第50讲 光的折射 全反射（复习讲义）（广东专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦光的折射与全反射高考核心考点，涵盖折射定律、折射率、全反射条件及临界角、光路控制（平行玻璃砖、三棱镜、圆柱体）、色散及综合应用，按“基础定律-现象应用-综合问题”逻辑架构知识体系。通过命题透视、思维建模、考点精讲（知识点+考向+例题变式）、真题溯源四环节，系统梳理考点，指导解题方法，强化真题训练，助力学生突破难点。 讲义突出科学思维与模型建构，创新设计“思维建模”模块（如全反射问题解题四步法）和“考向破译”分层训练（基础例题+变式训练：变载体、日常情景结合）。例如分析光导纤维问题时，引导学生构建“临界角-几何关系”模型，结合折射率公式推理，培养科学推理能力。分层练习与真题溯源确保复习效率，帮助学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第50讲 光的折射 全反射 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的折射定律及折射率 知识点1 折射定律 知识点2 折射率 知识点3 应用光的折射定律解题的一般思路 考向1 折射率的计算 考向2 折射定律的理解及应用 考点二 光的全反射 知识点1 全反射及条件 知识点2 全反射临界角 知识点3 求解光的折射和全反射问题的思路 考向1 全反射的理解及应用 考向2 光导纤维 【思维建模】 全反射问题的一般解题思路 考点三 光路控制及光的色散现象 知识点1 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 知识点2 光的色散 考向1 平行玻璃砖对光路的控制 考向2 三棱镜对光路的控制 考向3 圆柱玻璃对光路的控制 考点四 光的折射和全反射的综合问题 知识点1 求解全反射问题的四点提醒 考向1 长方体玻璃砖的综合问题 考向2 圆形玻璃砖的综合问题 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 折射定律 √ 全反射 √ √ 考情分析 题型与考向：高考对光的折射题目难度要求大多不是太高，较为基础。 情境与立意： 生活实践类：水中物体“变浅”/筷子“弯折”，水面反光与水下视野，彩虹的形成，宝石（钻石）的“闪耀； 学习探究类：光纤通信，内窥镜（医疗/工业），折射率测定仪（如阿贝折射仪）。 复习目标 1、理解折射率的概念，掌握光的折射定律。 2、掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的折射定律及折射率 知识点1 折射定律 知●识●解●构 一、折射现象 1、定义 光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。 二、折射定律 1、内容 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 表达式：＝n12，式中n12是比例常数。。 2、光路可逆性 在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。如果让光线逆着出射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线出射。 3、图像 得分速记： 当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。 知识点2 折射率 知●识●解●构 一、内容 1、定义 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫这种介质的折射率。 2、定义式 n＝。折射率越大，光从真空射入到该介质时偏折越大。 3、意义 反映介质的光学性质的物理量。 2、折射率的理解 某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即，因，所以任何介质的折射率n都大于1。两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质。在光密介质中，光的折射率相对较大，光速相对较小。 折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小。 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关：同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小；同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。 折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。 同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 知识点3 应用光的折射定律解题的一般思路 知●识●解●构 一、解题思路 根据入射角、折射角及反射角之间的关系，做出比较完整的光路图。 充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 注意在折射现象中，光路是可逆的。 考●向●破●译 考向1 折射率的计算 例1 （2026·广东广州·三模）如图所示，一个均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为r的圆。一单色细光束平行直径PQ从A点射入球内，折射光线AQ与PQ夹角为30°。已知光在真空中的传播速度为c，则（     ） A．