第4章 微点集训9 光的折射与全反射的综合问题（Word版）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步测试教师用书（人教版）

微点集训9　光的折射与全反射的综合问题

　

｜名师点评｜

解决全反射问题的思路

（1）确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质。

（2）若由光密介质进入空气，则根据sin C＝确定临界角，看是否发生全反射。

（3）根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”。

（4）运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理，进行动态分析或定量计算。

1.（2023·福建高考）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水，水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（　　）

A.减弱激光强度

B.提升瓶内液面高度

C.改用折射率更小的液体

D.增大激光器与小孔之间的水平距离

解析：B　若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角公式n＝，可知应该增大液体的折射率或增大激光束的入射角，则减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；提升瓶内液

面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流得更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确；若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。

2.（2026·浙江温州高二检测）如图所示，折射率为的三棱镜，横截面为直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°，D为AB边上一点，且BD＝2DA。一束平行光平行于BC从AB边射入三棱镜，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（　　）

A.光在AB边的折射角为45°

B.光在三棱镜中的传播速度为c

C.光从BD之间入射，不能从BC边射出

D.光从AD之间入射，能从AC边射出

解析：C　由折射定律可知折射率n＝，由题图可知，入射角为i＝60°，故折射角为r＝30°，故A错误；光在三棱镜中的传播速度v＝＝c，故B错误；光从BD之间入射，折射角为r＝30°，也就是在射向BC边界时，入射角为60°，又sin C＝，且sin 60°＞，则光在BC边界发生了全反射，因此光从BD之间入射，不能从BC边射出，故C正确；光从AD之间入射，折射角为r＝30°，也就是在射向AC边界时，入射角也为60°，大于临界角，故光在AC边界发生了全反射，因此光从AD之间入射，不能从AC边射出，故D错误。

3.（2025·江苏扬州高二质检）图示为一半球形玻璃砖的截面图，AB为直径，O为球心。一束纸面内的单色光从直径上某点C与直径成θ角射入，恰好从D点射出。现换用不同频率的单色光从C点以相同方向入射，不考虑多次反射，则（　　）

A.到达圆弧部分的光，一定会从圆弧部分射出

B.到达圆弧部分的光，可能不从圆弧部分射出

C.频率改变前从D点出射的光线一定与从C点入射的光线平行

D.所有不同频率的单色光在玻璃砖中的传播时间均相等

解析：C　频率比从D点出射的单色光大的光，到达圆弧部分，随着频率增大折射率变大，由题知θ角度不变，如图甲所示，在折射率变大过程中sin α不变，sin β在变小，由＝知临界角在变小，但在折射率变大过程中，入射角γ变大，当sin γ＝时会发生全反射，不考虑多次反射，所以到达圆弧部分的光可能不会从圆弧部分射出，A错误；由题图知，单色光在D点未发生全反射，如图乙所示，频率比从D点出射的单色光小的光，到达圆弧部分，折射率变小，在玻璃砖内，随着光的折射率变小，光的入射角比从D点出射的单色光的入射角小，光的临界角比从D点出射的单色光的临界角大，故到达圆弧部分的光不发生全反射，从圆弧部分射出，B错误；因为D点切线和AB平行，所以频率改变前从D点出射的光线一定与从C点入射时的光线平行，C正确；由公式n＝，光的频率不同，折射率不同，在玻璃砖中的传播速度不同，不考虑多次反射，频率大的光的折射率大，速度小，传播时间不相等，D错误。