考点14 光的折射和全反射 讲义--2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高中物理选择性必修一重点考点解读 考点14 光的折射和全反射 知识网络 考点解读 考点一　折射定律　折射率 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。 (2)表达式：=n12(n12为比例常数)。 2.折射率 (1)定义式：n=。 (2)折射率与速度的关系式：n=。因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 说明：①表达式n=中的n是指介质相对于真空的折射率，即绝对折射率。②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。③同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 3.光路可逆原理：无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的。 考点二　全反射、光导纤维 1.光密介质与光疏介质 介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若n甲>n乙，则甲相对乙是光密介质 若n甲<n乙，则甲相对乙是光疏介质 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 说明：入射角增大的过程中，折射光的能量减少，反射光的能量增加，当发生全反射时，反射光的能量最强。 (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n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n=，得sin C=。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 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。 能力素养提升 1.对折射率的理解 （1）折射率的大小不仅与介质有关，还与光的频率有关，在同种介质中，频率越大的光折射率越大。 （2）折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，v＝。 （3）同种色光在不同介质中的波速、波长不同，但频率相同。 2.应用光的折射定律解题的一般思路 （1）根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 （2）充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 （3）注意在折射现象中，光路是可逆的。 针对训练 1 .(2026·湖北省部分名校检测)某同学买了一个透明“水晶球”，其内部材料折射率相同。如图甲所示，他测出球的半径为r。现有一单色光从球上P点射向球内，折射光线与水平直径PQ夹角θ=30°，出射光线恰好与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是(　　) A.“水晶球”的折射率为 B.光在“水晶球”中的传播时间为 C.入射角不变，换用波长更长的单色光，光在“水晶球”中传播的时间变短 D.若逐渐增大射向“水晶球”表面光的入射角(该入射角仍小于90°)，光可能因发生全反射而无法射出“水晶球” 2（2026北京西城模拟）声呐是海军舰艇、潜艇的“水下眼睛”，某一种声呐的工作原理是通过发射声波并接收目标反射的回波，根据声波传播的时间、方向和强度，计算目标的距离、方位和性质。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。当光经过非均匀介质时，由于折射，光线将发生弯曲，如图1所示。由于温度、压强等因素的影响，某处海洋中的声速与深度的关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．由图1可知，光在区域1中的传播速度大于在区域2中的传播速度 B．由图1可知，调整光的入射方向，光由区域4射向区域3时可能发生全反射 C．由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中波长变短 D．由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域Ⅲ传播的过程中可能发生全反射 3.（2026湖南名校联考）重庆市三峡广场的三峡水景观景处，水池底水平放置四条红色线状灯带构成边长为0.35m的正方形，灯带平面到水面的距离为 水对红光的折射率为 ，有红光射出的水面形状为下列图中的(用阴影表示) 4 (2025·湖南卷·3)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° B.该介质折射率大于 C.增大入射角，该单色光在上可能发生全反射 D.减小入射角，该单色光在上可能发生全反射 5 .