水晶球的折射率为 B．光在水晶球中的传播速度为 C．光在水晶球中的传播时间为 D．光在水晶球中发生全反射的临界角为30° 【变式训练1·变载体】（2026·广东佛山·三模）如图，利用某种光纤材料制成半径的光导纤维并将其弯成半径为的半圆形并置于真空中，已知光在真空中的速度为，光导纤维的折射率。现用紫色激光垂直于光导纤维的端面射入，该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，，，下列说法正确的是（　　） A．激光在光导纤维中的传播速度 B．激光在光导纤维中发生全反射的临界角为37° C．半径的最小值为 D．换成红色激光一定没有激光从侧面外泄 ▶新情境◀【变式训练2·日常情景结合】（2026·广东东莞·一模）有一根透明玻璃管，内径为R，外径为2R，截面如图所示。在截面上一束光线以60°入射角从M点射向玻璃管，折射后恰好与玻璃管内壁相切，光在真空中的速度为c。光从M点射入到第一次到达玻璃管外壁所经历的时间t是（    ） A． B． C． D． 考向2 折射定律的理解及应用 例2 （2026·江苏南通·二模）与两水域深度不同，水波在两个区域传播时的图样如图所示，下列说法正确的是（　　） A．、两处水波的振动频率不同 B．、两处水波的传播速度大小不同 C．该图样是由于衍射形成的 D．该图样是由于干涉形成的 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·云南·阶段检测）某同学利用盐水溶液进行光学实验，当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小。此时下列四个选项中，单色光在盐水中的光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变考法】（2023·广东惠州·一模）如图所示，由红、蓝两种单色光组成的光束从空气照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面a、b两点射出，已知玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率，下列说法正确的是（    ） A．从b点射出的光是蓝光 B．从a、b两点出射的光线平行 C．从a点射出的光在玻璃砖中的传播速度较大 D．增大光束在空气中的入射角，红、蓝两种单色光均有可能在玻璃砖的上表面发生全反射 考点二 光的全反射 知识点1 全反射及条件 知●识●解●构 一、光密介质和光疏介质 1、介质 光密介质：折射率较大的介质。 光疏介质：折射率较小的介质。 2、传播速度 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。 3、折射特点 光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。 二、全反射及条件 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、全反射条件 光从光密介质射入光疏介质。 入射角等于或大于临界角。 知识点2 全反射临界角 知●识●解●构 一、临界角 1、定义 折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。 2、公式 sin C＝。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，由n＝，得sin C＝。 3、大小 介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 知识点3 求解光的折射和全反射问题的思路 知●识●解●构 一、解题思路 确定研究的光线：该光线一般是入射光线，还有可能是反射光线或折射光线；若研究的光线不明确，根据题意分析、寻找，如临界光线、边界光线等。 画光路图：找入射点，确认界面，并画出法线，根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几何知识推断和求解相关问题。 二、两点注意 从光疏介质到光密介质：一定有反射、折射光线。 从光密介质到光疏介质：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。 考●向●破●译 考向一 全反射的理解及应用 例1（2026·广东深圳·模拟预测）如图甲，婚庆公司为了装饰，在一块玻璃砖下安装了一个圆形红灯。如图乙，红灯直径为d，灯面到砖顶面的距离均为h。已知红光在玻璃砖中的折射率为，砖面面积远大于灯的面积。则（     ） A．红光灯盘在砖面上发光的区域的半径为d B．红光灯盘在砖面上的发光区域的半径为（h+d） C．若改为绿光灯盘，则发光区域的半径小于 D．红、蓝、绿三种光，发光区域面积最大的是蓝光 【变式训练1·变载体】（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，半圆柱形透明介质的半径为R，O为其圆心，一束光线从圆弧面上的A点沿半径方向射入半圆柱，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． 【变式训练2·变载体】（2026·广东茂名·模拟预测）如图甲为遥控器的发射器，图乙为其结构简图，整个透明体由匀质材料制成，上、下部分分别为半球体和圆柱体，半径均为R，在球心O的正下方P点放置一个点光源，O、P间距为R，半球体的表面恰好都有光线射出，不考虑透明体内的反射，该材料的折射率为（　　） A． B． C．2 D． 考向二 光导纤维 例2 （2026·广东佛山·二模）我国是光纤通信技术先进的国家。