由介質本身的性質和入射光的頻率共同決定，與入射角和折射角的大小無關。

(4)折射率與介質的密度沒有關系,光密介質不是指密度大的介質。

(5)同一種介質中，頻率越高的色光折射率越大，傳播速度越小。

(6)同一種色光，在不同介質中雖然波速、波長可能不同，但頻率相同。

【典例1】(2022年河北省普通高中學業水平選擇性考試)18.如圖，一個半徑為R的玻璃球，。點為球心。

球面內側的色點光源S發出的?束光在A點射出，出射光線AB與球直徑SC平行，8=30。。光在真空中的

傳播速度為c。求：

(i)玻璃的折射率：

(ii)從S發出的光線經多次全反射回到S點的最短時間。

【答案】(1)n=V3;(2)z=

【解析】(i)根據題意將光路圖補充完整，如下圖所示

根據JL何關系可知ii=0=30°,i2=60°

根據折射定律有nsinii=sini：

解得〃=\/3

(ii)設全反射的臨界角為C,RiJsinC=-=—

n3

光在玻璃球內的傳播速度有I，=￡

根據幾何關系可知當0=45。時，即光路為圓的內接正方形，從S發出的光線經多次全反射回到S點的時間

最短,則正方形的功長區

則最短時間為/=竺=生伙

【典例2］（2021年重慶市普通高等學校招生適應性考試）18.將自然光引入室內進行照明是一?種新型的綠

色能源技術。某科技興趣小組設計了一種接收太陽光的實驗裝置，如圖為過裝置中心軸線的截面，上部的

集光球是半徑為R的某種均勻透明材料的半球體，下部為導光管，兩部分的交界面是PQ。若只有PQ上方

高度力=正氏范圍內的光束平行于PQ射入后，能直接通過PQ面進入導光管（不考慮集光球內表面的反

2

射），求該材料的折射率。

Q

y光管

【解析】由于不考慮集光球內表面的反射，所以最上面的一束光線的光路圖如圖所示

由幾何關系可知sin<9=—=—

R2

解得8=60。

可知入射角（\=（）=60°

n

折射角&=上=30。

-2

sin0,/r

根據折射定律可知，材料折射率〃二「六二丁？

sin0]