(2025·广西卷·5)如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧(圆)AC的中点B，光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况(　　) 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 6（2025·八省联考河南卷）如图，一棱镜的横截面为等腰三角形△PMN，其中边长PM与PN相等，∠PMN＝30°，PM边紧贴墙壁放置，现有一束单色光垂直于MN边入射，从PN边出射后恰好与墙面垂直（不考虑光线在棱镜内的多次反射），则该棱镜的折射率为（　　） A. B. C. D. 7（2024·重庆高考5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16 cm，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h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知（　　） A.若h＝4 cm，则n＝ B.若h＝6 cm，则n＝ C.若n＝，则h＝10 cm D. 若n＝，则h＝5 cm 　 8 .(多选)(2025·四川卷·9)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 9 .(2025·浙江1月选考·10)测量透明溶液折射率的装置如图甲所示。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，容器从图乙(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Δt后亮点消失。已知转盘转动角速度为ω，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率nx为(光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有=)(　　) A. B. C. D. 10 果蔬汁的折射率与其含糖量成正比.如图是测量果蔬含糖量的糖度计工作原理：一束单色光垂直半圆形容器壁射入果蔬汁中，经果蔬汁、三棱镜后再照射至光屏上.已知果蔬汁的折射率小于三棱镜的折射率.下列说法正确的是（　　） A.糖度计利用光的全反射原理 B.光在不同浓度的果蔬汁中传播速度不相等 C.若果蔬汁的含糖量增大，光屏上的光点将上移 D.若果蔬汁的含糖量增大，光屏上的光点将下移 11. 为观察光的传播现象，一同学用半圆柱形玻璃砖进行实验，其横截面如图所示，此时底面BD与右侧竖直光屏平行.一束白光从玻璃砖左侧垂直于BD射到圆心O上，在光屏上C点出现白色亮斑，使玻璃砖底面绕O点逆时针缓慢旋转θ（0°＜θ＜90°），观察到屏上的白色亮斑在偏离C点的同时变成下紫、上红的彩色光斑.随着θ角缓慢变大，下列说法正确的是（　　） A.折射光斑在竖直屏上向上移动 B.红光在玻璃砖中传播速度最大 C.彩色光斑沿光屏向上移动，紫光最先消失 D.彩色光斑沿光屏向下移动，红光最先消失 12.(2025·浙江绍兴市二模)如图所示为特种材料制成的玻璃砖，它的厚度为R，上下表面是边长为8R的正方形。玻璃砖上表面有一个以正方形中心O1为球心、半径为R的半球形凹坑，下表面正方形中心O2处有一单色点光源，从玻璃砖上表面有光射出的位置离球心O1的最大距离为3R。已知球冠表面积公式为S=2πRh(h为球冠的高)，光在真空中的速度为c，不考虑发生二次折射的光。下列说法正确的是(　　) A.玻璃砖对该单色光的折射率为 B.光在玻璃砖内传播的最短时间为 C.在半球面上有光射出部分的面积为(2-)πR2 D.若点光源发出的是白光，则在凹坑上方可观察到最外层是紫色的彩色光环 13.(2024·贵州卷·3)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黏合，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n0、n，光在棱镜和液体中的传播速度分别为v0、v，则(　　) A.n<n0，v>v0 B.n<n0，v<v0 C.n>n0，v>v0 D.n>n0，v<v0 14.(2025·黑吉辽蒙卷·3)如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则(　　) A.激光在甲中的频率大 B.激光在乙中的频率大 C.用甲时全反射临界角大 D.用乙时全反射临界角大 15.(2025·广东卷·4)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(　　) A. B. C. D. 16.(2025·陕西宝鸡市三模)等腰三角形abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边全反射后从ac边射出，分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的上方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是(　　) A.甲光的波长大于乙光的波长 B.在棱镜中甲光的传播速度大于乙光的传播速度 C.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D.在棱镜内bc边全反射时甲光的临界角大于乙光的临界角 17.(2025·北京市石景山区一模)有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是(　　) 18 (2025·江苏苏州市模拟)如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是(　　) A.