图甲为某车间正在生产光纤，图乙是此光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空）。现用一束复色光从空气射入此光纤后分成两束单色光，光路如图乙，下列说法正确的是（　　） A．光发生全反射的临界角较小 B．内芯相对于外套是光疏介质 C．真空中光比光波长要长 D．光比光更容易发生光电效应 【思维建模】 全反射问题的一般解题思路 确定光是由光密介质进入光疏介质。 应用sin C＝确定临界角。 根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。 如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。 运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。 【变式训练1·变载体】（2025·广东·模拟预测）如图，光导纤维由内、外两种材料制成，一束蓝光信号与界面成α角由内芯射向外芯时恰好发生全反射，当光信号与界面的夹角大于α时将出现漏光现象，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外芯的折射率 B．激光在内芯中的传播速度大于在外芯中的传播速度 C．光导纤维在扭曲过度时可能会出现漏光现象 D．若红光信号与界面成α角由内芯射向外芯时，依然可以发生全反射 【变式训练2·变载体】（24-25高三下·湖北·阶段检测）多模光纤在数据传输中起着关键作用，光纤丝是由折射率不同的内芯和外套构成。如图所示，若光信号a、b从光纤一端均以45°入射角进入光纤丝中，b光折射角为30°，a光折射角小于30°，b光在内芯与外套界面处发生全反射。则（　　） A．内芯相对外套是光疏介质 B．内芯对a光的折射率小于 C．在相同条件下，b光更容易发生全反射 D．在内芯中a光比b光的速度小 考点三 光路控制及光的色散现象 知识点1 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 知●识●解●构 1、平行玻璃砖 结构：玻璃砖上下表面是平行的。 光路图的特点为通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移，如下图所示。 应用：测定玻璃的折射率。 2、三棱镜 结构：横截面为三角形的三棱镜。 光路图的特点为通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折，如下图所示。 应用：全反射棱镜，改变光的传播方向。 3、圆柱体(球) 结构：横截面是圆。 光路图的特点为圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折，如下图所示。 应用：改变光的传播方向。 知识点2 光的色散 知●识●解●构 1、定义 白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束，这种现象叫做光的色散。 2、成因 棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。 3、七色光的比较 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 考●向●破●译 考向一 平行玻璃砖对光路的控制 例1（2026·广东深圳·模拟预测）如图，某同学透过平行玻璃砖看放在水平桌面上课本的文字，该同学看到文字的位置和文字在书本上真实位置相比较，下列说法正确的是（　　） A．相比真实位置没有变化 B．相比真实位置左移了 C．相比真实位置上移了 D．若用折射率更大的玻璃砖，光线可能会发生全反射，看不到书本的文字 【变式训练1·解决实际问题】（25-26高三上·广东湛江·阶段检测）如图甲所示，倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是太阳光经薄而均匀的卷云里面大量扁平六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳光高角度α到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。其简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长变短、频率变小 B．紫光在冰晶中的传播速度比红光在冰晶中的传播速度大 C．入射光线a跟折射光线b的光强相等 D．若太阳高度角α等于30°时冰晶侧面恰好无光射出，则冰晶的折射率为 【变式训练2·变载体】（26-27高三上·湖北·阶段检测）如图所示，红光和蓝光两束光相互平行，从平行玻璃砖上表面射入，结果只有一束光从下表面射出。则下列说法正确的是（     ） A．射出的光是蓝光 B．红光可能在下表面发生全反射 C．射出的光不可能是图中光束① D．射出的光可能是图中光束② 考向二 三棱镜对光路的控制 例2 （25-26高三上·广东·阶段检测）某款激光器中激光形成的原理如图所示：一束含紫、蓝、绿光的复色光以一定入射角射入三棱镜，经折射后照射到三点，其中在点垂直射到反射膜的光才能原路返回形成激光并输出，则该激光器输出的激光为（　　） A．紫光 B．蓝光 C．绿光 D．含紫、蓝光的复色光 【变式训练1·解决实际问题】（25-26高三下·广东·阶段检测）如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的。在它们之间是比玻璃折射率更大的透明介质。一细束单色光O垂直于AB面入射左边的三棱镜，则出射光线可能是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【变式训练2·变载体】（2025·浙江·一模）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中用来选择波长。