第7讲 光的折射与全反射（模型与方法）物理人教版选择性必修第一册

本讲义聚焦光的折射与全反射核心知识点，系统梳理从折射定律、全反射条件的基本思路，到平行砖、三棱镜、圆形玻璃砖等具体模型，再到视深视高、光纤原理的应用脉络，通过模型构建、公式剖析及几何关系分析，搭建从原理到应用的学习支架。 该资料以模型建构为主线，融合科学思维与科学探究，通过四个核心模型整合知识点，结合高考真题及分层练测强化科学推理。例如模型01明确全反射条件，模型04解析光纤原理，课中助力教师高效授课，课后帮助学生精准提效，实现知识巩固与能力提升。

第7讲 光的折射与全反射 模型破解 规范思维路径，强化科学逻辑 模型01.分析折射全反射问题的基本思路 模型02.平行砖模型 三棱镜 圆形玻璃砖 模型03.视深、视高与发光面积 模型04.光纤原理（全反射） 真题演练 熟悉考试形式，提升实战能力 分层练测 实现精准提效，最终整体达标 模型01.分析折射全反射问题的基本思路 模型构建 1. 折射定律（斯涅尔定律） ：入射角（法线与入射光线夹角，介质 1） ：折射角（法线与折射光线夹角，介质 2） 规定：光线从光疏→光密：靠近法线；光密→光疏：远离法线 2. 3. 全反射条件（缺一不可） ① 光线：光密介质 → 光疏介质 ② 入射角（临界角） 临界角公式： 关键：光疏→光密永远不会全反射！ 模型剖析 1.一个核心思路 2.三个基本公式 折射率：n12＝＝＝ 全反射临界角：sin C＝. 光速计算：c=f 3.多个几何关系 ①三角函数： ②勾股定理： ③正弦定理 ⑥倍、半角公式 ④余弦定理 ⑤和差公式 【例1】（25-26高一下·陕西西安·期末）为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图如图所示），若坦克内的人通过这块玻璃能看到外界的最大角度范围为120°，真空中光速为。下列说法正确的是（　　） A．孔内玻璃的折射率为1.5 B．光在该玻璃中的传播速度为 C．仅减小孔左右两边的距离，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 D．仅减小玻璃的折射率，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 【答案】A 【详解】A．如图所示 根据题意和几何关系可知入射角，折射角 根据折射定律，A正确。 B．光在该玻璃中的传播速度，B错误。 C．仅减小孔左右两边的距离，最大折射角减小，根据折射定律可知，最大入射角减小，则坦克内的人观察外界角度的范围将减小，C错误。 D．减小折射率n，则根据折射定律，因最大折射角不变，则最大入射角减小，则坦克内的人观察外界角度的范围将减小，D错误。 故选A。 【变式1-1】（25-26高二下·福建福州·期末）（多选）图甲是福建永泰“百漈沟”国家4A景区，景色迷人，特别是瀑布下彩虹绚丽多彩。其形成过程如图乙。太阳光中包含多种波长的单色光，波长越长的光，水对其折射率就越小。雨后太阳光射入到水滴中发生色散而形成彩虹。假设水滴是球形的，图乙中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同波长的出射光线，下列说法正确的是（     ） A．a、b、c、d光的颜色依次可能是紫光、蓝光、黄光、红光 B．在水滴中a光的频率小于d光的频率 C．在水滴中a光波长小于d光的波长 D．在水滴中a光速度大于d光的速度 【答案】AC 【详解】A．波长越长折射率越小，偏折越小。光偏折最大，应为紫光；光偏折最小，应为红光，中间依次为蓝光、黄光，故A正确； B．紫光频率大于红光频率，为紫光，为红光，光频率大于光频率，故B错误； C．紫光波长小于红光波长，在水滴中光（紫光）波长小于光（红光）波长，故C正确； D．紫光折射率大，由知光速度小于光速度，故D错误。 故选AC。 【变式1-2】（2026·湖南长沙·三模）（多选）如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。图丙是由这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R、高为2R的长方体，一束该单色光从左侧A'点沿半径方向，且与长方体的长边成37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是（     ） A．该透明材料的临界角是37° B．该透明材料的临界角是53° C．该透明材料的折射率为 D．光线在透明长方体中运动的总时间为 【答案】BCD 【详解】A．设光线在平面AB处的入射角为，图中是入射光线与界面AB的夹角，因此有 由图乙可知，当时开始出现折射光线，此时入射角恰好等于临界角，解得，故A错误； B．由图乙可知，当时无折射光线，说明此时发生全反射；当时折射光线开始出现，对应的入射角为临界角，根据几何关系有 解得，故B正确； C．光线由该透明材料射向真空，发生全反射的临界条件为 解得 代入以及，解得，故C正确； D．光线沿半圆柱体的半径方向入射，在曲面处入射角为，传播方向不变。进入长方体后，光线与长边的夹角为，在上下表面反射后该夹角保持不变。将反射光路展开，设光线在长方体内运动的总路程为，其水平方向的总位移为8R，根据几何关系有 解得 光在该材料中的传播速度为 解得 光线在长方体中运动的总时间为 解得，故D正确。 故选BCD。 模型02.平行砖模型 三棱镜 圆形玻璃砖 模型构建 两次折射：空气→玻璃，玻璃→空气 出射光线与入射光线平行，发生侧移，方向不变 不会发生全反射 模型剖析 1.平行玻璃砖（折射） 2.三棱镜（折射、全反射） 3.圆形玻璃砖（折射、全反射） 【例2】（24-25高二下·北京密云·期末）如图所示，一束复色光从O点以入射角θ斜射入上、下表面平行的透明玻璃砖内，经折射后分成A、B两束光分别从下表面的a、b两点射出，关于A、B两束光，下列说法正确的是（　　） A．从a、b两点射出后，两束光可能平行也可能不平行 B．A光的波长一定大于B光的波长 C．若增大入射角θ，B光有可能在玻璃砖下表面发生全反射 D．A光在玻璃砖中的传播速度小于B光在玻璃砖中的传播速度 【答案】D 【详解】A．设某束光在玻璃砖中的折射角为，从下表面射出时的折射角为，空气的折射率近似为，根据折射定律分别有， 联立解得 由于玻璃砖上、下表面平行，因此两束出射光均与原入射光平行，故两束出射光一定相互平行，故A错误； B．设玻璃砖厚度为，两束光在玻璃砖中的折射角分别为、，由几何关系分别有， 由图可知，解得 根据折射定律分别有， 解得 玻璃对波长较短的光折射率较大，因此，故B错误； C．设光从玻璃射向空气时的临界角为，根据折射定律和临界角公式分别有， 由于，解得 因此，即使增大入射角，光在玻璃砖下表面也不会发生全反射，故C错误； D．