練習1、（2021年湖南省普通高等學校招生適應性考試）（2）（8分）我國古代著作《墨經》中記載了小孔成

倒像的實驗，認識到光沿直線傳播。身高16m的人站在水平地面上，其正前方0.6m處的豎直木板墻上有

一個圓柱形孔洞，直徑為]ocm、深度為1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此時，由于孔

洞深度過大，使得成像不完整，如圖所示。現在孔洞中填充厚度等于洞深的某種均勻透明介質，不考慮光

在透明介質中的反射。

（i）若該人通過小孔能成完整的像，透明介質的折射率最小為多少？

（ii）若讓掠射進入孔洞的光能成功出射，透明介質的折射率最小為多少？

【解析】本題考查折射定律及其相關知識點，主要考查綜合分析能力

(i)sini=,°8----=0.8,1.01

sinr=,==-/

V0.8:+0.62“4?+1.()2A/2^96

由折射定律，n=—=1.36

sinr

（ii）若讓掠射進入孔洞的光從另一界面出射時，最大入射角正弦值為

1.01

sin0=

Vid?+1.()2

透明介質的折射率最小值n=—!—=1.7

sin。

練習2、（2018年全國高考卷HI試題）16.如圖，某同學在一張水平放置的白紙上畫了一個小標記“?”（圖中O

點），然后用橫截面為等邊三角形ABC的三極鏡壓在這個標記上，小標記位于AC邊上。D位于AB邊上，

過D點做AC邊的垂線交AC于F。該同學在D點正上方向下順著直線DF的方向觀察。恰好可以看到小標

記的像；過O點做AB邊的垂線交直線DF『E：DE=2cm,EF=1cm0求三棱鏡的折射率。（不考慮光線在

三棱鏡中的反射）

【答案】書

【解析】試題分析本題考查折射定律、光在三棱鏡中傳播及其相關的知識點。

解析過D點作AB邊的發現，連接0D,則40〃N=a為O點發出的光纖在D點的入射角；設該光線在D

點的折射角為如圖所示。根據折射定律有

①式中n為三棱鏡的折射率

由幾何關系可知匕0=60°@,③

在中有EF=OEsin乙EOF④

由③④式和題給條件得⑤

根據題給條件可知，AOED為等腰三角形，有⑥

由①②⑥式得⑦

【巧學妙記】

光的折射問題的規范求解

(1)一般解題步驟

①根據題意作出光路圖，注意準確作出法線。對于球形玻璃磚，法線是入射點與球心的連線。

②利用數學知識找到入射角和折射角。

③利用折射定律列方程。

(2)應注意的問題

①入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角。

②應用公式〃=黑時，要準確確定哪個角是仇，哪個角是。2。

③在折射現象中，光路是可逆的。

1.光密介質與光疏介質

(1)光密介質：折射率拉大的介質，

(2)光疏介質：折射率較小的介質,

(3)光密介質和光疏介質是相對的,某種介質相對其他不同介質可能是光密介質，也可能是光疏介質。

2.全反射

(1)條件：①光從光密介質射入比琉介質；

②入射入等于或大于臨界角。

(2)現象：折射光完全消失，只剩下反射九。

(3)臨界角：折射角等于90。時的入射角，用C表示，sinC=%

3.全反射現象的理解和應用

1.全反射的理解

(1)如果光從光疏介質進入光密介質，則無論入射角多大，都不會發生全反射現象。

(2)光的全反射遵循光的反射定律，光路是可逆的。

(3)當光射到兩種介質的界面上時，往往同時發生光的折射和反射現象，但在全反射現象中，只發生反

射，不發生折射。當折射角等于90。時，實際上已經沒有折射光了。

(4)從能量角度理解全反射現象：當光由光密介質射向光疏介質時，在入射角逐漸增大的過程中，反射

光的能量逐漸增強，折射光的能量逐漸減弱，當入射角等于臨界角時，折射光的能量減弱為零，這時就發

生了全反射。

3.全反射的有關現象

海水浪花呈白色、玻璃或水中的氣泡看起來特別亮、沙漠蜃景、海市蜃樓、鉆石的光彩奪目、水下的

燈不能照亮整個水面等。

4.全反射的應用

（1）全反射棱鏡：用來改變光的方句。

（2）光導纖維（簡稱光纖）

①結構：是一種透明的玻璃纖維吆，直徑在幾微米到一百微米之間，由內芯和外套兩層組成，內芯的

折射率大于外套的折射率，即內芯是光密介質，外套是光疏介質。

②原理：光在光纖的內芯中傳播.每次射到內芯和外套的界面上時，入射角都大于臨界角，從而發生

全反射。

【典例3】（2022年廣東省普通高中學業水平選擇性考試）18.一個水平放置的圓柱形罐體內裝了一半的透

明液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示。一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內壁向上移動，它所發

出的光束始終指向圓心O點。當光束與鑒宜方向成45。角時，恰好觀察不到從液體表面射向空氣的折射光

束。已知光在空氣中的傳播速度為c,求液體的折射率n和激光在液體中的傳播速度Vo

【答案】上，與c

【解析】當入射角達到45。時，恰好到達臨界角C,根據sinC二,

n

可得液體的折射率n=.1=.!=V2

sinCsin45

由于〃=￡,可知激光在液體中的傳播速度丫=￡=巫。

Vn2

【典例4】（2019年海南省高考試題）18.一透明材料制成的圓柱體的上底面中央有一球形凹陷，凹面與圓

柱體下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料，過圓柱體對稱軸線的截面如圖所示。O點是球形凹陷