如图，一束复色光以一定的入射角（）从点进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。某一含红、绿、蓝光的复色光入射到三棱镜时，激光器输出的是绿光，则（　） A．绿光在棱镜中的折射角大于红光的折射角 B．有可能通过调节入射角，使激光器同时输出红、绿、蓝光 C．若要调为红光输出，需将棱镜绕点逆时针转动一小角度 D．不管怎么调节，激光器都不可能输出红光 考向三 圆柱玻璃对光路的控制 例3 （2025·山西·二模）水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图所示，一个质量分布均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为的圆。一单色细光束平行直径从点射入球内，折射光线与夹角为。已知光在真空中的传播速度为，则（　　） A．水晶球的折射率为 B．光在水晶球中的传播速度为 C．光在水晶球中的传播时间为 D．若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球 【变式训练1·解决实际问题】（22-23高三上·广东·阶段检测）如图所示为彩虹形成的原理示意图，一束白光水平射入球形的水滴，经过两次折射和一次反射后进入人的眼睛，由于不同色光在水滴的折射率不同，人在地面上逆着光线看过去就看到了按红橙黄绿青蓝紫顺序排列的彩带，其中α为光线入射角，出射光线与水平面的夹角β称为彩虹角，下列说法正确的是（  ） A．红光在水中的折射率大于紫光在水中的折射率 B．红光在水中的波长小于紫光在水中的波长 C．紫光在B点可能发生全反射现象 D．红光的彩虹角大于紫光的彩虹角 【变式训练2·变载体】（物理（云南卷）学易金卷：2026年高考考前最后一卷）如图所示，竖直平面内激光器悬挂在轻质弹簧下端，与水平方向的夹角始终为，其右侧竖直放置一块直径为的半圆柱形玻璃砖。激光器静止时，激光恰好从圆心点射入玻璃砖。现使激光器做简谐运动，并确保照射到玻璃砖的光均能从圆弧面射出。已知玻璃砖对该激光的折射率为，光在真空中的传播速度为，不考虑玻璃砖内的反射光，则（     ） A．激光在玻璃砖中的传播速度为 B．激光器的最大振幅为D C．圆弧上的光点做匀速圆周运动 D．若激光频率增大，激光器的振动周期将减小 考点四 光的折射和全反射的综合问题 知识点1 求解全反射问题的四点提醒 知●识●解●构 1、四点提醒 光密介质和光疏介质是相对而言的。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。 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。 在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路均是可逆的。 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。 2、两个技巧 解答全反射类问题时，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。 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。 考●向●破●译 考向一 长方体玻璃砖的综合问题 例1 （方法：几何光学的相关计算拔高练习）光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有＝。将两折射率分别为n1＝、n2＝的玻璃砖上下叠放，如图所示，一细光束以45°角从第一块玻璃砖射入，则（     ） A．细光束在两玻璃砖中的速度之比为∶ B．细光束射入第二块玻璃砖时的折射角满足sini＝ C．第二块玻璃砖的出射光线与第一块玻璃砖的入射光线平行 D．逐渐增大入射角（小于90°），第二块玻璃砖的出射光线可能会消失 【变式训练1·与日常生活结合】（2026·四川凉山·二模）中空玻璃具有隔热、隔音、节能、防结露等优势，在建筑和交通领域有广泛应用。某特种双层中空玻璃窗由两层厚度均为6mm的玻璃片和中间的空气层（可视为真空）组成。一束单色光以入射角i=60°从空气斜向下射入竖直方向的左层玻璃片，最终从右层玻璃片射出。已知该单色光在此玻璃中的折射率为n=1.5，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s。下列说法正确的是（　　） A．该光线在左层玻璃片中传播的时间为 B．若增大入射角，光线有可能在左层玻璃片的右表面发生全反射，不会到达右层玻璃片 C．若换用折射率更大的单色光沿着原路径入射，在左层玻璃片的出射点相对于入射点偏移的竖直距离会减小 D．若换用折射率更大的单色光沿着原路径入射，光在空气层中的传播时间会减少 【变式训练2·与日常生活结合】（21-22高三·全国·课后作业）如图所示，a、b和c是三块平行玻璃砖，它们相互之间也平行，折射率大小为，厚度之比ha:hb:hc=3:2:1。一束单色光从空气以入射角i射到a的上表面，其中光线的侧移量（入射光线与出射光线间的距离）分别为da、db、dc。下列说法正确的是（　　） A．逐渐增大i，从c下表面射出的光线将消失 B．逐渐减小i，从c下表面射出的光线将消失 C．在i一定时，da:dc<3:1 D．在i一定时，db:dc>2:1 考向二 圆形玻璃砖的综合问题 例2 （2026·河北保定·二模）如图所示为某棱镜的截面图，该截面由圆和三角形构成，其中∠C=30°，P点到AC边的距离为圆半径的，现有一细光束由P点沿PO方向射入棱镜，光束从BC边的Q点（未画出）射出棱镜，出射光线相对初始入射光线的偏转角为45°。