4.2 全反射（分层作业）物理人教版选择性必修第一册

4.2 全反射（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、全反射现象与发生条件 二、临界角 三、光导纤维 四、全反射棱镜 五、由临界角求视场 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、全反射现象与发生条件 1．（24-25高二下·甘肃靖远县·期中）（多选）下列可能发生全反射的是（　　） A. 光从空气射向水面 B. 光从水中射向空气 C. 光从空气射向玻璃 D. 光从玻璃射向空气 【答案】BD 【详解】发生全反射的条件是，光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，可知，当光从水中射向空气与从玻璃射向空气时，有可能发生全反射。 故选BD。 2．（24-25高三下·江苏泰州·开学考）如图所示，玻璃砖的上下表面相互平行，一束单色光从玻璃砖的上表面斜射入玻璃砖，经折射后从下表面射出，调整光线的入射角，则光线（       ） A. 只可能在玻璃砖的上表面发生全反射 B. 只可能在玻璃砖的下表面发生全反射 C. 在玻璃砖上下表面均有可能发生全反射 D. 在玻璃砖上下表面均不可能发生全反射 【答案】D 【详解】发生全反射的条件是从光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角。在玻璃砖的上表面是从空气射入玻璃，所以不可能在玻璃砖的上表面发生全反射；在玻璃砖的下表面，其入射角和在上表面的折射角相等，根据光路可逆可知，在玻璃砖的下表面射出的光线其折射角等于在上表面的入射角，所以也不可能在下表面发生全反射。 故选D。 3．（25-26高二上·江苏如东县·学情检测）下列现象中没有利用全反射现象的是（        ） A. 筷子产生侧移 B. 水中气泡变亮 C. 内窥镜 D. 水流导光 【答案】A 【详解】A．筷子在水中产生侧移，是光从水射入空气时发生光的折射形成的，没有利用全反射，故A正确； B．水中气泡看起来更亮，是光从光密的水射向气泡内光疏的空气时，界面发生全反射导致的，利用了全反射，故B错误； C．医用内窥镜依靠光导纤维工作，光导纤维利用光在纤维内部界面不断发生全反射来传输光和图像，利用了全反射，故C错误； D．水流导光利用了光在水流与空气的界面不断发生全反射，将光约束在水流中传播，利用了全反射，故D错误。 故选A。 4．（25-26高三上·茂名·期末）在“消失的硬币”实验中，将盛满水的玻璃杯压在硬币上，从杯壁外往内看硬币“消失”，从杯口向下俯视却能看到硬币，已知玻璃杯的折射率大于水的折射率，造成杯壁视角下硬币“消失”的主要原因是（　　） A. 光的直线传播路径被玻璃杯阻断 B. 硬币反射的光在杯壁处发生全反射 C. 硬币反射的光在杯底部发生全反射 D. 硬币反射的光在杯壁处发生干涉 【答案】B 【详解】A．玻璃杯是透明的，光线可以透过，不能阻断， A错误； B．从杯壁外往内看时，硬币反射的光线需要依次穿过水、玻璃，最后从玻璃射入空气中才能被人眼看到。光线从玻璃（光密介质）射向空气（光疏介质）时，由于观察角度的原因，入射角可能大于临界角，从而发生全反射。光线被反射回玻璃杯内，无法进入人眼，因此看起来硬币就“消失”了，B正确； C．如果光在杯底部发生全反射，那么光线将无法进入杯中的水中。这样的话，无论从哪个角度（包括从杯口向下俯视），都应该看不到硬币。这与题干中“从杯口向下俯视却能看到硬币”的现象相矛盾，C错误； D．硬币“消失”是光线传播路径改变导致的现象，属于几何光学范畴，与光的干涉无关，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·江苏盐城·期末）鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，此刻光射到水中气泡上的光路可能正确的是（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】光线由光密介质射入光疏介质，根据折射定律可知，光线在气泡中与法线的夹角较大，入射角较大时，可能发生全反射。 故选A。 6．（25-26高三下·河北衡水枣强县·学情自测）如图所示为圆柱形玻璃砖的横截面，位于玻璃砖内表面O点的点光源沿纸面内向玻璃砖各个方向发射单色光，发现有三分之一的弧长有光线射出，不考虑反射光的影响，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A.  B. 1.5 C.  D. 2 【答案】D 【详解】如图为恰好发生全反射的光路图 由图可知，临界角为30°，则，故选D。 二、临界角 7．