的球心，半徑OA與OG夾角6=120?。平行光沿軸線方向向下入射時，從凹面邊緣A點入射的光線經折

射后，恰好由下底面上C點射出。已知A8=R7=lcm,BC=&m,OA=2cmo

⑴求此透明材料的折射率：

⑵撤去平行光，將一點光源置于球心O點處，求下底面上有光出射的圓形區域的半徑（不考慮側面的反射

光及多次反射的影響）。

【答案”S⑵等5

【解析】（1）從A點入射的光線光路如圖；由幾何關系可知，入射角i=60,NR4C=60，折射角

r=60-30=30?則折射率〃==‘皿60=+

sinrsin30

（2）將一點光源置于球心O點處，設射到底邊P點的光線恰好發生全反射,則sinC=：=專，則tanC=^-

由幾何關系可知下底面上有光出射的圓形區域的半徑R=（?cos60+前）tanC=應;"cm

練習3、（2020年浙江省高三7月普通高中學業水平等級性考試物理）13.如圖所示，圓心為0、半徑為R的

半圓形玻璃磚置于水平堂面上，光線從P點垂宜界面入射后，恰好在玻璃破圓形表面發生全反射；當入射

角0=60。時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。己知真空中的光速為c,則（）

A.玻璃磚的折射率為1.5

B.OP之間的距離為立R

2

C.光在玻璃磚內的傳播速度為

3

D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°

【答案】C

【解析】AB.作出兩種情況下的光路圖，如圖所示

由于出射光平行可知，在B處射出，故〃=

sinNOBP

由于sin/O8Q=',聯立可得〃=6,X=2R，故AB錯誤；

yjx~+R-3

C.由u=-可得u=故C正確;

n3

D.由于sinC=L=Kl所以臨界角不為30。，故D錯誤。

n3

故選C。

練習4、（2022年遼寧省普通高中學業水平等級性考試）5.完全失重時，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會

上浮。2021年12月，在中國空間站“天宮課堂”的水球光學實驗中，航天員向水球中注入空氣形成了一個內

含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過球心O的平而內，用單色平行光照射這一水球。下列

說法正確的是（）

2

A.此單色光從空氣進入水球，頻率定變大

B.但單色光從空氣進入水球，頻率一定變小

C.若光線1在M處發生全反射，光線2在N處一定發生全反射

D.若光線2在N處發生全反射，光線I在M處一定發生全反射

【答案】C

【解析】AB.光的頻率是由光源決定的，與介質無關，頻率不變，AB錯誤：

CD.如圖可看出光線1入射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線I在水球外表面折射

后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設水球半徑為R、氣泡半徑為r、光線經過水球后的

折射角為以光線進入氣泡的入射角為仇根據幾何關系有二n(：-e)=絲4

則可得出光線2的。大于光線1的0,故若光線1在M處發生全反射，光線2在N處一定發生全反射，C

正確、D錯誤。

故選C。

【巧學妙記】

：解決全反射問題的技巧：

(I)確定光是光密介質進入光疏介質.

II

II

(2)應用sinC=3確定臨界角.

n

(3)根據題設條件，判定光在傳播時是否發生全反射.

(4)如發生全反射，畫出入射角等于臨界角時的臨界光路圖.

(5)運用幾何關系或三角晶數關系以及反射定律等進行分析、判斷、運算，解決問題.；

II

II

II

考向三光路控制和色散

1.平行玻璃磚、三棱鏡和惻柱體(球)對光路的控制

類別

項目、平行玻璃磚三棱鏡圓柱體（球）

結構上下表面平行橫截面為三角形橫截面是圓

A

對光線林7

圓界面的法線是過圓心

的作用7B

通過三棱鏡的光線經兩次折射

通過平行玻璃磚的光線不改的直線，經過兩次折射后

后，出射光線向棱鏡底邊偏折

變傳播方向，但要發生側移向圓心偏折

全反射棱鏡，改變光的傳播方

應用測量玻璃的折射率改變光的傳播方向

向

［特別提醒］不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質中的折射率、光速也不同，發生全反射現象的臨