则该棱镜的折射率为（　　） A． B． C．2 D．3 【变式训练1·变载体】（24-25高三下·湖南益阳·阶段检测）如图所示，某透明介质的横截面由两部分组成，ABOD是矩形，ODE是半径为R的四分之一圆弧，O是圆心。让一细束激光从AB边的M点射入介质，折射光正好经过O点，反射光从N点射出，已知从M点入射的光的延长线与MO的夹角为15°，与NO延长线的夹角为105°，光在真空中的传播速度为c，激光从O到N传播的时间为（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·新情景】（25-26高三下·湖南长沙·阶段检测）如图所示，是由透明材料制成的光学元件的横截面，圆弧是半径为的四分之一圆周，为其圆心，是边长为的正方形。一单色光从点垂直于边射入光学元件，、间距离为，透明材料对该单色光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A．光射在弧面上的入射角为 B．光射在弧面上不会发生全反射 C．光从边射出时的折射角为 D．光从边射出时的折射角为 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2024·广东·高考真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　） A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C．逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 2．（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 3．（2026·云南·高考真题）在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示。不考虑反射，图中经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是（     ） A．① B．② C．③ D．④ 8 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 第50讲 光的折射 全反射 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的折射定律及折射率 知识点1 折射定律 知识点2 折射率 知识点3 应用光的折射定律解题的一般思路 考向1 折射率的计算 考向2 折射定律的理解及应用 考点二 光的全反射 知识点1 全反射及条件 知识点2 全反射临界角 知识点3 求解光的折射和全反射问题的思路 考向1 全反射的理解及应用 考向2 光导纤维 【思维建模】 全反射问题的一般解题思路 考点三 光路控制及光的色散现象 知识点1 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 知识点2 光的色散 考向1 平行玻璃砖对光路的控制 考向2 三棱镜对光路的控制 考向3 圆柱玻璃对光路的控制 考点四 光的折射和全反射的综合问题 知识点1 求解全反射问题的四点提醒 考向1 长方体玻璃砖的综合问题 考向2 圆形玻璃砖的综合问题 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 折射定律 √ 全反射 √ √ 考情分析 题型与考向：高考对光的折射题目难度要求大多不是太高，较为基础。 情境与立意： 生活实践类：水中物体“变浅”/筷子“弯折”，水面反光与水下视野，彩虹的形成，宝石（钻石）的“闪耀； 学习探究类：光纤通信，内窥镜（医疗/工业），折射率测定仪（如阿贝折射仪）。 复习目标 1、理解折射率的概念，掌握光的折射定律。 2、掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光的折射定律及折射率 知识点1 折射定律 知●识●解●构 一、折射现象 1、定义 光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。 二、折射定律 1、内容 折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 表达式：＝n12，式中n12是比例常数。。 2、光路可逆性 在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。如果让光线逆着出射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线出射。 3、图像 得分速记： 当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。 知识点2 折射率 知●识●解●构 一、内容 1、定义 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫这种介质的折射率。 2、定义式 n＝。折射率越大，光从真空射入到该介质时偏折越大。 3、意义 反映介质的光学性质的物理量。 2、折射率的理解 某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即，因，所以任何介质的折射率n都大于1。两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质。在光密介质中，光的折射率相对较大，光速相对较小。 折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小。 