由B选项的分析可知，光在玻璃中的传播速度为 解得，故D正确。 故选D。 【变式2-1】（2025高三·全国·专题练习）在某潜望式变焦镜头中，有一块三角形截面的棱镜ABC，通过三棱镜改变方向照射到位于机身一侧的感光元件上以实现光学变焦。现有一束单色光垂直于底边AC射入三棱镜，光在AB边上发生三次全反射后垂直于BC边射出，其中某次反射恰好是全反射，则该三棱镜的折射率是（     ） A． B． C． D．2 【答案】A 【详解】 设，光线垂直于AC边入射，进入棱镜后沿竖直方向传播。根据反射定律，光线第一次在AB边反射后与竖直方向的夹角为；此后每经过AC边和AB边各一次反射，光线与竖直方向的夹角增加。 第三次在AB边反射后，光线与竖直方向的夹角为。由于光线垂直于竖直的BC边射出，因此出射光线沿水平方向，有 解得 五次反射对应的入射角依次为，，，， 其中最小入射角为。要使五次反射均能发生全反射，且某次反射恰好达到全反射临界条件，则第一次在AB边反射时的入射角等于临界角，即 设棱镜外为空气，根据全反射临界角公式有 解得 故选A。 【变式2-2】（2022·海南海口·模拟预测）如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，一单色光平行底面BC的方向射向AB，经折射后射向AC，并在AC边恰好发生全反射。则棱镜的折射率n为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知，三棱镜截面为直角三角形，，，则。光线平行于底面射向面，根据几何关系，入射光线与面的夹角等于，则入射角 设光线在面的折射角为，在面的入射角为。根据折射定律有： 由几何关系可知， 即 光线在面恰好发生全反射，则入射角等于临界角，满足： 即 联立两式，利用，可得： 解得 故选 A。 模型03.视深、视高与发光面积 模型构建 视深 / 视高 判断：物体在哪种介质、观察者在哪；是否垂直俯视；直接套用小角度公式。 斜视角问题：不能直接用 ，需要折射定律 + 几何计算。 水下点光源发光光斑 ① 求临界角 ② 几何 求半径 R ③ 面积 模型剖析 1.视深、视高（折射） 2.发光面积、透光区（全反射） 【例3】（24-25高三上·甘肃白银·阶段检测）如图所示，在水面下深度处水平放置长的细发光条，水对发光条发出的光的折射率，则水面上有光射出区域的面积为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设光从水射向空气时的临界角为，由全反射临界角公式得 解得，发光条上任一点在水面形成的可出射区域为圆，圆的半径 发光条各点对应圆形区域的圆心位于长为的线段上，其并集由一个长为、宽为的矩形和两个半径为的半圆组成。水面上有光射出的区域面积 故选B。 【变式3-1】（2025高三·山东·专题练习）如图所示，某容器的横截面为环形，外圆和内圆的半径分别为、，一束单色光平行于截面方向从外圆上的点入射，当入射角为时，折射光线到达内圆上的点处恰好发生全反射。 (1)求外圆，内圆的半径之比； (2)当时，光线恰好不照到内圆上，求容器介质对光的折射率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设光线在点的折射角为，在点的入射角为，先建立光路中的角度关系。 在中， 由正弦定理得 由折射定律得 由全反射临界条件得 结合，有 （2）当光线恰好不照到内圆上时，折射光线与内圆相切。设光线在点的折射角为，由切线条件可知圆心到折射光线的距离等于内圆半径。 由几何关系得 结合（1）可得 由折射定律得 【变式3-2】（2026·海南·模拟预测）唐代诗人韩愈的《原道》里提到：“坐井而观天，曰天小者，非天小也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若深8m、半径为0.6m的井中灌满水，水的折射率n如图所示，处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外景物尽收眼底，则所处位置与井口水面间的竖直距离最远为（     ） A．0.8m B．m C．7m D．5m 【答案】B 【详解】设空气折射率，水的折射率，井口半径，青蛙距井口水面的竖直距离为。青蛙恰好能看尽井外景物时，来自井口边缘且沿水面方向传播的光线折射后恰好到达青蛙眼睛，此时入射角，根据折射定律有 解得 由三角函数关系可得 根据几何关系有 解得 代入数据解得 故选B。 模型04.光纤原理（全反射） 模型构建 分清两层折射率： 写出侧面临界角 利用几何互余：端面折射角 结合端面折射定律，联立求解最大入射角 模型剖析 1.构造、原理： 由内芯和外套组成． 内芯的折射率比外套的大，光在内、外套的界面发生全反射． 2.特点： 容量大、能量损耗小、抗干扰能力强，保密性好等. 3.光导纤维的折射率： 设光纤折射率为n，入射角为θ1时，光线传到侧面恰好发生全反射。 当θ1增大到90°时，θ2最大，θ最小，若θ＝C，则所有进入光导纤维中的光线都能发生全反射，解得n＝.由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些． 【例4】（2025·天津·模拟预测）（多选）光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点以入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过点的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．光纤内芯的折射率比外套的小 B．光从左端空气中进入光纤内芯后，频率变小 C．光在光纤内芯中传播的速度小于真空中的光速 D．稍微减小入射角，光在光导纤维的侧面仍会发生全反射 【答案】CD 【详解】A．发生全反射的条件是从光密介质射入光疏介质，光在内芯与外套界面发生全反射，说明内芯的折射率比外套的大，故A错误； B．光从一种介质进入另一种介质时，频率不改变，故B错误； C．由，因为折射率大于1，光在内芯中的传播速度，即小于真空中的光速，故C正确； D．稍减小入射角，根据折射定律，折射角减小；在内芯和外套界面上的入射角增大，大于临界角，故光在光导纤维的侧面仍会发生全反射，故D正确。 故选CD。 【变式4-1】（25-26高二下·福建福州·期末）（多选）如图是一段长为的直线光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为，光在真空中传播速度为。下列结果正确的有（　　） A．光纤传输的原理是光的全反射 B．光在光纤内传播的速度为 C．光在光纤内传播的最长时间为 D．