界角也不同。

2.折射時光的色散及成因

（1）含有多種顏色的光被分解為單色光的現象稱為光的色散。

（2）含有多種顏色的光從一種介質進入另一種介質，由于同一介質對不同色光的折射率不同，各種色光

的偏折程度不同，所以產生光的色散。

【典例5】（2022年山東省普通高中學業水平等級性考試）7柱狀光學器件橫截面如圖所示，O尸右f則是以

O為圓心、半徑為R的L圓，左則是直角梯形，"長為R,AC與CO夾角45。，AC中點為B。a、b

4

兩種頻率的細激光束，垂直4A而入射，器件介質對a,b光的折射率分別為1.42、1.40。保持光的入射方

向不變，入射點從A向B移動過程中，能在面全反射后，從面射出的光是（不考慮三次反射以后

的光）（）

A.僅有a光B.僅有b光C.a、b光都可以D.a、b光都不可以

【答案】A

【解析】當兩種頻率的細激光束從A點垂直于AB面入射時,激光沿亙線傳播到0點，經第一次反射沿半

徑方向直線傳播出去。

CO

保持光的入射方向不變，入射點從A向B移動過程中，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經反射向PM

面傳播，根據圖像可知，入射點從A向B移動過程中，光線傳播到PM面的入射角逐漸增大。

當入射點為B點時，根據光的反射定律及幾何關系可知，光線傳播到PM面的P點，此時光線在PM面上

的入射角最大，設為由幾何關系得a=45

根據全反射臨界角公式得sinCrt=—=-sinQ=—=—>—

na1.422nh1.402

兩種頻率的細激光束的全反射的臨界角關系為Qv45<Ch

故入射光從A向B移動過程中，a光能在PM面全反射后，從OM面射出；b光不能在PM面發生全反射,

故僅有a光。A正確，BCD錯誤。

故選Ao

【典例6］（2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試）（2）（8分）將兩塊半徑均為R、完全相同的透明

半圓柱體A、B正對放置，圓心上錯開一定距離，如圖所示。用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A,設圓心

處入射角為0。當夕=6（）。時，A右倒恰好無光線射出；當夕=30。時，有光線沿B的半徑射出，射出位置

與A的圓心相比下移h。不考慮多次反射。求：

（i）半圓柱體對該單色光的折射率：

（ii）兩個半圓柱體之間的距離do

【解析】（i）單色光沿半徑照射半圓柱體A,當6=60。時，A右側恰好無光線射出，發生全反射；由sin

9Z7

0=l/n?解得n=------

3

(ii)當入射角0=30°,經兩次折射從半圓柱B的半徑出射，設折射角為r,光路如圖。

由折射定律有nsin0=sinr

士門r辛萬h-Rs\n0

由幾何關系，tanr=---------------

d

聯立解得：d=V2(h-R/2)o

練習5、《2021年江蘇省普通高等學校招生適應性考試)2.如圖所示，束激光照射在橫截面為正方形透

明玻璃柱上,光線與橫截面平行，則透過玻璃柱的光線可能是圖中的()

A.?B.②C.③D.@

【答案】C

【解析】

①②③

根據折射定律〃=意，〃>1

sin/.sini,

解尚",所以折射光線向右偏折：根據折射定律〃=^.--7

彳=々解得匕=，2,所以出射光線與入射光線平行。

故選C。

練習6、（2021年浙江省6月普通高中學業水平選擇性考試）12.用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時

觀察到的現象如圖所示。入射點O和兩出射點P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點處，空氣中的四條細

光束分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b間的夾角為90°,則（）

A.光盤材的折射率〃=2

B.光在光盤內的速度為其空中光速的三分之二

C.光束b、c和d的強度之和等于光亮a的強度

D.光束c的強度小于O點處折射光束OP的強度

【答案】D

【解析】如圖所示由幾何關系可得入射角為i=45，折射角為〃=30，根據折射定律有，

也

〃也=二_=近，所以A錯誤；光在光盤內的速度為U=￡=Y2C，所以B錯誤：光束在b、c

sin301n2

2

和d的強度之和小于光束a的強度，因為在Q處光還有反刖光線，所以C錯誤；光束c的強度與反射方線

PQ強度之和等于折身光線OP的強度，所以D正確。

【巧學妙記】

光的色散遵循的規律

顏色紅橙黃綠青藍紫

頻率低f高

折射時的偏折程度小一大

通過棱鏡的偏折角小f大

同一介質中的折射率小-*大

同一介質中的速度大f小

波長大f小

全反射臨界角大一小

考向四光的折射和全反射的綜合應用

【典例7】（2022年全國高考甲卷物理試題）16.如圖，邊長為a的正方形ABCD為一棱鏡的橫截面，M為

AB邊的中點。在截面所在的平面，光線自M點射入棱鏡，入射角為60。，經折射后在BC邊的N點恰好

發生全反射，反射光線從CD邊的P點射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及P、C兩點之間的距離。