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关：同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小；同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。 折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。 同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 知识点3 应用光的折射定律解题的一般思路 知●识●解●构 一、解题思路 根据入射角、折射角及反射角之间的关系，做出比较完整的光路图。 充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 注意在折射现象中，光路是可逆的。 考●向●破●译 考向1 折射率的计算 例1 （2026·广东广州·三模）如图所示，一个均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为r的圆。一单色细光束平行直径PQ从A点射入球内，折射光线AQ与PQ夹角为30°。已知光在真空中的传播速度为c，则（     ） A．水晶球的折射率为 B．光在水晶球中的传播速度为 C．光在水晶球中的传播时间为 D．光在水晶球中发生全反射的临界角为30° 【答案】B 【详解】A．连接OA，由几何关系可知为等腰三角形，折射角，由于入射光线平行于直径PQ，根据几何关系可知，入射角，根据折射定律有 代入数据解得，故A错误； B．根据光在介质中的传播速度与折射率的关系有 解得，故B正确； C．由几何关系可知，光在水晶球中传播的距离为 解得 光在水晶球中的传播时间为 解得，故C错误； D．设光在水晶球中发生全反射的临界角为，则有 解得 因为，可知临界角不为，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变载体】（2026·广东佛山·三模）如图，利用某种光纤材料制成半径的光导纤维并将其弯成半径为的半圆形并置于真空中，已知光在真空中的速度为，光导纤维的折射率。现用紫色激光垂直于光导纤维的端面射入，该束激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，，，下列说法正确的是（　　） A．激光在光导纤维中的传播速度 B．激光在光导纤维中发生全反射的临界角为37° C．半径的最小值为 D．换成红色激光一定没有激光从侧面外泄 【答案】C 【详解】A．由，故A错误； B．由 解得，故B错误； C．当入射光线越接近E点时，则光在光纤中的入射角越大，就越容易发生全反射，因此激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在光导纤维束内侧面发生全反射，临界光路图如图所示 根据几何关系可得 又因为 联立解得，故C正确； D．红色激光比紫色激光的频率低，光导纤维对红色激光折射率小，红色激光的临界角大， 紫色激光恰好不从光导纤维的侧面外泄，则红色激光一定有激光从侧面外泄，故D错误。 故选C。 ▶新情境◀【变式训练2·日常情景结合】（2026·广东东莞·一模）有一根透明玻璃管，内径为R，外径为2R，截面如图所示。在截面上一束光线以60°入射角从M点射向玻璃管，折射后恰好与玻璃管内壁相切，光在真空中的速度为c。光从M点射入到第一次到达玻璃管外壁所经历的时间t是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意及几何关系，折射角 又 代入数据解得 在玻璃管内壁光程 且， 联立上式解得，故选A。 考向2 折射定律的理解及应用 例2 （2026·江苏南通·二模）与两水域深度不同，水波在两个区域传播时的图样如图所示，下列说法正确的是（　　） A．、两处水波的振动频率不同 B．、两处水波的传播速度大小不同 C．该图样是由于衍射形成的 D．该图样是由于干涉形成的 【答案】B 【详解】A．水波在不同水域传播时，频率由振源决定，不会随介质改变。因此 A、B 两处水波的振动频率f相同，故A错误； B．由图可知，A、B两处水波的波长不同（），因为 可知A、B两处水波传播速度不同，故B正确； CD．本题中是水波在不同深度的水域（不同介质）中传播，发生的是折射，故CD错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·云南·阶段检测）某同学利用盐水溶液进行光学实验，当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小。此时下列四个选项中，单色光在盐水中的光路图可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】光在不同介质中传播时，会发生折射现象。因为当底层浓盐水向上扩散时，其折射率随高度增加而逐渐减小，所以盐水从上到下折射率逐渐增大。根据折射定律可知，当光从折射率小的介质进入折射率大的介质时，折射光线会越来越靠近法线。 故选B。 【变式训练2·变考法】（2023·广东惠州·一模）如图所示，由红、蓝两种单色光组成的光束从空气照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面a、b两点射出，已知玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率，下列说法正确的是（    ） A．从b点射出的光是蓝光 B．从a、b两点出射的光线平行 C．从a点射出的光在玻璃砖中的传播速度较大 D．