光在光纤内传播的最短时间为 【答案】AC 【详解】A．光纤传输的原理是光在光纤内芯与外套界面发生全反射，使光信号沿光纤传播，故A正确； B．光在介质中的传播速度，故B错误； CD．设单色光以入射角入射，由折射定律 解得折射角满足，即 单色光折射后在侧面发生全反射，则反射角为，则光线实际路径长度 由传播速度 联立解得传播时间，即 当入射角从开始增大时，从开始增大，则从开始增大，从开始减小，则传播时间逐渐增大。 因此，当等于时，最大，传播时间最短 当增大到某一角度时，减小至恰好在侧面发生全反射，此时为入射角最大角，继续增大则无法发生全反射，故此时为传播时间最长值，此时满足，因此最长传播时间 综上，最短传播时间，最长传播时间，故C正确，故D错误。 故选AC。 【变式4-2】（25-26高二下·福建福州·期中）（多选）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角（i≠0）从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（     ） A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光小 B．入射角i由逐渐增大时，a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．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则a单色光在介质中传播的时间为 【答案】BD 【详解】A．由图可知，在内芯介质中a单色光的折射角比b单色光大，根据折射定律，在内芯介质中a单色光的折射率比b单色光小，又由可知，在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故A错误； B．根据折射定律可知，入射角i由逐渐增大时，a、b单色光的折射角都增大，a单色光的折射角大于b单色光，导致a、b单色光在到达内芯和外套界面时的入射角都减小，且a单色光入射角小于b单色光，由于a单色光的折射率比b单色光小，根据可知，a单色光发生全反射的临界角大于b单色光，则a单色光全反射现象先消失，故B正确； C．由于光在不同介质中的频率不变，根据传播速度减小，由知波长减小，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有可得 根据数学知识可知 根据几何关系可知，a单色光的传播距离为 由，传播速度为 则a单色光在介质中传播的时间为，故D正确。 故选BD。 1．（2026·广西·高考真题）（多选）现有两个截面形状是直角三角形、折射率可随材料两端电压变化的不同材料，左下半部分折射率，右上半部分折射率，；把它们拼成长方体，截面如图甲所示，连接如图乙所示的电路，调节滑动变阻器，改变它们的折射率，一光束从左侧中点水平射入，从边射出，光在两材料界面发生折射后，和水平面的夹角为。当滑动变阻器的滑片向左移动时（     ） A．折射光从射出 B．折射光从射出 C．变小 D．变大 【答案】BC 【详解】AB．由于，始终有 设界面与PQ边夹角为，光束在两材料界面折射时，折射角为，则入射角 根据折射定律有 由于，可知 法线垂直于界面，由几何关系可知，入射光线水平向右，折射光线向下偏折（点拨：光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角，光线向界面靠拢，即向下偏），作出光路图如图所示 故折射光从O下方的区域射出，故A错误，B正确； CD．由电路图可知，两种材料并联在滑动变阻器滑片左侧部分，则当滑动变阻器的滑片向左移动时，材料两端电压U减小，根据题意可知减小、增大，所以减小，折射角r减小，折射光线与水平面的夹角，所以θ变小，故C正确，D错误。 故选BC。 【基础夯实】 1. （25-26高二下·广东广州·期末）（多选）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，下列说法正确的是（     ） A．玻璃砖的折射率计算式为 B．玻璃砖的折射率计算式为 C．应选用宽度较小的玻璃砖测量以减少误差 D．应选用宽度较大的玻璃砖测量以减少误差 【答案】BD 【详解】AB．图中、均为光线与界面的夹角，入射角 折射角 由折射定律得玻璃的折射率，故A错误，B正确。 CD．玻璃砖宽度越大，入射点与出射点间的距离越大，连接两点确定玻璃内折射光线方向时的角度误差越小，故C错误，D正确。 故选BD。 2. （25-26高二下·甘肃白银·期末）甘肃敦煌的月牙泉被誉为“沙漠第一泉”，若一束光射入月牙泉，入射角为，折射角为，则月牙泉对该光的折射率为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据光的折射定律，光从空气（近似为真空）射入介质时，介质的折射率满足公式 其中为入射角，为折射角。代入数据、计算得： 所以该光的折射率为。 故选A。 3. （25-26高二下·江苏常州·期末）某同学在游泳时，发现射入池水的太阳光在池底形成美丽的彩色条纹，导致这种各色光分离的现象主要是由于光的（     ） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 【答案】C 【详解】太阳光是复色光，包含各种频率的单色光。当太阳光从空气射入水中时，会发生折射现象。由于水对不同频率（颜色）的光的折射率不同，导致各种色光在水中的偏折程度不同，从而在池底形成彩色条纹，这种现象称为光的色散，其本质是光的折射。 故选C。 4. （2026·江苏南京·三模）某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对发光像素单元可视角度的控制，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出的两条光线的夹角为。已知防窥膜厚度为，光速为，求： (1)防窥膜透明介质的折射率 (2)光如果能射出，则光在膜中传播的最短时间 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由光路图及光路可逆原理可知，折射角为，入射角为，根据折射定律可知 解得 （2）“光如果能射出”指光线不被屏障吸收，从上表面进入空气。所有能射出的光线中，路径最短的是垂直向上传播 的光线，路径长度为，不会碰到屏障。光在介质中的速度 最短时间 5. （25-26高二下·福建莆田·期末）某小区喷水池底部装有红、蓝两种颜色的LED灯，如图所示。该灯可视为点光源，若水池底部水平，水面平静且足够大，则下列说法正确的是（     ） A．水对红光的折射率比对蓝光的小 B．红光在水中的传播速度比蓝光小 C．