专题107全反射（解析版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十八章 光学
专题 107 全反射
第一部分 知识点精讲
一、全反射　光导纤维
1．全反射定义
光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失，只
剩下反射光线的现象。
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。
【特别提醒】判断是光密介质还是光疏介质要比较两种介质的折射率大小关系，注意
不要与密度大小混淆。
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，则 sin C＝。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
4．光导纤维
光导纤维的原理是利用光的全反射。如图所示。
二、　光的折射定律和全反射规律的综合应用　　　　
1．解答全反射问题的技巧
(1)解答全反射问题时，要抓住发生全反射的两个条件：
① 光必须从光密介质射入光疏介质；
② 入射角大于或等于临界角。
(2)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，
且在作光路图时尽量与实际相符。
2．求解全反射现象中光的传播时间的一般思路
(1)光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定。
(2)光在介质中的传播速度与介质折射率有关，即 v＝。
(3)利用 t＝求解光的传播时间。
3、求解光的折射、全反射问题的三点注意
(1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。同一种介质，相对于其他不同的介质，可
能是光密介质，也可能是光疏介质。
(2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。
(3)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现
象中，只发生反射，不发生折射。　 　　
第二部分 最新高考题精选
1. （2022 高考辽宁物理）完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。2021 年
12 月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一
个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，在过球心 O的平面内，用单色平行光
照射这一水球。下列说法正确的是（ ）
A. 此单色光从空气进入水球，频率一定变大
B. 此单色光从空气进入水球，频率一定变小
C. 若光线 1在M处发生全反射，光线 2在N处一定发生全反射
D. 若光线 2在N处发生全反射，光线 1在M处一定发生全反射
【参考答案】C
【命题意图】本题考查光的折射、全反射及其相关知识点.
【名师解析】
由于光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以此单色光从空气进入水球，频率不变，
选项 AB 错误；
由光路图可看出光线 1入射到水球的入射角小于光线 2入射到水球的入射角，则光线 1在
水球外表面折射后的折射角小于光线 2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为 R、
气泡半径为 r、光线经过水球后的折射角为 α、光线进入气泡的入射角为 θ，根据几何关系，
由正弦定理可得
由此可知光线 2的θ大于光线 1的θ，故若光线 1在M处发生全反射，光线 2在N处一定发
生全反射，C正确、D错误。
2. （2022 山东物理）柱状光学器件横截面如图所示， 右侧是以 O为圆心、半径为 R的
圆，左则是直角梯形， 长为R， 与 夹角 ， 中点为 B。a、b两种频
率的细激光束，垂直 面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光
的入射方向不变，入射点从 A向B移动过程中，能在 面全反射后，从 面射出的光
是（不考虑三次反射以后的光）（ ）
A. 仅有a光 B. 仅有b光
C. a、b光都可以 D. a、b光都不可以
【参考答案】A
【命题意图】本题考查光的折射定律、反射定律及其相关知识点。
【名师解析】
当两种频率的细激光束从A点垂直于AB 面入射时，激光沿直线传播到 O点，经第一次反
射沿半径方向直线传播出去。
保持光的入射方向不变，入射点从 A向B移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到
CO 面经反射向 PM 面传播，根据图像可知，入射点从 A向B移动过程中，光线传播到 PM
面的入射角逐渐增大。
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