4.2 全反射常见五种题型 提高卷-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

4.2 全反射常见五种题型（提高卷）

题型一　全反射的条件与临界角

题型二　折射率与色散、全反射综合辨析

题型三　棱镜与玻璃砖中的全反射光路

题型四　全反射的应用与光导纤维

题型五　全反射综合计算

 

 

 

 

题型一　全反射的条件与临界角

【解题技巧】（提高类临界角问题常与转动、范围判断结合：光束转动时逐位置计算入射角，与临界角比较确定有光射出的范围边界；白光入射时各色光临界角不同，逐色分析。恰好全反射对应入射角等于临界角，据此列几何方程求折射率或角度范围，注意多解与边界取舍。）

1．如图所示，在水底水平放置一平面镜，一束白光由空气垂直射向水中，现让平面   镜绕入射点在竖直平面内转动，若紫色光从水中射向空气的临界角为，黄色光从水中射向空气的临界角为，红光从水中射向空气的临界角为，欲使该光束经平面镜反射后全部不能从水面射出，则平面镜转过的角度不能小于（     ）

A． B． C． D．

2．在光学显微镜的镜头校准实验中，需使用一款定制的梯形截面玻璃砖（截面图如图所示）。该玻璃砖AB与DC平行，AB边与AD边垂直，AB与BC夹角为105°。实验时，先将一束激光沿纸面从AD边（足够长）上某点垂直于AD边射入玻璃砖内部，随后将入射光束由垂直于AD边方向逆时针缓慢转动，当入射光束的入射角增大到45°时，从BC界面射出的光恰好完全消失。已知，。该玻璃砖的折射率为（　　）

A． B． C． D．

3．（多选）如图所示，ABDC是一块透明玻璃，AB面和CD面平行，它们是玻璃和空气的界面，设为界面1和界面2。光线从界面1射入玻璃砖，再从界面2射出，如果改变光到达界面1时的入射角，则（　　）

A．只要入射角足够大，光线在界面1上可能发生全反射现象

B．只要入射角足够大，光线在界面2上可能发生全反射现象

C．不管入射角多大，光线在界面2上都不可能发生全反射现象

D．光线穿过玻璃砖后传播方向不变，只发生侧移

题型二　折射率与色散、全反射综合辨析

【解题技巧】（提高类辨析题情境新、选项多，先把每个选项还原为基本关系：折射率决定偏折、波速、波长与临界角，频率由光源决定且不变。球形、环形等新介质先画法线再分析。含计算类选项时小算验证，含判断类选项时回扣定义。多选题完成后回读题干确认选正确还是选错误。）

1．如图所示，真空中有一半径为R、质地均匀的透明玻璃球，一束复色光沿BC射入玻璃球，经折射后分成a、b两束光分别从D、E两处射出玻璃球。已知BC与OC延长线的夹角α=60°，∠COE=90°，∠COD=120°，不考虑光在玻璃球中的反射，则a、b光在玻璃球中传播的时间之比为（     ）

A． B． C．2∶1 D．3∶2

2．（多选）某同学利用质量分布均匀的透明“水晶球”开展课外光学实验，如图1所示。他先测出了“水晶球”的直径为10cm，并标记了其中一条水平直径对应的两端点P、Q。球外某光源发出的一细束单色光从球上P点射向球内，当折射光线与水平直径PQ成30°角时，出射光线与PQ平行，如图2所示。已知光在真空中的传播速度为，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．增大过P点光线的入射角，光线出射时可能发生全反射

D．若仅换用波长较长的入射光，则光在“水晶球”中的传播速度变大

3．（多选）如图所示为一枚水晶饰品，一束单色光从AB面上某一位置垂直入射到水晶内部，在DE面上恰好发生全反射。已知DE面与EC面的夹角为（），钻石的折射率比水晶大，下列说法正确的有（     ）

A．该水晶的折射率

B．该水晶的折射率

C．若仅将水晶材质换成钻石，光线将从DE面射出

D．若仅将水晶材质换成钻石，光线仍在DE面发生全反射

4．（多选）如图所示，一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入一平行玻璃砖后，变为、两束单色光，并从玻璃砖下表面、点射出。则下列说法正确的是（     ）

A．玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率

B．在玻璃砖中，光的传播速度小于光

C．光在该玻璃砖中全反射的临界角小于光的临界角

D．若增大入射角，则单色光可能会在界面发生全反射

题型三　棱镜与玻璃砖中的全反射光路

【解题技巧】（压轴光路题的几何关系是关键：球面与圆弧面法线过圆心，利用等腰三角形转化角度；组合截面先分解为标准形状逐段分析。恰好在某面全反射给出折射率与角度的约束方程。光路可能多次反射时按顺序编号追踪，注意对称性简化路程计算，时间分段求和。）

1．某种介质的横截面如图所示，OAB是以O为圆心、半径为R的圆弧截面，OBCD是直角梯形，OD在AO的延长线上，OD的长度为R，∠BCD＝143°，某种单色光从CD边上的E点垂直射入介质，经过O点正好发生全反射，反射光到达弧面上的F点，光在真空中的传播速度为c，，下列说法正确的是（　　）

A．E、O两点之间的距离为R B．光线在此介质中发生全反射的临界角为53°