红光在空气中传播的频率比水中的小 D．红光与蓝光从水面上射出时，红光所围成的面积更小 【答案】A 【详解】A．根据光的色散知识，在同一种介质中，红光的频率比蓝光小。由折射率与频率的关系可知，频率越小，折射率越小，所以红光的折射率比蓝光小，A正确； B．根据公式（其中v是光在介质中的速度，c是光在真空中的速度，n是介质的折射率），因为红光折射率小，所以红光在水中的传播速度比蓝光大，B错误； C．光的频率由光源决定，与介质无关，所以红光在空气中和水中传播的频率是一样的，C错误； D．根据全反射临界角公式，红光折射率小，则红光的临界角大。当红光和蓝光从水面射出时，在水中入射角相同时，红光发生全反射的临界角大，射出水面的范围更大，所围成的面积更大，D错误。 故选A。 6. （2026高三·全国·专题练习）（多选）光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是（　　） A．光纤通信利用光作为载体来传播信息 B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 【答案】AD 【详解】A．光纤通信以光为信息载体，通过光信号传递信息，故A正确； BC．光在光导纤维的纤芯与包层界面多次发生全反射而向前传播，不是利用光的衍射或色散，故BC错误。 D．目前广泛使用的光导纤维通常由非常细的特制玻璃丝制成，故D正确。 故选AD。 7. （24-25高三下·山东济宁·阶段检测）（多选）测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为a、b两束光，光路图如图所示，其中，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是（　　） A．a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大 B．若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 C．若逐渐提高溶液的含糖率，a光先不能射出容器 D．稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 【答案】AB 【详解】A．由于，根据光的折射定律结合光路图可知，溶液的折射率小于透明介质的折射率，由可知，a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大，故A正确； B．稍微提高溶液的含糖率，溶液的折射率增大，光线从溶液射出时，折射角增大，故打在屏幕上的位置向下移动，B正确； C．由图可知，溶液对光的折射率小于溶液对光的折射率，由可知，逐渐提高溶液的含糖率，光先达到全反射的临界角，即光先不能射出容器，C错误； D．稍微水平向左移动透明介质，由几何关系可知光线打在屏幕上的位置均将向上移动，D错误。 故选AB。 8. （26-27高三·全国·一轮复习）如图1，玻璃半球半径为，为球心，为直径。现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面，其对玻璃的折射率为。已知如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是（     ） A．所有射入到半球底面的光中有的光会发生全反射 B．从上往下看，整个半球面被照亮的面积为 C．单色光在玻璃中的传播速度为 D．改用频率更高的另一单色光垂直入射到半球的底面，整个半球面被照亮的面积增大 【答案】B 【详解】AB．若单色光恰好发生全反射，其光路图如图所示 由全反射临界条件有 解得 即有的光会发生全反射； 由几何关系有 则被照亮的面积为，故A错误，B正确； C．单色光在玻璃中的传播速度，故C错误； D．同一介质，单色光的频率越大，介质对其折射率越大，由 可知临界角更小，球冠高度 则球冠高度更小，根据 可知照亮面积更小，故D错误。 故选B。 9. （2025高三·河北·专题练习）某同学用如图所示的装置测定半圆柱玻璃砖的折射率，在白纸上画一条直线作为玻璃砖界面，过点画一条直线作为入射光线，在上面插两枚大头针和，使玻璃砖平面与对齐，点与圆心重合，依次插上大头针和，使得挡住、的像，挡住、的像和，测出入射角和折射角，则（     ） A．入射角的取值越大，角度测量的相对误差越小，所以可让大于 B．越小，从、方向看到的大头针越粗 C．若玻璃砖在纸面内绕点顺时针转过一个小角度，折射角增大 D．若记录的点位置在半圆柱玻璃砖圆心的左侧，其他步骤均正确，则测量的折射率偏大 【答案】D 【详解】A．玻璃的折射率约为1.5，临界角满足，若入射角大于，则会发生全反射，故A错误； B．入射角越大，色散现象越明显，看到的大头针的像越粗，故B错误； C．如果玻璃砖在纸面内绕点顺时针转过一个小角度，设折射角增大，则有，由于，则，故C错误； D．若记录的点位置在半圆柱玻璃砖圆心的左侧，如图所示，则入射角的测量值偏小，根据可知折射率测量值偏大，故D正确。 故选D。 10. （2023·山东济宁·模拟预测）在空间站进行太空授课时，王亚平在水球里注入一个气泡，简化模型截面图如图所示。内外两球的球心均在O点，内球的半径为R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点与直线夹角射入，折射后恰好与内球面相切。已知水的折射率为，光速为c，不考虑多次反射和折射。。则（　　） A．外球的半径为 B．单色光在水中的传播时间为 C．调整好单色光与直线的夹角，单色光会在外球内表面上发生全反射 D．当单色光与直线的夹角为时，单色光在内球外表面上恰好发生全反射 【答案】B 【详解】A．根据折射定律可知， 解得 由几何关系可知，，故A错误； B．单色光在水中的传播距离 传播速度 则单色光在水中的传播时间，故B正确； C．由对称性和光路可逆原理可知，单色光进入水球后在外球内表面上的入射角不会大于临界角，所以不能发生全反射，故C错误； D．单色光在内球外表面上恰好发生全反射的光路图如图所示，根据正弦定理可知 解得 根据折射定律可知 解得 即，当单色光与直线的夹角为时，单色光在内球外表面上恰好发生全反射，故D错误。 故选B。 11. （25-26高二下·河南南阳·期末）一盛满水的圆柱形容器放置在水平面上，其竖直截面ABCD如图所示，底面半径为R，高度为。G在A的正上方距离为R处，E、F分别为上、下面的圆心，M是EF的中点。一点光源（可向各个方向发出单色光）放置在G点，到达E点的光射入水中正好到达C点，若把点光源移到M点，则在水面形成的光斑面积为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】如图所示 由几何关系可得 由折射定律可得 发生全反射的临界角公式 可得临界角 由于点光源可向各个方向发出单色光，因此在水面形成的光斑为圆形，由几何关系可得在水面形成的光斑半径 在水面形成的光斑面积为 故选A。 