全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和　　　　　　，当入射角增大到某一角度，使折射角达到　　　　　　时，　　　　　　完全消失，只剩下　　　　　　。这种现象叫作全反射，这时的入射角叫作　　　　　　。 【答案】① 反射    ② 90°    ③ 折射光    ④ 反射光    ⑤ 临界角 【详解】[1][2][3][4][5]全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，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。这种现象叫作全反射，这时的入射角叫临界角。 8．临界角 光从某种介质射向　　　　　　　　　　　　　　　　　　、折射角为　　　　　　　　时的入射角，称为这种介质的临界角。设该介质折射率为n，临界角为C，有：sinC＝　　　　　　　　。 【答案】① 真空或空气    ②     ③ 【详解】[1][2][3]临界角：光从某种介质射向真空或空气、折射角为时的入射角，称为这种介质的临界角。设该介质折射率为n，临界角为C，有：。 9．（25-26高三上·福建金太阳·联考）一束光恰好不能从泰宁金湖水面射出，已知入射角，，则湖水对该光的折射率为　　　　　　　　。 【答案】 【详解】光恰好不能从泰宁金湖水面射出，则该光线在湖面发生全反射，则入射角等于临界角，即 根据 可得 10．（25-26高三上·广西部分·开学考）如图所示，半圆柱形透明介质的半径为，为其圆心，一束光线从圆弧面上的A点沿半径方向射入圆柱，恰好在半圆柱的底面发生全反射。A点距底面的高度为，则半圆柱形透明介质的折射率为（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】设光在半圆柱的底面发生全反射的临界角，根据几何关系有 根据临界角与折射率的关系有 解得 故选B。 11．（25-26高二下·安徽蚌埠北大培文·阶段检测）如图所示，一个发出单色光的点光源位于水面上O点正下方处，的深度，此时水面上的透光区域的半径为0.3m则水的折射率为（        ） A.  B. 2 C.  D.  【答案】A 【详解】设光从水中射出到空气中发生全反射的临界角为C，根据全反射临界角公式得 由题意知， 解得水的折射率 故选A。 12．（24-25高二下·广东阳江·期中）如图所示，在研究光的全反射实验中，一束单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射向玻璃砖与空气的分界面，不考虑反射，当入射角为30°时，测得折射角为θ，改变入射角，当入射角为θ时，恰好发生全反射。 求： （1）光发生全反射的临界角ic和玻璃的折射率n； （2）光在玻璃中的传播速度v（空气中的光速等于真空中的光速c）。 【答案】（1）45；     （2）      【详解】(1)小问详解： 根据折射定律， 解得， (2)小问详解： 在玻璃中的传播速度 三、光导纤维 13．（24-25高二下·福建福州马尾一中·联考）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。 （1）该单色光在光纤中传播的最短时间为　　　　　　　　　　　。 （2）该单色光在光纤中传播的最长时间为　　　　　　　　　　　。 （3）若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间为　　　　　　　　　　　。 【答案】（1）     （2）     （3）      【详解】(1)小问详解： 当光线垂直于左侧面入射时，光传播的路径最短x1=L 由 光在光纤传播的最短时间为 (2)小问详解： 光线恰好在侧面发生全反射时，则 光在光导纤维内传播的距离 则传播的最长时间 (3)小问详解： 若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入时根据 则光线在端面上入射时的折射角为r=30° 则光线在光导纤维内传播的距离 传播时间 14．（2025·山东济宁·三模）如图所示，一束单色光由真空从光纤左端中心O点进入，已知光纤对该单色光的折射率为n。若光从O点进入到光纤时入射角为，为了使进入光纤的单色光能够全部约束在光纤中传播，则的最大值是（       ） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】设光以最大的入射角入射时，折射角为r，则有 由于单色光不能从侧面射出，则需满足 因为 联立解得 故选A。 15．（24-25高二上·安徽阜阳·期末）光纤通信是一种利用光与光纤传递信息的方式，光纤在现代通信中有着巨大作用。