折射率n1小于折射率n2 B.光在光纤中传播的速度为 C.光在内外层的临界角C满足sin C= D.光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为 19（2025·重庆北碚区模拟）如图所示，救生员坐在泳池旁边的凳子上，其眼睛到地面的高度h0为1.2 m，到池边的水平距离L为1.6 m，池深H为1.6 m，池底有一盲区。设池水的折射率为。当池中注水深度h为1.2 m和1.6 m时，求池底盲区的宽度分别是多少？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理选择性必修一重点考点解读 考点14 光的折射和全反射 知识网络 考点解读 考点一　折射定律　折射率 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。 (2)表达式：=n12(n12为比例常数)。 2.折射率 (1)定义式：n=。 (2)折射率与速度的关系式：n=。因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 说明：①表达式n=中的n是指介质相对于真空的折射率，即绝对折射率。②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。③同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 3.光路可逆原理：无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的。 考点二　全反射、光导纤维 1.光密介质与光疏介质 介质 光密介质 光疏介质 折射率 大 小 光速 小 大 相对性 若n甲>n乙，则甲相对乙是光密介质 若n甲<n乙，则甲相对乙是光疏介质 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 说明：入射角增大的过程中，折射光的能量减少，反射光的能量增加，当发生全反射时，反射光的能量最强。 (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n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n=，得sin C=。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 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。 能力素养提升 1.对折射率的理解 （1）折射率的大小不仅与介质有关，还与光的频率有关，在同种介质中，频率越大的光折射率越大。 （2）折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，v＝。 （3）同种色光在不同介质中的波速、波长不同，但频率相同。 2.应用光的折射定律解题的一般思路 （1）根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 （2）充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 （3）注意在折射现象中，光路是可逆的。 针对训练 1 .(2026·湖北省部分名校检测)某同学买了一个透明“水晶球”，其内部材料折射率相同。如图甲所示，他测出球的半径为r。现有一单色光从球上P点射向球内，折射光线与水平直径PQ夹角θ=30°，出射光线恰好与PQ平行，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是(　　) A.“水晶球”的折射率为 B.光在“水晶球”中的传播时间为 C.入射角不变，换用波长更长的单色光，光在“水晶球”中传播的时间变短 D.若逐渐增大射向“水晶球”表面光的入射角(该入射角仍小于90°)，光可能因发生全反射而无法射出“水晶球” 答案　C 解析　由题意，画出光路图如图所示。 由几何关系可知，光线射出时的折射角为r=2θ，“水晶球”的折射率为n==，故A错误；由几何关系可知，传播路程为s=2rcos θ=r，光在“水晶球”中的传播速度为v=，则光在“水晶球”中的传播时间为t==，故B错误；当入射光的波长变长时，频率变小，光的折射率也变小，折射角变大，光在“水晶球”中的光程变短。由v=可知，光在“水晶球”中的传播速度变大，传播时间变短，故C正确；根据n=，又根据全反射临界角C与介质折射率n的关系n==，因为β<90°，所以θ<C，则增大过P点光线的入射角β，光线出射时一定不会在球内发生全反射，故D错误。 2（2026北京西城模拟）声呐是海军舰艇、潜艇的“水下眼睛”，某一种声呐的工作原理是通过发射声波并接收目标反射的回波，根据声波传播的时间、方向和强度，计算目标的距离、方位和性质。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。当光经过非均匀介质时，由于折射，光线将发生弯曲，如图1所示。由于温度、压强等因素的影响，某处海洋中的声速与深度的关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．由图1可知，光在区域1中的传播速度大于在区域2中的传播速度 B．由图1可知，调整光的入射方向，光由区域4射向区域3时可能发生全反射 C．