【解析】光線在M點發生折射有sin600=nsinO

由題知，光線經折射后在BC邊的N點恰好發生全反射，則sinC=-

n

C=90°-0

聯立有tan0=近，〃;五

22

根據幾何關系有tan0=R=

BN2BN

解得NC=a—BN=a-弓

PC

再由tan0=----

NC

解得PC=--a

2

【典例8】（湖南省2022年普通高中學業水平等級考試）18.如圖，某種防窺屏由透明介質和對光完全吸收

的屏障構成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現對像素單元可視角度。的控制（可視角度。定義為某像

素單元發出的光在圖示平面內折射到空氣后最大折射角的2倍）。透明介質的折射率〃=2,屏障間隙

L=0.8mm?發光像素單元緊貼屏下，位于相鄰兩屏障的正中間.不考慮光的衍射。

（1）若把發光像素單元視為點光源，要求可視角度6控制為60。，求屏障的高度d：

（2）若屏障高度d=1.0mm,II發光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為多少時，其可視

角度。剛好被擴為180。（只要看到像素單元的任意?點，即視為能行?到該像素單元）。

【答案】(1)1.55mm；(2)0.35mm

【解析】（1）發光像素單元射到屏障上的光被完全吸收，考慮射到屏障頂端的光射到透明介質和空氣界面,

n

折射后從界而射向空氣，由題意可知9=60。，則r=二=30

2

sinr

在介質中的入射角為i,則一二〃

sini

解得sini=，

4

L

由幾何關系sini

解得"=-72.4mm?1.55mm

iQn

（2）若視角度。剛好被擴為180。，1—=90，此時光線在界面發生全反射，此時光線在界面處的入射

2

角sinC=LJ

n2

解得C=30。

此時發光像素單元發光點距離屏障的距離為％=JianC=——mm

3

像素單元寬度x最小為x=2（玉一勺=（上，一0.8）111111?0.35mm

練習7、（2021年湖南省普通高等學校招生適應性考試）18.如圖，泳池底部半球形玻璃罩半徑為r,內為空

氣，其球心處有一個點光源S。S發射的光通過罩內空氣穿過厚度不計的玻璃罩，進入水中，最后有部分光

線折射出水面，在水面形成圓形光區C

4

（1）水深h=2m,水對光的折射率取一，計算光斑的直徑d：

3

（2）若光源發出的是白光，考慮到色散.問出射水面的光斑邊緣顏色為紅色還是紫色，并說明理由。

<-----------d------------>

\t/空氣

東

n......................................................

..........一---深池,

S空氣

【答案】（l）4.5m：（2）紅光

【解析】（1）從S點發出的光線射向球形玻璃罩邊緣時沿直線射向水中，然后射到空氣和水的分界面，若恰

能發生全反射，則sinC=1

n

則光斑直徑為d=2〃tanC

2/2

d-,mm，4.5m

解得J?二T邛

（2）因紅光的折射率最小，則臨界角最大，則出射水面的光斑邊緣顏色為紅色。

練習8、（湖北省2022年普通高中學業水平等級考試）14.如圖所示，水族館訓練員在訓練海豚時，將一發

光小球高舉在水面上方的A位置，海豚的眼暗在B位置，A位置和B位置的水平距離為d,A位置離水面

的高度為：d。訓練員將小球向左水平拋出，入水點在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為

0o小球在A位置發出的?束光線經水面折射后到達B位置.，折射光線與水平方向的夾角也為0.