如图所示，由某种透明材料制成的光纤内芯的折射率n2大于包层的折射率n1，当光由内芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足。若光纤内芯的直径为d，光垂直于光纤端面且沿其中心轴线（图中虚线）的切线入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤时，光纤中心轴线的转弯半径R不能超过（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】光在内芯和包层的界面上发生全反射，则内芯的折射率n2大于包层的折射率n1，由于入射角要大于或等于临界角，所以光纤中心轴线的转弯半径R应小于某一值。当入射角恰好等于临界值时，其光路如图所示 由几何关系可得 其中，由于光恰好发生全反射，有 可得 解得 即光纤中心轴线的转弯半径不能超过。 故选B。 四、全反射棱镜 16．（25-26高三上·云南曲靖陆良县·阶段检测）如图所示，将物体放置在全反射棱镜前，眼睛所观察到的物体的像的形状可能正确的是（　　） A.  B.  C.  D.  【答案】B 【详解】根据光路的可逆性，作出各物体的像的形状对应物体的光路图如图所示                 根据光路图可知，B项正确。故选B。 17．（25-26高二下·河南洛阳宜阳县·阶段检测）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值约为（        ） A.  B.  C.  D.  【答案】C 【详解】作出光路图如图所示 由题意，两次反射的入射角相等，设两次反射的入射角为，因为两次反射都是全反射，则入射角等于反射角，则由几何关系 解得 当光刚好在和上发生全反射时，折射率最小，根据 解得最小折射率为 故选C。 18．（24-25高二下·福建莆田·期中）（1）如图甲所示，横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，当光束垂直底边射入时，在OB和OC边恰好发生全反射，光路改变了180°，试求该玻璃棱镜的折射率。 （2）图乙是用上述玻璃制成横截面是等腰梯形的棱镜，底角为45°，BC边长为a，现有一单色光平行于BC边从AB边中点E射入棱镜，恰好射到C点，光在真空中的传播速度为c，求： ①该棱镜的高（已知）； ②光在棱镜中的传播时间。 【答案】（1）     （2）①       ②      【详解】(1)小问详解： 题意知当光束垂直底边射入时，在OB和OC边恰好发生全反射，由几何关系可知，光在OB边的反射角，有 解得 (2)小问详解： ①作出光路图如图所示 由 联立解得 可知 由几何关系可知，，有 代入数据，解得 所以棱镜的高 ②由 解得 光在棱镜中的传播速度 故光在棱镜中的传播时间 五、由临界角求视场 19．（25-26高三上·云南五华区·期中）唐代诗人韩愈的《原道》里写道“坐井而观天，曰天小者，非天小也”。一圆柱形水井井口与地面平齐，井口半径为，若井中被灌满折射率为的水。如图所示，青蛙可沿水井的中轴线浮动，想要把井外景物尽收眼底，则青蛙所处位置距井口水面的最大距离为（　　 ） A.  B.  C.  D.  【答案】A 【详解】青蛙要尽收井外所有景物，临界情况是井外边缘的光线入射角为，折射后刚好到达青蛙眼睛如图所示 设该临界情况下青蛙距井口水面的距离为，由折射定律 代入， 解得 为折射角，是折射光线与中轴线（法线）的夹角；因井口半径由几何关系可知 代入数据得 解得 故选A。 20．（25-26高三上·湖北襄阳圆创·联考）潜水员从水底看，岸上的景物都出现在一个倒立的圆锥里。如图是两条进入潜水员眼中光线的光路图，为入射角，为折射角。则不能求出的物理量是（　　） A. 水的折射率 B. 圆锥的底面积 C. 圆锥的顶角 D. 发生全反射时的临界角 【答案】B 【详解】A．光从空气射入水中，入射角，折射角为已知量，根据折射定律，可得水的折射率 因此水的折射率可以求出，故A错误； B．圆锥底面积 其中是潜水员眼睛到水面的深度，该深度未知，因此无法求出圆锥的底面积，故B正确； C．由图可知，圆锥的顶角为，已知，因此顶角可以直接求出，故C错误； D．全反射临界角满足公式，折射率可求出，因此临界角也可以求出，故D错误。 故选B。 21．（24-25高二下·湖南三新·联考）（多选）在哈尔滨冰雪大世界，有一座精美的冰雕城堡，城堡中有一块边长为2 m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内处安装了一盏很小的灯，灯向各个方向均到发光，已知冰块的折射率为，光照到立方体冰块表面上，若发生全发射，冰块表面上有些位置会没有光射出，不考虑二次反射，则 A. 冰块的ABCD面上任何位置都能有光从表面射出 B. 