由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中波长变短 D．由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域Ⅲ传播的过程中可能发生全反射 答案 D 解析 由图1可知，光由区域1射入区域2中入射角小于折射角，则区域1介质的折射率大于区域2介质的折射率，由n=c/v可知光在区域1中的传播速度小于在区域2中的传播速度，A错误；由于光由区域3射入区域4中入射角小于折射角，则区域3介质的折射率大于区域4介质的折射率，即区域4为光疏介质，区域3为光密介质，所以由图1可知，调整光的入射方向，光由区域4射向区域3时不可能发生全反射，B错误； 由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中，声速增大。根据v=λf可知，v增大，频率f不变，波长变长，所以声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域I传播的过程中波长变长，C错误；由图2可知，声呐在区域Ⅱ发出的声波向区域Ⅲ传播的过程中速度增大，则折射率减小，区域II为声密介质，区域III为声疏介质，所以声音从声密介质传播到声疏介质，可能发生全反射，D正确。 3.（2026湖南名校联考）重庆市三峡广场的三峡水景观景处，水池底水平放置四条红色线状灯带构成边长为0.35m的正方形，灯带平面到水面的距离为 水对红光的折射率为 ，有红光射出的水面形状为下列图中的(用阴影表示) 答案 B 解析 取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源发出的光线在水面恰好全反射的光路图如图所示。 由sinC=1/n=3/4，可得tanC=，根据几何关系可得 R=htanC=·m=0.2m，则一个点发出的光在水面上能看到R=0.2m的圆，光射出水面形状边缘为弧形。因为2R>0.35m，所以四条红色线状灯带构成的光源发出的光在水面上有红光射出的水面形状如图，即为图B。 4 (2025·湖南卷·3)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° B.该介质折射率大于 C.增大入射角，该单色光在上可能发生全反射 D.减小入射角，该单色光在上可能发生全反射 答案　D 解析　根据题意，画出光路图，如图甲所示，由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有n==sin θ>1，则有sin θ>，n<，解得θ>45°，故A、B错误； 根据题意，由sin C=，可知sin C>，即C>45°，增大入射角，光路图如图乙所示，由几何关系可知，光在上的入射角小于45°，则该单色光在上不可能发生全反射，故C错误； 减小入射角，光路图如图丙所示，由几何关系可知，光在上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在上可能发生全反射，故D正确。 5 .(2025·广西卷·5)如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧(圆)AC的中点B，光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况(　　) 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　C 解析　由全反射临界角公式sin C=得sin C<=，即临界角C<45°，因射到B点的光线的入射角为α==67.5°>C，可知光线1会发生全反射；因射到C点偏上的光线的入射角为β>45°>C，可知光线2会发生全反射，故选C。 6（2025·八省联考河南卷）如图，一棱镜的横截面为等腰三角形△PMN，其中边长PM与PN相等，∠PMN＝30°，PM边紧贴墙壁放置，现有一束单色光垂直于MN边入射，从PN边出射后恰好与墙面垂直（不考虑光线在棱镜内的多次反射），则该棱镜的折射率为（　　） A. B. C. D. 答案 D 解析：　根据题意画出光路图如图所示根据几何关系可得∠1＝60°，∠2＝30°，根据折射定律可得n＝＝，故选D。 7（2024·重庆高考5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16 cm，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h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知（　　） A.若h＝4 cm，则n＝ B.若h＝6 cm，则n＝ C.若n＝，则h＝10 cm D. 若n＝，则h＝5 cm 答案：B 解析：根据几何关系画出光路图，如图所示， 标注入射角θ1，折射角θ2，根据折射定律可得n＝＝＝，若h＝4 cm，则n＝2，故A错误；若h＝6 cm，则n＝，故B正确；若n＝，则h＝ cm，故C错误；若n＝，则h＝ cm，故D错误。 　 8 .