4

己知水的折射率〃=§,求：

（1）tanO的值:

（2）B位置到水面的距離H。

21

【解析】（1）由平拋運動的規律可知"=匕八-t/=-^2

tan^=—

%

解得tan6>=?4

3

4

（2）因ian?=5可知6=53。，從A點射到水面光線的入射角為叫折射角為90-0=31，則由折射

小sina

定律可知〃=.“

sin37

解得a=53。

1.（2022?云南省昆明市“三診一模”二模）關于折射率，下列說法正確的是］）

A.根據鬻=n可知，介質的折射率與入射角的正弦值成正比

olllv2

B.根據鬻=n可知，介質的折射率與折射角的正弦值成反比

C.根據n=￡可知，介質的折射率與介質中的光速成反比

D.同一頻率的光由第一種介質進入第種介質時，折射率與波長成正比

2.（2021年遼寧省普通高等學校招生適應性考試）2.如圖所示，一束單色光從介質1射入介質2,在介質

I、2中的波長分別為Q、12,頻率分別為fi、f2,則（）

A.XI<X2B.X）>X2C.fi<f2D.fi>f2

3.（多選）（2022?安徽省合肥市高三上開學考試）如圖所示，光在真空和介質的界面MN上發生偏折，那么下

列說法正確的是（）

A.光是從真空射向介質

B.介質的折射率約為1.73

C.光在介質中的傳播速度約為1.73x10$m/s

D.反射光線與折射光線成60。角

4.（多選）（2020年山東省普通高等學校招生考試）9.截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為

嵌在三棱鏡內部緊貼BBCC面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC而垂直，D位于線段BC的中

點。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對該單色光的折射率為2,只考慮由DE直接射向側面AACC

的光線。下列說法正確的是（）

B.光從AACC面出射的區域占該側面總面積的g

C.若DE發出的單色光頻率變小，AACC面有光出射的區域面積將增大

D.若DE發出的單色光頻率變小，AACC面有光出射的區域面積將減小

5.（多選）（2022山東省濟南市高三下模擬考試）如圖所示，一個厚度d=30V§cm的軍事設施，觀察孔寬度

L=60cm.,為了擴大向外的觀察視野，將折射率n=小的某種玻璃磚完全嵌入觀察孔內（圖中為觀察孔的俯

視圖），則（）

A.在觀察孔的中央觀察，視野角比安裝前增大60°

B.在觀察孔的中央觀察，視野角比安裝前增大90。

C.若觀察者在孔的邊緣觀察，可以觀察到在中央觀察所看不到的位置

D.要使在觀察孔的中央觀察時視野角接近180。，則需嵌入折射率至少為n=2的玻瑞磚

6.（2022?湖北省武漢市部分學校高三上起點質量檢測）如圖所示，等邊AABC是三棱鏡的橫截面，一束單色

光以60。的入射角射到AB邊的中點，經棱鏡兩次折射后，從AC邊射出，測出經兩次折射后光線的偏向角

為60。，已知AB邊的長度為L,光在真空中的速度為c,則光沿圖示路徑通過三棱鏡的時間是（）

「cU'2c

7.（2022?北京海淀模擬）如圖所示，儲油桶的底面直徑與高均為d。當桶內沒有油時，從某點A恰能看到桶底

邊緣的點B。當桶內裝滿油時，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點C,C、B兩點相距*光在空氣中

的傳播速度可視為真空中的光速c。貝J（）

/么

A.筒內油的折射率為甯

B.筒內油的折射率為空

C.光在筒內油中傳播的速度為平c

D.來自C點的光射向油面時一定會出現全反射現象

8.（多選）（2022?山東省荷澤市高三下二模）兩束不同頻率的平行單色光a、b分別由水中射入空氣發生如圖所

示的折射現象（a<0）,卜列說法正確的是（）

A.隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發生全反射

B.水對a的折射率比水對b的折射率小

C.a、b在水中的傳播速度Vu>Vb

D.a、b入射角為0。時，沒有光線射入空氣中

9.（2022?天津市南開區高三下一模）如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角△ABC,NA為直角.此截面所