冰块的ABCD面上有些位置没有光射出 C. 冰块的ABEF面上任何位置都能有光从表面射出 D. 冰块的ABEF面上有些位置没有光射出 【答案】AD 【详解】根据全反射临界角公式有 解得 如图所示 在直角三角形中，由几何关系有， 则有， 所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出，而光照到冰块四个侧面时都只能从侧面某些部分射出。 故选AD。 【B 能力提升题】 22．（24-25高三上·江苏无锡·期末）如图所示，点光源A发出一条光线AO从玻璃射入上方空气中，以分界点O点为圆心、R为半径画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆，OM的半径可视作为R。求： （1）介质的折射率； （2）已知点光源A到分界面的距离为h，从上方观察，分界面被照亮的面积为多少。 【答案】（1）     （2）      【详解】(1)小问详解： 由图可知折射率 (2)小问详解： 临界角满足 解得 由几何关系可知透光区域半径 透光区域面积 23．（24-25高二上·山东德州·期末）如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求： （1）光线在水面发生全反射的临界角； （2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1）     （2）      【详解】(1)小问详解： 根据全反射临界角公式有 解得 (2)小问详解： 由图知，由折射定律有 由几何知识 面积 解得 24．（25-26高三下·四川泸州·质量监测）（多选）如图所示，一束单色光从空气斜射入游泳池，光在水面的入射点为O，初始入射角，水对该光的折射率。保持入射点O不变，将入射光线绕O点在竖直平面内顺时针旋转，且始终保持入射角，不考虑光在池底的反射，则在旋转过程中（　　） A. 折射角大小始终小于 B. 光在水中的传播速度保持不变 C. 入射角的变化量等于折射角的变化量 D. 光束可能在水面发生全反射 【答案】AB 【详解】A．根据折射定律： 解得，即。 因此，无论入射角如何变化，折射角始终小于 ，选项A正确。 B．光在介质中的传播速度：，题中未提及光的频率或波长改变，故折射率 恒定，光速 不变，选项B正确。 C．折射定律中角度的正弦值之比为常数，因此角度的变化量不相等，选项C错误。 D．全反射需满足两个条件：1、光从光密介质射向光疏介质；2、入射角大于或等于临界角。本题中光从空气射入水，属于光疏→光密介质，不可能发生全反射，选项D错误。 故选AB。 25．（2026·河北邯郸磁县·质量检测）有甲、乙两种透明介质，现将同一单色光分别从甲、乙介质射向空气，经过多次测量，作出了图像，如图所示。其中，甲介质对应图线斜率为，乙介质对应图线斜率为。下列说法正确的是（　　） A. 甲介质对该单色光折射率小于乙介质对该单色光折射率 B. 该单色光在甲介质中的传播速度大于在乙介质中的传播速度 C. 该单色光从甲介质射向空气的临界角小于从乙介质射向空气的临界角 D. 该单色光从乙介质射向甲介质时，可能会发生全反射 【答案】C 【详解】A．图像的斜率为 可得甲介质对该单色光的折射率 乙介质对该单色光的折射率 由此可知甲介质对该单色光折射率大于乙介质对该单色光折射率，故A错误； B．光在介质中的传播速度 因为甲介质对该单色光折射率大于乙介质对该单色光折射率，所以单色光在甲介质中的传播速度小于在乙介质中的传播速度，故B错误； C．全反射临界角 因为甲介质对该单色光折射率大于乙介质对该单色光折射率，所以单色光从甲介质射向空气的临界角小于从乙介质射向空气的临界角，故C正确； D．全反射发生条件是光从光密介质射向光疏介质且入射角大于或等于临界角，甲介质折射率大于乙介质折射率，即甲为光密介质，乙为光疏介质，该单色光从乙介质射向甲介质不满足发生全反射条件，一定不会发生全反射现象，故D错误。 故选C。 【C 拓展培优题】 26．（2025·四川·高考真题）（多选）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（）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，可以设定为 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 D. 若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 【答案】CD 【详解】A．因为，故当选用折射率为1.4的光学玻璃时，根据 可知，即 根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为，故选用折射率为1.4的光学玻璃时此时不会发生全反射，故A错误； B．