【培优拔高】 12. （2025高三·河北·专题练习）如图所示，在园林景观中，水景独得大家喜爱，硬质水池主要由水泥拼砌花纹、鹅卵石铺成。某水池在照明时需要把水池底部照亮，因此，灯具需要装在靠近池底的位置，将一半径为0.4m的圆形细灯带水平铺在池底，灯带距水面高度为，池水对灯带发出的光的折射率为，则水面上的发光面积是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】作出发光带上某点发出的光恰发生全反射的光路图如图所示， 由题意可得 则 根据几何关系可得 由于，则水面上发光区域为圆，则水面上发光区域的圆形半径 所以发光区域面积 故选B。 13. （26-27高三·全国·一轮复习）如图所示为一束光穿越介质1、2、3时的光路，分界面1、2平行，，下列说法正确的是（     ） A．介质1的折射率大于介质3 B．光在介质2中的速度最大 C．随增大，光会在分界面2处发生全反射 D．介质2、3可分别作为光纤的内芯和外套 【答案】D 【详解】A．光从介质1进入介质2时折射角小于入射角，说明 光从介质2进入介质3时折射角大于入射角，说明 设光线在介质2中与法线的夹角为，根据折射定律可得 又，可得，故A错误； B．根据可知折射率越大，光的传播速度越小，介质2的折射率最大，因此光在介质2中的速度最小，故B错误； C．增大时，光在界面1处的折射角变大，光在界面2处的入射角变大，由折射定律可知，折射角变大，但因为所以随增大，光不会在分界面2处发生全反射，故C错误； D．对于介质2和介质3，介质2是光密介质，介质3是光疏介质，所以介质、可分别作为光纤的内芯和外套，故D正确。 故选D。 14. （25-26高二下·四川成都·阶段检测）真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P间的距离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为，真空中的光速为c。则（　　） A．玻璃砖的折射率为 B．光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为 C．光从P点传播到M点的时间为 D．仅改变入射点P的位置，光在玻璃砖内侧面不可能发生全反射 【答案】C 【详解】A．光路图如图所示，结合几何关系可有 玻璃砖的折射率 联立解得，故A错误； B．光从点折射进入空气时与法线的夹角为，故B错误； C．设光在玻璃砖中的传播时间为，在真空中的传播时间为，则有，光从点传播到点的时间为，故C正确； D．根据，又，解得，所以当时，光在玻璃砖内侧面能发生全反射，故D错误。 故选C。 1/2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 第7讲光的折射与全反射 内容导航 模型破解规范思维路径，强化科学逻辑 模型01.分析折射全反射问题的基本思路 模型02.平行砖模型三棱镜圆形玻璃砖 模型03.视深、视高与发光面积 模型04.光纤原理（全反射） 真题演练熟悉考试形式，提升实战能力 分层练测实现精准提效，最终整体达标 模型破解 模型01.分析折射全反射问题的基本思路 模型构建 1 折射定律（斯涅尔定律） sin0 (n= sin0, 日：入射角（法线与入射光线夹角，介质1） !日2：折射角（法线与折射光线夹角，介质2） 「规定：光线从光疏→光密：靠近法线：光密→光疏：远离法线 2. 3. 全反射条件（缺一不可） ①光线：光密介质→光疏介质n1>n2 ②入射角01≥C(临界角) 临界角公式：sinC=1真空/空气为外侧 关键：光疏→光密永远不会全反射！ 模型剖析 1.一个核心思路 1/19 西学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 判断从光疏进入光密、还是光密进入光疏 判断有无全反射的可能性？ 判断入射角是否大于或等于临界角 明确是否发生全反射现象？ 画反射、折射或全反射的光路图 明确光路图中的几何关系 利用几何关系联立求解 常用三角函数 与勾股定理 2.三个基本公式 折射率：n=sin01=c=马 全反射临界角：sinC=. 光速计算：c=入f sin02v▣ 3.多个几何关系 b a *Expression is faulty**三角函数： *Expression is faulty**勾股定理： a2+b2=c2 米米 Expression is faulty 正弦 定理 *Expression is faulty*倍、半角公式 a b sina2+cosa2=1 sinA sinB sinC 2tana sin 2a =2sina cosa tan2a= 1-tana2 *Expression is faulty**余弦定理 a2=62+c2-2bccosA cos 2a cosa2-sina2 =2cosa2-1=1 2sina2 a cosa 1+cosa *Expression is faulty*和差公式 2 2 a 1 -cosa sina 1-cosa tan 2 cosa 1+cosa sina 2/19 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 sin(a士b=sina cosb士cos a sin b cos(a土b=cosa cosb千sinasinb 【例1】(25-26高一下·陕西西安期末)为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定 坦克壁厚l0√6cm,孔的左右两边距离103cm,孔内安装一块玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图 如图所示)，若坦克内的人通过这块玻璃能看到外界的最大角度范围为120°，真空中光速为3.0×10m/s 。下列说法正确的是() 坦克外部 10v3cm 玻璃 10v6cm 坦克内部 A.孔内玻璃的折射率为1.5 B.光在该玻璃中的传播速度为1.5×10°m/s C.仅减小孔左右两边的距离，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 D.仅减小玻璃的折射率，坦克内的人观察外界角度的范围将增大 【变式1-1】(25-26高二下·福建福州期末)（多选)图甲是福建永泰“百漈沟”国家44景区，景色迷 人，特别是瀑布下彩虹绚丽多彩。其形成过程如图乙。太阳光中包含多种波长的单色光，波长越长的光， 水对其折射率就越小。