在平面內的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發生全反射.該

棱鏡材料的折射率為（）

10.（2021廣東省新高考適應性測試）18.如圖所示，救生員坐在泳池旁邊髡子上，其眼睛到地面的高度ho

為1.2m,到池邊的水平距離L為1.6口，池深H為1.6m,池底有一盲區。設池水的折射率為3。當池中注

水深度h為1.2m和1.6m時，池底盲區的寬度分別是多少。

II.（2022?太原模擬）光引纖維是傳光的細圓玻璃絲，每根纖維分內外兩層。一束光由光纖端面從空氣射向

內層材料，經內、外層材料的分界面發生多次全反射后呈鋸齒形的路線可以無損地傳到另一?端。如圖為一

根光纖的截面圖，左端面與兩種材料的界而垂直，當光從端面的圓心0入射后，在從光纖的一端傳到另一

端的過程中光線不從內壁漏掉時，入射角的最大值為0”已知內層和外層材料的折射率分別為由和

n2（n1>n2）,光在真空（空氣）中的傳播速度為c0

⑴求sin0?的值:

⑵若光纖的長度為L光以0,射入后在光纖中傳播的時間。

12.（2022年全國高考乙卷物理試題）16.一細束單色光在三棱鏡A3C的側面AC上以大角度由D點入射

（入射面在棱鏡的橫被面內），入射角為i,經折射后射至A8邊的E點，如圖所示，逐漸減小i,E點向B

點移動，當sini=，時，恰好沒有光線從AA邊射出棱鏡，且力求棱鏡的折射率。

6

13.（2021高考全國乙卷）用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實驗中用A、B兩個大頭針確

定入射光路，C、D兩個大頭針確定出射光路。和。'分別是入射點和出射點，如圖（a）所示。測得玻璃磚厚

度為=15.0mm：A到過點的法線OM的距離AM=10.0mm,M到玻璃磚的距離M0=20.0mm,。'到OM的距

離為S=5.0mm0

圖（a）圖（b）

（i）求玻璃磚的折射率：

（ii）用另外一塊材料相同，但上下表面不平行的玻璃磚繼續實驗，玻璃磚的界面如圖（b）所示。光

從上表面入射，入射角從。逐漸增大，達到45。時，玻璃場下表面的山射光線恰好消火。求此玻璃破上下表

面的夾角。

14〔2019年高考全國卷川試題）16.如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，ZA=90°,ZB=30%一束

光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于AC邊射出。

A

（1）求棱鏡的折射率：

（2）保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊.上恰好有光線射出。求此時AB邊上入射

角的正弦。

1.（2022?山東省濱州市高三下二模）如圖所示，實線為空氣和水的分界面，一束藍光從空氣中的A點沿AO.

方向（Oi點在分界面上，圖中Oi點和入射光線都未畫出）射向水中，折射后通過水中的B點。圖中O點為A、

B連線與分界面的交點。下列說法錯誤的是（）

A.Oi點在O點的右側

B.藍光從空氣中射入水中時，速度變小

C.若沿AOi方向射向水中的是一束紫光，則折射光線有可能通過B點正下方的C點

D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光，則折射光線有可能通過B點正上方的D點

2（2022?天津市部分區高三上期末）.如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變為a、b兩束單色光。如果

光束b是藍光，則光束a可能是（）

A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光

3.（多選）（2022山東省濟南市高三下模擬考試）光從介質a射向介質b,如果要在a、b介質的分界面上發生全

反射，那么必須滿足的條件是（）

A.a是光密介質，b是光疏介質

B.光在介質a中的速度必須大于在介質b中的速度

C.光的入射角必須大于或等于臨界角

D.必須是單色光

4.（多選）（2022?湖北省武漢市第二中學高三上模擬）一束光穿過介質1、2、3時，光路如圖所示，則（）

A.介質2的折射率最大

B.光線在介質2中的波長最長

C.光在介質3中的速度最大

D.入射光線到達介質2和介質3的界面時，不可能發生全反射

5.（2022?海南省新高考3月線上診斷）留示6為一橫截面為等腰直角三角形的三棱鏡，光線O從它的一直角

面垂直射入，臨界角為40。，關于圖中畫出的a、b、c三條光線，下列說法正確的是（）

A.a是光線O的出射光

B.b是光線O的出射光

C.c是光線O的出射光

D.a、b、c都不是光線。的出射光

6.（2022?山東省等級考試物理模擬卷）如圖所示，由某種透明介質制成的長直細圓柱體置于真空中。某種單色

光在介質中傳輸，經過多次全反射后從右端射出。若以全反射臨界角傳瑜的光線剛好從右端以張角20出射,

則此介質的折射率為（)