当时，此时入射角为，选用折射率为1.6的光学玻璃时，此时的临界角为 故，故此时不会发生全反射，故B错误； C．若选用折射率为2的光学玻璃，此时临界角为 即，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于，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，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，故C正确； D．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。 故选CD。 27．（2025·广西·高考真题）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 【详解】因可得临界角 即C<45° 因射到B点的光线的入射角为 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 可知光线2会发生全反射。 故选C。 28．（2025·安徽·高考真题）如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为，P、Q间的距离为。 （1）求玻璃砖的折射率； （2）在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。 【答案】（1）     （2）或      【详解】(1)小问详解： 根据题意得出光路图如图所示 根据几何关系可得，， 可得， 根据折射定律 (2)小问详解： 发生全反射的临界角满足 可得 要使激光能在圆心O点发生全反射，激光必须指向点射入，如图所示 只要入射角大于，即可发生全反射，则使激光能在圆心O点发生全反射，入射光线与x轴之间夹角的范围。由对称性可知，入射光线与x轴之间夹角的范围还可以为。 29．（2023·浙江·高考真题）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（       ） A.  B.  C.  D.  【答案】C 【详解】灯带发出的光从水面射出时发生全反射临界角的正弦值 则 灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图所示     根据几何关系可得 则一个点发出的光在水面上能看到的的圆，光射出的水面形状边缘为弧形，如图所示     等腰直角三角形发光体的内切圆半径满足 解得 故中间无空缺。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 全反射（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、全反射现象与发生条件 二、临界角 三、光导纤维 四、全反射棱镜 五、由临界角求视场 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、全反射现象与发生条件 1．（24-25高二下·甘肃靖远县·期中）（多选）下列可能发生全反射的是（　　） A. 光从空气射向水面 B. 光从水中射向空气 C. 光从空气射向玻璃 D. 光从玻璃射向空气 2．（24-25高三下·江苏泰州·开学考）如图所示，玻璃砖的上下表面相互平行，一束单色光从玻璃砖的上表面斜射入玻璃砖，经折射后从下表面射出，调整光线的入射角，则光线（       ） A. 只可能在玻璃砖的上表面发生全反射 B. 只可能在玻璃砖的下表面发生全反射 C. 在玻璃砖上下表面均有可能发生全反射 D. 在玻璃砖上下表面均不可能发生全反射 3．（25-26高二上·江苏如东县·学情检测）下列现象中没有利用全反射现象的是（        ） A. 筷子产生侧移 B. 水中气泡变亮 C. 内窥镜 D. 水流导光 4．（25-26高三上·茂名·期末）在“消失的硬币”实验中，将盛满水的玻璃杯压在硬币上，从杯壁外往内看硬币“消失”，从杯口向下俯视却能看到硬币，已知玻璃杯的折射率大于水的折射率，造成杯壁视角下硬币“消失”的主要原因是（　　） A. 光的直线传播路径被玻璃杯阻断 B. 硬币反射的光在杯壁处发生全反射 C. 硬币反射的光在杯底部发生全反射 D. 硬币反射的光在杯壁处发生干涉 5．（24-25高二下·江苏盐城·期末）鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，此刻光射到水中气泡上的光路可能正确的是（　　） A.  B.  C.  D.  6．