雨后太阳光射入到水滴中发生色散而形成彩虹。假设水滴是球形的，图乙中的圆代 表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，、b、c、d代表四条不同波长的出射光线，下列说 法正确的是() 3/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 太阳光 甲 乙 A.a、b、c、d光的颜色依次可能是紫光、蓝光、黄光、红光 B.在水滴中a光的频率小于d光的频率 c.在水滴中a光波长小于d光的波长 D.在水滴中a光速度大于d光的速度 【变式1-2】(2026湖南长沙.三模)（多选）如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束 由真空沿着径向与AB成角射入，对射出的折射光线的强度随角的变化进行记录，得到的关系如图乙所 示。图丙是由这种材料制成的透明体，左侧是半径为R的半圆柱体，右侧是长为8R、高为2R的长方体， 一束该单色光从左侧A点沿半径方向，且与长方体的长边成37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速 度为c,以下说法正确的是()‘ 个折射光线的强度 37°549 甲 -8R 丙 A.该透明材料的临界角是37° B.该透明材料的临界角是53° 4/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 C.该透明材料的折射率为4 25R D.光线在透明长方体中运动的总时间为 2c 模型02.平行砖模型三棱镜圆形玻璃砖 模型构建 两次折射：空气→玻璃，玻璃→空气 出射光线与入射光线平行，发生侧移，方向不变 不会发生全反射 模型剖析 1.平行玻璃砖（折射) 01 单色光： 01 复色光： 0 3 01 1.最终出射光线与入射光线平行。 由于：a3 2.侧移量：d=BCcos01 sin n= sin, 则：n1 2、fif2、入入2、u BC=AC-AB=htan0-htan02 故：d1d2、n越大偏移量越大 cos0 1-n2 d=hsin0 1 =hsin Vn-sin20 1-1+ n2-sin20 1-n2 由于：n0、故：1-n20 若：0t→sin0:t-→dt-→(n2-sim20.↓→(n2-sn0↓→d 2.三棱镜（折射、全反射） 5/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 %、P2p 02+m=a 偏向角： 复色光形成光的色散现 p=0-02+n-2=01+2 n越大、偏转角越大 全反射棱镜： 偏向角：90 偏向角：1801 偏向角：0 3.圆形玻璃砖（折射、全反射) 8 CC 01 若：01=90° 02=C 8=2Rc0s02 则会持续全反射 2 光路等时圆： sine 可以利用画等时圆判断时间：七 s=2Rsin02 n= sin02 t== n2Rsin0 U c 2Rsin0 c 故：t1=t2 【例2】(2425高二下·北京密云期末)如图所示，一束复色光从0点以入射角0斜射入上、下表面平行 的透明玻璃砖内，经折射后分成A、B两束光分别从下表面的4、b两点射出，关于A、B两束光，下列说 法正确的是() 6/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 60 a b A.从α、b两点射出后，两束光可能平行也可能不平行 B.A光的波长一定大于B光的波长 C.若增大入射角，B光有可能在玻璃砖下表面发生全反射 D.A光在玻璃砖中的传播速度小于B光在玻璃砖中的传播速度 【变式2-1】(2025高三·全国.专题练习)在某潜望式变焦镜头中，有一块三角形截面的棱镜ABC,通过三 棱镜改变方向照射到位于机身一侧的感光元件上以实现光学变焦。现有一束单色光垂直于底边AC射入三 棱镜，光在AB边上发生三次全反射后垂直于BC边射出，其中某次反射恰好是全反射，则该三棱镜的折射 率是() 1 1 1 A. sin 15 B. C. sin 20 sin25 D.2 【变式22】(2022海南海口·模拟预测)如图所示，某三棱镜的截面是一直角三角形，一单色光平行底面 BC的方向射向AB,经折射后射向AC,并在AC边恰好发生全反射。则棱镜的折射率n为() A 60°2 A. 7 23 2 B. c.V3 0. 3 7/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 模型03.视深、视高与发光面积 模型构建 视深/视高判断：物体在哪种介质、观察者在哪；是否垂直俯视；直接套用小角度公式。斜视角问 题：不能直接用h'=h/n,需要折射定律+几何计算。 水下点光源发光光斑①求临界角sinC=1②几何tanC= R h 求半径R③面积S=πR 模型剖析 1视深、视高（折射） 视深： ! 视高： H=dtan0 h=dtan, d H=tan02 h= d tan, 真空 当a很小时：tan0=sin0 当0很小时：tan0=sin0 H tan sine, H 水 H tan sin h tane, =n sin02 h h =tan02 sin02 =n 视深：h= H d 视高：H=nh 2发光面积、透光区（全反射) 红黄蓝红黄 红色 C, 8=πr2 Th2 n2-1 单色光 r=htanC=h- n2-1 红黄蓝 8/19 西学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 R=htan C 8=πR2+2RL 透光宽度：d=Rsin C 线光源 透光区：圆心角0=2C 15X 【例3】(24-25高三上·甘肃白银阶段检测)如图所示，在水面下深度h=1.0m处水平放置长L=0.5m的 细发光条AB,水对发光条发出的光的折射率n=V2,则水面上有光射出区域的面积为() 水面 B 经+1m B.π+1m c.+1 m D. π1 8'2 4 m2 【变式31】(2025高三山东，专题练习)如图所示，某容器的横截面为环形，外圆和内圆的半径分别为 R1、R2,一束单色光平行于截面方向从外圆上的P点入射，当入射角为@=30°时，折射光线到达内圆上 的Q点处恰好发生全反射。 9/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 R R2 0 (1)求外圆，内圆的半径之比B: R (2)当(=45时，光线恰好不照到内圆上，求容器介质对光的折射率。 【变式32】(2026海南模拟预测)唐代诗人韩愈的《原道》里提到：“坐井而观天，曰天小者，非天小 也。”说的是青蛙在井底所能看到的天空是有限的。