(多选)(2025·四川卷·9)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　CD 解析　当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据sin C==，可知sin C>，即C>45°，根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为θ<45°<C，故选用折射率为1.4的光学玻璃时不会发生全反射，故A错误；当θ=30°时，此时入射角为30°，选用折射率为1.6的光学玻璃时，此时sin C==0.625>0.5=sin 30°，故C>30°，故此时不会发生全反射，故B错误；若选用折射率为2的光学玻璃，此时sin C=，即C=30°，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于等于30°，即第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角一定大于等于60°，根据几何关系可知第一次发生全反射时的入射光线和反射光线的夹角等于第二次全反射入射角，故可能为70°，故C正确；若入射光线向左移动，可知第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线向左移动，故D正确。 9 .(2025·浙江1月选考·10)测量透明溶液折射率的装置如图甲所示。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，容器从图乙(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Δt后亮点消失。已知转盘转动角速度为ω，空气折射率为1，隔板折射率为n，则待测溶液折射率nx为(光从折射率n1的介质射入折射率n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有=)(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　由题意可知当屏上无亮点时，光从隔板射到空气中时发生了全反射，设光从隔板射向空气时的临界角为C，出现亮点时，光从待测溶液射到隔板再射到空气时发生了折射，可知光在隔板和空气界面恰好发生全反射时，光在待测溶液中的入射角为θ，光路图如图所示，则从出现亮点到亮点消失，容器旋转了2θ，并且满足2θ=ωΔt， 在隔板和待测溶液界面，有= 在隔板和空气界面，有sin C= 解得nx=，故选A。 10 果蔬汁的折射率与其含糖量成正比.如图是测量果蔬含糖量的糖度计工作原理：一束单色光垂直半圆形容器壁射入果蔬汁中，经果蔬汁、三棱镜后再照射至光屏上.已知果蔬汁的折射率小于三棱镜的折射率.下列说法正确的是（　　） A.糖度计利用光的全反射原理 B.光在不同浓度的果蔬汁中传播速度不相等 C.若果蔬汁的含糖量增大，光屏上的光点将上移 D.若果蔬汁的含糖量增大，光屏上的光点将下移 答案 BC 解析　由题意可知糖度计利用的是光的折射原理，A错误；由于果蔬汁的折射率与其含糖量成正比，所以不同浓度的果蔬汁的折射率不同，由v＝可知光在不同浓度的果蔬汁中传播速度不相等，B正确；若果蔬汁的含糖量增大，则果蔬汁的折射率增大，又n果三＝，则三棱镜相对于果蔬汁的折射率减小，光在三棱镜中的折射角增大，光屏上的光点上移，C正确，D错误. 11. 为观察光的传播现象，一同学用半圆柱形玻璃砖进行实验，其横截面如图所示，此时底面BD与右侧竖直光屏平行.一束白光从玻璃砖左侧垂直于BD射到圆心O上，在光屏上C点出现白色亮斑，使玻璃砖底面绕O点逆时针缓慢旋转θ（0°＜θ＜90°），观察到屏上的白色亮斑在偏离C点的同时变成下紫、上红的彩色光斑.随着θ角缓慢变大，下列说法正确的是（　　） A.折射光斑在竖直屏上向上移动 B.红光在玻璃砖中传播速度最大 C.彩色光斑沿光屏向上移动，紫光最先消失 D.彩色光斑沿光屏向下移动，红光最先消失 答案 B 解析　根据光的折射定律n＝及几何知识可知，在玻璃砖转动过程中，光在O点处的折射角一定大于入射角，玻璃砖绕O点逆时针旋转的过程中，法线也逆时针同步旋转，θ逐渐增大，入射角增大，则折射角也随之增大；由于法线逆时针旋转，所以折射光斑在竖直屏上向下移动，由临界角公式sinC＝可知，紫光频率最大，折射率最大，临界角最小，所以玻璃砖旋转过程中竖直屏上最先消失的一定是紫光，A、C、D错误.又根据光在玻璃砖中的传播速度v＝可知，红光频率最小，折射率最小，红光在玻璃砖中传播速度最大，B正确. 12.(2025·浙江绍兴市二模)如图所示为特种材料制成的玻璃砖，它的厚度为R，上下表面是边长为8R的正方形。玻璃砖上表面有一个以正方形中心O1为球心、半径为R的半球形凹坑，下表面正方形中心O2处有一单色点光源，从玻璃砖上表面有光射出的位置离球心O1的最大距离为3R。已知球冠表面积公式为S=2πRh(h为球冠的高)，光在真空中的速度为c，不考虑发生二次折射的光。下列说法正确的是(　　) A.玻璃砖对该单色光的折射率为 B.光在玻璃砖内传播的最短时间为 C.在半球面上有光射出部分的面积为(2-)πR2 D.若点光源发出的是白光，则在凹坑上方可观察到最外层是紫色的彩色光环 答案　C 解析　光刚好发生全反射时，光路图如图所示。在A点发生全反射，则sin C==，解得C=60°，又sin C=，解得n=，A错误；当光从O2竖直向上传播时，传播时间最短，t===，B错误；设从O2点发出的光在球面上B点恰好发生全反射，则∠O1BO2=120°，由正弦定律得=，解得∠BO2O1=∠BO1O2=30°，由几何关系得h=R-Rcos 30°=R，所以从半球面上有折射光线射出的区域面积为S=2πRh=(2-)πR2，C正确；红光的折射率最小，根据sin C=，红光的临界角最大，则在凹坑上方可观察到最外层是红色的彩色光环，D错误。 