（25-26高三下·河北衡水枣强县·学情自测）如图所示为圆柱形玻璃砖的横截面，位于玻璃砖内表面O点的点光源沿纸面内向玻璃砖各个方向发射单色光，发现有三分之一的弧长有光线射出，不考虑反射光的影响，则玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A.  B. 1.5 C.  D. 2 二、临界角 7．全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和　　　　　　，当入射角增大到某一角度，使折射角达到　　　　　　时，　　　　　　完全消失，只剩下　　　　　　。这种现象叫作全反射，这时的入射角叫作　　　　　　。 8．临界角 光从某种介质射向　　　　　　　　　　　　　　　　　　、折射角为　　　　　　　　时的入射角，称为这种介质的临界角。设该介质折射率为n，临界角为C，有：sinC＝　　　　　　　　。 9．（25-26高三上·福建金太阳·联考）一束光恰好不能从泰宁金湖水面射出，已知入射角，，则湖水对该光的折射率为　　　　　　　　。 10．（25-26高三上·广西部分·开学考）如图所示，半圆柱形透明介质的半径为，为其圆心，一束光线从圆弧面上的A点沿半径方向射入圆柱，恰好在半圆柱的底面发生全反射。A点距底面的高度为，则半圆柱形透明介质的折射率为（　　） A.  B.  C.  D.  11．（25-26高二下·安徽蚌埠北大培文·阶段检测）如图所示，一个发出单色光的点光源位于水面上O点正下方处，的深度，此时水面上的透光区域的半径为0.3m则水的折射率为（        ） A.  B. 2 C.  D.  12．（24-25高二下·广东阳江·期中）如图所示，在研究光的全反射实验中，一束单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向射向玻璃砖与空气的分界面，不考虑反射，当入射角为30°时，测得折射角为θ，改变入射角，当入射角为θ时，恰好发生全反射。 求： （1）光发生全反射的临界角ic和玻璃的折射率n； （2）光在玻璃中的传播速度v（空气中的光速等于真空中的光速c）。 三、光导纤维 13．（24-25高二下·福建福州马尾一中·联考）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。 （1）该单色光在光纤中传播的最短时间为　　　　　　　　　　　。 （2）该单色光在光纤中传播的最长时间为　　　　　　　　　　　。 （3）若光纤对该单色光的折射率，当该单色光以入射角从左端面射入，求此单色光从左端面传播到右端面所用的时间为　　　　　　　　　　　。 14．（2025·山东济宁·三模）如图所示，一束单色光由真空从光纤左端中心O点进入，已知光纤对该单色光的折射率为n。若光从O点进入到光纤时入射角为，为了使进入光纤的单色光能够全部约束在光纤中传播，则的最大值是（       ） A.  B.  C.  D.  15．（24-25高二上·安徽阜阳·期末）光纤通信是一种利用光与光纤传递信息的方式，光纤在现代通信中有着巨大作用。如图所示，由某种透明材料制成的光纤内芯的折射率n2大于包层的折射率n1，当光由内芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足。若光纤内芯的直径为d，光垂直于光纤端面且沿其中心轴线（图中虚线）的切线入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤时，光纤中心轴线的转弯半径R不能超过（　　） A.  B.  C.  D.  四、全反射棱镜 16．（25-26高三上·云南曲靖陆良县·阶段检测）如图所示，将物体放置在全反射棱镜前，眼睛所观察到的物体的像的形状可能正确的是（　　） A.  B.  C.  D.  17．（25-26高二下·河南洛阳宜阳县·阶段检测）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。下图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值约为（        ） A.  B.  C.  D.  18．（24-25高二下·福建莆田·期中）（1）如图甲所示，横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，当光束垂直底边射入时，在OB和OC边恰好发生全反射，光路改变了180°，试求该玻璃棱镜的折射率。 （2）图乙是用上述玻璃制成横截面是等腰梯形的棱镜，底角为45°，BC边长为a，现有一单色光平行于BC边从AB边中点E射入棱镜，恰好射到C点，光在真空中的传播速度为c，求： ①该棱镜的高（已知）； ②光在棱镜中的传播时间。 