增大光束在空气中的入射角，红、蓝两种单色光均有可能在玻璃砖的上表面发生全反射 【答案】B 【详解】A．画出两束光的折射光路图，如图所示 蓝光折射率大，所以从空气射入玻璃砖后偏转角角度，折射角较小，所以从a点射出的光是蓝光，A错误； B．根据几何关系 光从空气射入玻璃砖时的入射角相同，射入玻璃砖后的折射角与从玻璃砖射出时的入射角相同，所以两束光的出射角相同，即从a、b两点出射的光线平行，B正确； C．根据折射率与光速的关系，有 已知玻璃对蓝光的折射率大于红光的折射率，从a点射出的光在玻璃砖中的传播速度较小，C错误； D．根据光路可逆，可知增大光束在空气中的入射角，红、蓝两种单色光均不会在玻璃砖的上表面发生全反射，D错误。 故选B。 考点二 光的全反射 知识点1 全反射及条件 知●识●解●构 一、光密介质和光疏介质 1、介质 光密介质：折射率较大的介质。 光疏介质：折射率较小的介质。 2、传播速度 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。 3、折射特点 光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。 二、全反射及条件 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、全反射条件 光从光密介质射入光疏介质。 入射角等于或大于临界角。 知识点2 全反射临界角 知●识●解●构 一、临界角 1、定义 折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。 2、公式 sin C＝。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，由n＝，得sin C＝。 3、大小 介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 知识点3 求解光的折射和全反射问题的思路 知●识●解●构 一、解题思路 确定研究的光线：该光线一般是入射光线，还有可能是反射光线或折射光线；若研究的光线不明确，根据题意分析、寻找，如临界光线、边界光线等。 画光路图：找入射点，确认界面，并画出法线，根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几何知识推断和求解相关问题。 二、两点注意 从光疏介质到光密介质：一定有反射、折射光线。 从光密介质到光疏介质：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。 考●向●破●译 考向一 全反射的理解及应用 例1（2026·广东深圳·模拟预测）如图甲，婚庆公司为了装饰，在一块玻璃砖下安装了一个圆形红灯。如图乙，红灯直径为d，灯面到砖顶面的距离均为h。已知红光在玻璃砖中的折射率为，砖面面积远大于灯的面积。则（     ） A．红光灯盘在砖面上发光的区域的半径为d B．红光灯盘在砖面上的发光区域的半径为（h+d） C．若改为绿光灯盘，则发光区域的半径小于 D．红、蓝、绿三种光，发光区域面积最大的是蓝光 【答案】C 【详解】AB．设红光的临界角为，由 整理得。临界光线由灯盘边缘射出时，在砖面上的径向延伸量 故发光区域半径，故AB错误。 CD．同种玻璃对红、绿、蓝光的折射率依次增大，由 可知临界角依次减小，因此发光区域半径依次减小。绿光的发光区域半径小于 蓝光的发光区域面积最小，故C正确，D错误。 故选C。 【变式训练1·变载体】（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，半圆柱形透明介质的半径为R，O为其圆心，一束光线从圆弧面上的A点沿半径方向射入半圆柱，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】光线沿半径方向射入，在圆弧面入射角为，不发生折射，沿直线传播至底面圆心处。设光线与底面的夹角为，由几何关系知 解得 光线在底面的入射角为光线与法线的夹角，即 因恰好发生全反射，临界角 由 得 故选B。 【变式训练2·变载体】（2026·广东茂名·模拟预测）如图甲为遥控器的发射器，图乙为其结构简图，整个透明体由匀质材料制成，上、下部分分别为半球体和圆柱体，半径均为R，在球心O的正下方P点放置一个点光源，O、P间距为R，半球体的表面恰好都有光线射出，不考虑透明体内的反射，该材料的折射率为（　　） A． B． C．2 D． 【答案】A 【详解】当光恰好从半球体的最左（右）边射出时，入射角最大，恰好发生全反射，则 根据几何关系可得 所以 故选A。 考向二 光导纤维 例2 （2026·广东佛山·二模）我国是光纤通信技术先进的国家。图甲为某车间正在生产光纤，图乙是此光纤简化示意图（内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空）。现用一束复色光从空气射入此光纤后分成两束单色光，光路如图乙，下列说法正确的是（　　） A．光发生全反射的临界角较小 B．内芯相对于外套是光疏介质 C．真空中光比光波长要长 D．光比光更容易发生光电效应 【答案】D 【详解】C．一束复色光从空气射入此光纤后，由图乙可知，光的折射角大于光的折射角，根据折射定律可知，内芯对光的折射率小于光的折射率，则光的频率小于对光的频率，真空中光比光波长要长，故C错误； A．根据全反射的临界角公式，由于光的折射率小于光的折射率，则光发生全反射的临界角较大，故A错误； B．光线从内芯射出外套时要发生全反射，则内芯相对于外套是光密介质，故B错误； D．由于光的频率小于对光的频率，则光比光更容易发生光电效应，故D正确。 故选D。 【思维建模】 全反射问题的一般解题思路 确定光是由光密介质进入光疏介质。 