13.(2024·贵州卷·3)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黏合，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n0、n，光在棱镜和液体中的传播速度分别为v0、v，则(　　) A.n<n0，v>v0 B.n<n0，v<v0 C.n>n0，v>v0 D.n>n0，v<v0 答案　A 解析　由题图可知光从棱镜进入液体中时，入射角小于折射角，根据折射定律可知n<n0，又v=，可得v>v0，故选A。 14.(2025·黑吉辽蒙卷·3)如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与气体界面发生全反射。若分别用甲、乙两种液体形成液束流，甲的折射率比乙的大，则(　　) A.激光在甲中的频率大 B.激光在乙中的频率大 C.用甲时全反射临界角大 D.用乙时全反射临界角大 答案　D 解析　激光在不同介质中传播时，其频率不变，故A、B错误；根据sin C=，甲的折射率比乙的大，则用乙时全反射临界角大，故C错误，D正确。 15.(2025·广东卷·4)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(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　光路图如图所示，由折射定律可得n=，故选A。 16.(2025·陕西宝鸡市三模)等腰三角形abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边全反射后从ac边射出，分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的上方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是(　　) A.甲光的波长大于乙光的波长 B.在棱镜中甲光的传播速度大于乙光的传播速度 C.该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D.在棱镜内bc边全反射时甲光的临界角大于乙光的临界角 答案　C 解析　根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示，由图可知，甲光的折射角较小，根据折射定律n=，可知该棱镜对甲光的折射率大，因此甲光的频率大，根据c=λf可知，甲光的波长短，故A错误，C正确；根据v=可知在棱镜中甲光的传播速度比乙光的小，故B错误；设光在棱镜内bc边发生全反射时的临界角为C，由sin C=可知甲光的临界角比乙光的小，故D错误。 17.(2025·北京市石景山区一模)有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是(　　) 答案　A 解析　光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别为α、θ，根据n=，由于折射率n大于1，则有α>θ，B、C选项中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求，故B、C错误；由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光向中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次向中心轴线偏折，由题意知折射率的变化是连续的，可知光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，故A正确，D错误。 18 (2025·江苏苏州市模拟)如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是(　　) A.折射率n1小于折射率n2 B.光在光纤中传播的速度为 C.光在内外层的临界角C满足sin C= D.光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为 答案　B 解析　若光在光纤中发生全反射，则玻璃芯是光密介质，外层材料是光疏介质，即n1>n2，故A错误；根据n1=，可得光在光纤中传播的速度v=，故B正确；光在内外层的临界角C满足n1sin C=n2sin 90°，可得sin C=，故C错误；当φ=C时，光从它的一端射入经全反射后从另一端射出传播的路程最长，为s==，则所需的最长时间为t==，故D错误。 19（2025·重庆北碚区模拟）如图所示，救生员坐在泳池旁边的凳子上，其眼睛到地面的高度h0为1.2 m，到池边的水平距离L为1.6 m，池深H为1.6 m，池底有一盲区。设池水的折射率为。当池中注水深度h为1.2 m和1.6 m时，求池底盲区的宽度分别是多少？ 答案：1.4 m　1.2 m 解析：当池中注水深度为某一深度时，光路图如图所示 根据几何关系知 sin i＝＝ 即i＝53° 根据折射定律可求得 sin r＝＝ 即r＝37° ①当池中注水深度为1.2 m时，根据几何关系可知池底盲区的宽度为 s＝（1.6 m－1.2 m）·tan 53°＋（1.2 m）·tan 37°＝ m≈1.4 m。 ②当池中注水深度为1.6 m时，池底盲区的宽度为 s'＝（1.6 m）·tan 37°＝1.2 m。 1 学科网（北京）股份有限公司 $