若深8m、半径为0.6m的井中灌满水，水的折射率n 如图所示，处在井底正中央A处的青蛙沿其正上方上浮。若青蛙想要把井外景物尽收眼底，则所处位 3 置与井口水面间的竖直距离最远为() A A.0.8m B. 5m C.7m D.5m 模型04.光纤原理（全反射） 模型构建 分清两层折射率：n芯)>n2包层 10/19 西学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 写出侧面临界角sinC= n2 n 利用几何互余：端面折射角B=90°-日 结合端面折射定律osin=n,sin阝，联立求解最大入射角 模型剖析 1构造、原理： 由内芯和外套组成。 内芯的折射率比外套的大，光在内、外套的界面发生全反射。 2特点： 容量大、能量损耗小、抗干扰能力强，保密性好等 3.光导纤维的折射率： 设光纤折射率为，入射角为日时，光线传到侧面恰好发生全反射。 n=sine sin90 1 sine2 sin03 cosC 1 sinC= =coSC m 故：C=45°n=√2 故：n一V2 当日1增大到90时，日2最大，日最小，若日=C,则所有进入光导纤维中的光线都能发生全反射，解得 n=. 由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些 【例4】（2025·天津模拟预测)（多选）光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。 一束激光由光导纤维左端的O点以入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过点 O的法线平行)发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是( 外套 。内芯 内芯 分 乙 A.光纤内芯的折射率比外套的小 B.光从左端空气中进入光纤内芯后，频率变小 11/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 C.光在光纤内芯中传播的速度小于真空中的光速 D.稍微减小入射角Q,光在光导纤维的侧面仍会发生全反射 【变式41】(25-26高二下福建福州期末)（多选)如图是一段长为L的直线光导纤维内芯，一单色光从 左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为n,光在真空中传播速度为C。下列结果正确的有 () 侧面 左端 右端 侧面 A.光纤传输的原理是光的全反射 B.光在光纤内传播的速度为乃 C。光在北纤内传播的最长时间为产L D。光在光纤内传播的最短时间为口L 【变式42】(25-26高二下·福建福州期中)（多选）光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为 L,其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角(i0)从轴心射入光导纤维后分为α、b两束单色光，已 知内芯材料对a光的折射率为n(n<2),真空中的光速为c。下列说法正确的是() b A.在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光小 B.入射角i由0°逐渐增大时，α单色光全反射现象先消失 C.从空气射入光导纤维，α、b单色光的波长都变长 12/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 D.若入射角i=时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射，则α单色光在介质中传播的时间为 In2 cn2-sin20 真题演练 1.(2026广西·高考真题)（多选）现有两个截面形状是直角三角形、折射率可随材料两端电压U变化的 不同材料，左下半部分折射率n,=n,+kUk>0右上半部分折射率n,=n,-kU:几，>I:把它们拼成长 方体，截面如图甲所示，连接如图乙所示的电路，调节滑动变阻器，改变它们的折射率，一光束从左侧中 点O水平射入，从PQ边射出，光在两材料界面发生折射后，和水平面的夹角为。当滑动变阻器的滑片向 左移动时() B 1n2 0 甲 A.折射光从PO射出 B.折射光从QO射出 c.θ变小 D.8变大 分层练测 【基础夯实】 1. (25-26高二下广东广州期末)（多选）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平 行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，下列说法正确的是() 13/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 一大头针 宽度 A.玻璃砖的折射率计算式为sin0 sin 0, B.玻璃砖的折射率计算式为Cos61 c0s02 C.应选用宽度较小的玻璃砖测量以减少误差 D.应选用宽度较大的玻璃砖测量以减少误差 2. (25-26高二下甘肃白银期末)甘肃敦煌的月牙泉被誉为“沙漠第一泉”，若一束光射入月牙泉，入射角 为45°，折射角为30°，则月牙泉对该光的折射率为() A.2 B.3 2 C.2 V3 D.2 3.(25-26高二下·江苏常州期末)某同学在游泳时，发现射入池水的太阳光在池底形成美丽的彩色条纹，导 致这种各色光分离的现象主要是由于光的() A.干涉 B.衍射 C.折射 D.反射 4.(2026江苏南京·三模)某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排 列，可实现对发光像素单元可视角度的控制，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在 防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出的两条光线的夹角为Q。已知防窥膜厚度为d,光速为C, 求： 14/19 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 空气 透明介质 膜 发光像素单元 (1)防窥膜透明介质的折射率n (2)光如果能射出，则光在膜中传播的最短时间t 5.(25-26高二下·福建莆田·期末)某小区喷水池底部装有红、蓝两种颜色的ED灯，如图所示。该灯可视为 点光源，若水池底部水平，水面平静且足够大，则下列说法正确的是() 空气 水 A.水对红光的折射率比对蓝光的小 B.红光在水中的传播速度比蓝光小 C.红光在空气中传播的频率比水中的小 D.红光与蓝光从水面上射出时，红光所围成的面积更小 6.