五、由临界角求视场 19．（25-26高三上·云南五华区·期中）唐代诗人韩愈的《原道》里写道“坐井而观天，曰天小者，非天小也”。一圆柱形水井井口与地面平齐，井口半径为，若井中被灌满折射率为的水。如图所示，青蛙可沿水井的中轴线浮动，想要把井外景物尽收眼底，则青蛙所处位置距井口水面的最大距离为（　　 ） A.  B.  C.  D.  20．（25-26高三上·湖北襄阳圆创·联考）潜水员从水底看，岸上的景物都出现在一个倒立的圆锥里。如图是两条进入潜水员眼中光线的光路图，为入射角，为折射角。则不能求出的物理量是（　　） A. 水的折射率 B. 圆锥的底面积 C. 圆锥的顶角 D. 发生全反射时的临界角 21．（24-25高二下·湖南三新·联考）（多选）在哈尔滨冰雪大世界，有一座精美的冰雕城堡，城堡中有一块边长为2 m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在立方体底面内处安装了一盏很小的灯，灯向各个方向均到发光，已知冰块的折射率为，光照到立方体冰块表面上，若发生全发射，冰块表面上有些位置会没有光射出，不考虑二次反射，则 A. 冰块的ABCD面上任何位置都能有光从表面射出 B. 冰块的ABCD面上有些位置没有光射出 C. 冰块的ABEF面上任何位置都能有光从表面射出 D. 冰块的ABEF面上有些位置没有光射出 【B 能力提升题】 22．（24-25高三上·江苏无锡·期末）如图所示，点光源A发出一条光线AO从玻璃射入上方空气中，以分界点O点为圆心、R为半径画圆，与折射光线的交点为B，过B点向两介质的交界面作垂线，交点为N，BN与AO的延长线的交点为M。以O点为圆心，OM为半径画另一圆，OM的半径可视作为R。求： （1）介质的折射率； （2）已知点光源A到分界面的距离为h，从上方观察，分界面被照亮的面积为多少。 23．（24-25高二上·山东德州·期末）如图所示，一架无人机在一个清澈的湖面上以90°视角竖直向下俯拍，无人机在湖面上方的高度水平飞行，湖底可以认为是一个水平面，湖水深度为，湖水的折射率为，，。求： （1）光线在水面发生全反射的临界角； （2）无人机拍摄的一张照片中湖底的面积。（结果保留三位有效数字） 24．（25-26高三下·四川泸州·质量监测）（多选）如图所示，一束单色光从空气斜射入游泳池，光在水面的入射点为O，初始入射角，水对该光的折射率。保持入射点O不变，将入射光线绕O点在竖直平面内顺时针旋转，且始终保持入射角，不考虑光在池底的反射，则在旋转过程中（　　） A. 折射角大小始终小于 B. 光在水中的传播速度保持不变 C. 入射角的变化量等于折射角的变化量 D. 光束可能在水面发生全反射 25．（2026·河北邯郸磁县·质量检测）有甲、乙两种透明介质，现将同一单色光分别从甲、乙介质射向空气，经过多次测量，作出了图像，如图所示。其中，甲介质对应图线斜率为，乙介质对应图线斜率为。下列说法正确的是（　　） A. 甲介质对该单色光折射率小于乙介质对该单色光折射率 B. 该单色光在甲介质中的传播速度大于在乙介质中的传播速度 C. 该单色光从甲介质射向空气的临界角小于从乙介质射向空气的临界角 D. 该单色光从乙介质射向甲介质时，可能会发生全反射 【C 拓展培优题】 26．（2025·四川·高考真题）（多选）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（）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，可以设定为 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 D. 若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动 27．（2025·广西·高考真题）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 28．（2025·安徽·高考真题）如图，玻璃砖的横截面是半径为R的半圆，圆心为O点，直径与x轴重合。一束平行于x轴的激光，从横截面上的P点由空气射入玻璃砖，从Q点射出。已知P点到x轴的距离为，P、Q间的距离为。 （1）求玻璃砖的折射率； （2）在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O点发生全反射，求入射光线与x轴之间夹角的范围。 29．（2023·浙江·高考真题）在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9m，水的折射率，细灯带到水面的距离，则有光射出的水面形状（用阴影表示）为（       ） A.  B.  C.  D.  / 学科网（北京）股份有限公司 $