《2026年学易优高考二轮总复习物理》

[例 1] (多选)(2025·四川卷)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 $ (\theta ＜ 45^{\circ}) $ 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(CD)


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，$\theta$ 可以设定为 $ 30^{\circ} $
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^{\circ} $
D.若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动

答案： 例1　答案:CD
解析:因为$1.4 ＜ \sqrt{2}$，故当选用折射率为$1.4$的光学玻璃时，根据$\sin C = \frac{1}{n}$，可知$\sin C ＞ \frac{\sqrt{2}}{2}$，即$C ＞ 45^{\circ}$，根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为$\theta ＜ 45^{\circ} ＜ C$，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；当$\theta = 30^{\circ}$时，此时入射角为$30^{\circ}$，选用折射率为$1.6$的光学玻璃时，此时的临界角为$\sin C = \frac{1}{1.6} = 0.625 ＞ 0.5 = \sin 30^{\circ}$，故$C ＞ 30^{\circ}$，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，此时临界角为$\sin C = \frac{1}{2}$，即$C = 30^{\circ}$，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于$30^{\circ}$，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$60^{\circ}$，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$70^{\circ}$，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。故选CD。

[例 2] (2025·湖北卷)如图所示，三角形 $ ABC $ 是三棱镜的横截面，$ AC = BC $，$ \angle C = 30^{\circ} $，三棱镜放在平面镜上，$ AC $ 边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面 $ O $ 点，入射角为 $\alpha$，$ O $ 点离 $ A $ 点足够近，已知三棱镜的折射率为 $ \sqrt{2} $。

(1) 若 $ \alpha = 45^{\circ} $，求光线从 $ AB $ 边射入棱镜时折射角的正弦值。
(2) 若光线从 $ AB $ 边折射后直接到达 $ BC $ 边，并在 $ BC $ 边刚好发生全反射，求此时的 $\alpha$ 值。

答案：
例2　答案:见解析
解析:
(1)作出光路图如图所示

由三角形内角和为$180^{\circ}$和等腰三角形特点可知$\angle BAC = 75^{\circ}$，由几何关系可知光线从$AB$边射入棱镜时的入射角$i = 90^{\circ} - [75^{\circ} - (90^{\circ} - \alpha)] = 105^{\circ} - \alpha$
当$\alpha = 45^{\circ}$时，$i = 60^{\circ}$
根据折射定律$n = \frac{\sin i}{\sin r}$可知光线从$AB$边射入棱镜时折射角的正弦值为$\sin r = \frac{\sqrt{6}}{4}$。
(2)由
(1)问图可知光线在$BC$边的入射角为$\beta = 90^{\circ} - [180^{\circ} - 75^{\circ} - (90^{\circ} - r)] = 75^{\circ} - r$，由于光线在$BC$边恰好发生全反射，由发生全反射的临界角公式有$\sin C_{0} = \frac{1}{n} = \frac{\sqrt{2}}{2}$，即$C_{0} = 45^{\circ}$
则当光线在$BC$边恰好发生全反射时，$\beta = C_{0}$，即$r = 30^{\circ}$
根据折射定律，该情况下光线从$AB$边射入棱镜时入射角的正弦值为$\sin i = \frac{\sqrt{2}}{2}$，即$i = 45^{\circ}$
结合
(1)问$i = 105^{\circ} - \alpha$可知光线在$BC$边恰好发生全反射时$\alpha$的值为$60^{\circ}$。

[例 3] (2025·云南卷)用光学显微镜观察样品时，显微镜部分结构示意图如图甲所示。盖玻片底部中心位置 $ O $ 点的样品等效为点光源，为避免 $ O $ 点发出的光在盖玻片上方界面发生全反射，可将盖玻片与物镜的间隙用一滴油填充，如图乙所示。已知盖玻片材料和油的折射率均为 1.5，盖玻片厚度 $ d = 2.0 mm $，盖玻片与物镜的间距 $ h = 0.20 mm $，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速 $ c = 3.0 × 10^8 m/s $，$ \pi = 3.14 $。

(1) 求未滴油时，$ O $ 点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积（结果保留 2 位有效数字）；1.0×10⁻⁵m²
(2) 滴油前后，光从 $ O $ 点传播到物镜的最短时间分别为 $ t_1 $、$ t_2 $，求 $ t_2 - t_1 $（结果保留 2 位有效数字）。

答案：
例3　答案:见解析
解析:
(1)未滴油时，画出$O$点发出的光在盖玻片的上表面恰好发生全反射时的光路图如图，由光路图可知，透光区域为圆形

设透光圆面积的半径为$r$，则有$\sin C = \frac{r}{\sqrt{r^{2} + d^{2}}}$
由全反射临界角公式得$\sin C = \frac{1}{n} = \frac{2}{3}$
联立解得$r = \frac{2}{\sqrt{5}}d$
未滴油时，$O$点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为$S = \pi r^{2} = 1.0 × 10^{-5} m^{2}$。
(2)滴油前后，光从$O$点传播到物镜的最短路径为从$O$点竖直向上射出的光线的路径，又光在油中传播速度$v = \frac{c}{n}$
光从$O$点传播到物镜的最短时间之差$\Delta t = t_{2} - t_{1} = \frac{h}{v} - \frac{h}{c}$
联立解得$\Delta t = 3.3 × 10^{-13} s$。