(2026高三，全国·专题练习)（多选）光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质 量的通信服务。目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是() A.光纤通信利用光作为载体来传播信息 B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 7.(24-25高三下山东济宁阶段检测)（多选）测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶 液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理 图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面 贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为4b两束 光，光路图如图所示，其中>阝，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是() 15/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 A.、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的大 B.若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 C.若逐渐提高溶液的含糖率，α光先不能射出容器 D.稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动 8.(26-27高三·全国一轮复习)如图1，玻璃半球半径为R,O为球心，AB为直径。现有均匀分布的单色光 垂直入射到半球的底面，其对玻璃的折射率为2。已知如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为 S=2πRh,若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是() R R ↑↑↑↑↑个个 图1 图2 A.所有射入到半球底面的光中有 2的光会发生全反射 B.从上往下看，整个半球面被照亮的面积为2-2nR C.单色光在玻璃中的传播速度为2c D.改用频率更高的另一单色光垂直入射到半球的底面，整个半球面被照亮的面积增大 R sinC=1=r n R 由全反射临界条件有 16/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 9.(2025高三·河北专题练习)某同学用如图所示的装置测定半圆柱玻璃砖的折射率，在白纸上画一条直线 MN作为玻璃砖界面，过O点画一条直线作为入射光线，在上面插两枚大头针P1和P2,使玻璃砖平面与 MN对齐，O点与圆心重合，依次插上大头针P3和P4,使得P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3 ，测出入射角a,和折射角9，：则(） P A.入射角1的取值越大，角度测量的相对误差越小，所以可让61大于60° B.81越小，从P4、P3方向看到的大头针越粗 C.若玻璃砖在纸面内绕0点顺时针转过一个小角度6，折射角2增大6 D.若记录的O点位置在半圆柱玻璃砖圆心的左侧，其他步骤均正确，则测量的折射率偏大 10.(2023山东济宁.模拟预测)在空间站进行太空授课时，王亚平在水球里注入一个气泡，简化模型截面图 如图所示。内外两球的球心均在O点，内球的半径为R。假设一束单色光（纸面内)从外球面上A点与 A0直线夹角i=53©射入，折射后恰好与内球面相切。已知水的折射率为3，光速为c,不考虑多次反射和 折射。sin53°=0.8，c0s53°=0.6。则() B 水 R 空今 空气 A.外球的半径为号R 3 B.单色光在水中的传播时间为32R 9c 17/19 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 C.调整好单色光与AO直线的夹角，单色光会在外球内表面上发生全反射 D.当单色光与AO直线的夹角为45°时，单色光在内球外表面上恰好发生全反射 11.(25-26高二下·河南南阳·期末)一盛满水的圆柱形容器放置在水平面上，其竖直截面ABCD如图所示，底 面半径为R,高度为3R。G在A的正上方距离为R处，E、F分别为上、下面的圆心，M是EF的中点。 点光源（可向各个方向发出单色光）放置在G点，到达E点的光射入水中正好到达C点，若把点光源移 到M点，则在水面形成的光斑面积为() R √3R A.3TR2 B.TTR2 C.TR2 4 2 D.πR 4 【培优拔高】 12.(2025高三·河北专题练习)如图所示，在园林景观中，水景独得大家喜爱，硬质水池主要由水泥拼砌花 纹、鹅卵石铺成。某水池在照明时需要把水池底部照亮，因此，灯具需要装在靠近池底的位置，将一半径 了，池水对灯带发出的光的折射率为号则水 4 为0.4m的圆形细灯带水平铺在池底，灯带距水面高度为 面上的发光面积是() A.0.96m2 B.ntm2 c.1.2m2 D.1.44m2 18/19 西学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 13.(26-27高三.全国.一轮复习)如图所示为一束光穿越介质1、2、3时的光路，分界面1、2平行，>B, 下列说法正确的是() 分界面1一 2 分界面2 3 A.介质1的折射率大于介质3 B.光在介质2中的速度最大 C.随增大，光会在分界面2处发生全反射D.介质2、3可分别作为光纤的内芯和外套 14.（25-26高二下四川成都阶段检测)真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块 平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q 点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。己知O、P间的距 R 离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为3R,真空中的光速为c。则() 光画镜 砖 0 3 A。玻璃砖的折射率为3 B.光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为45 C.光从P点传播到M点的时间为t=5R D.仅改变入射点P的位置，光在玻璃砖内侧面不可能发生全反射 19/19