A、/：+sin20

C'1+cos2。D.\/l-l-sin20

7.（多選）（2022?山東省青島市高三下二模）如圖所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡ABC置于空氣中，兩者的

AC而相互平行放置，由紅光和藍光組成的細光束平行了BC面從P點射入，通過兩棱鏡后，變為從a、b

兩點射出的單色光，對于這兩束單色光（

B

A.紅光在玻璃中傳播速度比藍光大

B.從a點射出的為紅光，從b點射出的為藍光

C.從a、b兩點射出的單色光不平行

D.從a、b兩點射出的單色光仍平行，且平行于BC

8.（2022?河北省唐山市高三下3月第次模擬考試）如圖所示，一塊兩面平行的玻璃磚平放在紙面上，將它的

前、后兩個邊界PQ、MN記錄在紙面上。若單色光沿紙面從真空中以入射角i=6O。從MN表面射入時，光

通過玻璃磚的時間為t；若保持入射光的方向不變，現撤去玻璃磚，光通過PQ、MN之間的區域的時間也為

t,那么，這塊玻璃磚對該入射光的折肘率為（）

A.2B.小C.1.5D.小

9.（2022?湖北省武漢市第二中學高三上模擬）如圖，一長方體透明玻璃磚在底部挖去半徑為R的半圓柱，玻璃

磚長為L.一束單色光垂直于玻璃磚上表面射入玻璃磚，且覆蓋玻璃磚整個上表面.已知玻璃的折射率為限,

則半圓柱面上有光線射出（）

A.在半圓柱穹頂部分，面積為管

B.在半圓柱穹頂部分，面積為兀RL

C.在半圓柱穹頂兩側，面枳為啥

D.在半圓柱穹頂兩側，面積為兀RL

10.1多選）（2022,山東省青島市高三下二模）如圖所示，空氣中有一折射率為也的玻璃柱體，其橫截面是圓

心角為90。、半徑為R的扇形，一束光平行于橫截面，以入射角0照射到OA上，OB不透光。只考慮首次

入射到圓弧上的光（）

A.若0=45。，則AB面上最大的入射角大于45。

B.若0=45。，則AB面上最大的入射角為45。

C.若8=45。，則AB面上有光透出部分的弧長為&R

D.若。增大，則AB面上有光透出部分的弧長變長

II.（2021年廣東省普通高中學業水平選擇性考試）18.如圖所示，一種光學傳感器是通過接收器Q接收到

光的強度變化而觸發工作的。光從擋風玻璃內側P點射向外側M點再折射到空氣中，測得入射角為。，折

射角為夕；光從P點射向外側N點，剛好發生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時臨界角°的正弦

12：2020年全國普通高等學校招牛.考試新課標川）16.如圖，一折射率為6的材料制作的三棱鏡，其橫截

面為直角三角形ABC,ZA=90°,ZB=30%一束平行光平行于BC邊從AB邊射入棱鏡，不計光線在棱鏡

內的多次反射，求AC邊與BC邊上有光出射區域的長度的比值。

13（2018年全國高考卷n試題）16.如圖，41BC是一直角三棱鏡的橫截面，一一細光束從BC邊的D點

折射后，射到AC邊的E點，發生全反射后經AB邊的F點射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG

的中點。不計多次反射。

（i）求出射光相對于D點的入射光色偏角：

（ii）為實現上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？

14.（2018年海南省高考卷試題）（2）（8分）如圖，由透明介質構成的半球光的內外表面半徑分別為R和啦R。

一橫破面半徑為R的平行光束入射到半球殼內表面，入射方向與半球殼的對稱軸平行?，所有的入射光線都

能從半球殼的外表面射出。已知透明介質的折射率為n=V2。求半球殼外表面上有光線射出區域的圓形邊

界的半徑。不考慮多次反射。

15.（2021河北省新