应用sin C＝确定临界角。 根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。 如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。 运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题。 【变式训练1·变载体】（2025·广东·模拟预测）如图，光导纤维由内、外两种材料制成，一束蓝光信号与界面成α角由内芯射向外芯时恰好发生全反射，当光信号与界面的夹角大于α时将出现漏光现象，下列说法正确的是（　　） A．内芯的折射率小于外芯的折射率 B．激光在内芯中的传播速度大于在外芯中的传播速度 C．光导纤维在扭曲过度时可能会出现漏光现象 D．若红光信号与界面成α角由内芯射向外芯时，依然可以发生全反射 【答案】C 【详解】A． 根据全反射条件，内芯的折射率大于外芯的折射率，A错误； B． 根据 ， 解得， 所以激光在内芯中的传播速度小于在外芯中的传播速度，B错误； C． 光导纤维在扭曲过度时，入射角小于临界角，不发生全反射，会出现漏光现象，C正确； D． 根据 ， 解得 ，红光的临界角大于蓝光临界角，蓝光恰好能发生全反射时，红光不能发生全反射，D错误。 故选C。 【变式训练2·变载体】（24-25高三下·湖北·阶段检测）多模光纤在数据传输中起着关键作用，光纤丝是由折射率不同的内芯和外套构成。如图所示，若光信号a、b从光纤一端均以45°入射角进入光纤丝中，b光折射角为30°，a光折射角小于30°，b光在内芯与外套界面处发生全反射。则（　　） A．内芯相对外套是光疏介质 B．内芯对a光的折射率小于 C．在相同条件下，b光更容易发生全反射 D．在内芯中a光比b光的速度小 【答案】D 【详解】A．光从光密介质进入光疏介质中发生全反射，内芯相对外套是光密介质，故A错误； B．根据折射定律可知，内芯对b光的折射率为，入射角相同，折射角小，折射率较大，所以内芯对a光的折射率大于，故B错误； C．由可知，折射率越大，临界角越小，a光更容易发生全反射，故C错误； D．由可知，折射率越大，光在介质中的传播速度越小，在内芯中a光比b光的速度小，故D正确。 故选D。 考点三 光路控制及光的色散现象 知识点1 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 知●识●解●构 1、平行玻璃砖 结构：玻璃砖上下表面是平行的。 光路图的特点为通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移，如下图所示。 应用：测定玻璃的折射率。 2、三棱镜 结构：横截面为三角形的三棱镜。 光路图的特点为通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折，如下图所示。 应用：全反射棱镜，改变光的传播方向。 3、圆柱体(球) 结构：横截面是圆。 光路图的特点为圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折，如下图所示。 应用：改变光的传播方向。 知识点2 光的色散 知●识●解●构 1、定义 白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束，这种现象叫做光的色散。 2、成因 棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。 3、七色光的比较 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率ν 低→高 同一介质中的折射率 小→大 同一介质中的速度 大→小 同一介质中的波长 大→小 通过同一棱镜的偏折角 小→大 同一介质中的临界角 大→小 同一装置的双缝干涉条纹间距 大→小 考●向●破●译 考向一 平行玻璃砖对光路的控制 例1（2026·广东深圳·模拟预测）如图，某同学透过平行玻璃砖看放在水平桌面上课本的文字，该同学看到文字的位置和文字在书本上真实位置相比较，下列说法正确的是（　　） A．相比真实位置没有变化 B．相比真实位置左移了 C．相比真实位置上移了 D．若用折射率更大的玻璃砖，光线可能会发生全反射，看不到书本的文字 【答案】C 【详解】如下图所示： 光进入玻璃会发生折射，字体的像相对于真实位置上移了；根据光路是可逆的，不管折射率多大，光线均不可能发生全反射，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式训练1·解决实际问题】（25-26高三上·广东湛江·阶段检测）如图甲所示，倒挂的彩虹被叫作“天空的微笑”，是太阳光经薄而均匀的卷云里面大量扁平六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成，光线从冰晶的上表面进入，经折射从侧面射出，当太阳光高角度α到某一临界值，侧面的折射光线因发生全反射而消失不见。其简化光路如图乙所示，以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长变短、频率变小 B．紫光在冰晶中的传播速度比红光在冰晶中的传播速度大 C．入射光线a跟折射光线b的光强相等 D．若太阳高度角α等于30°时冰晶侧面恰好无光射出，则冰晶的折射率为 【答案】D 【详解】A．光线从空气进入冰晶后，频率不变，速度减小，根据v=λf，可知波长变短，故A错误； B．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据可知，紫光在冰晶中的传播速度比红光在冰晶中的传播速度小，故B错误； C．入射光a在上表面既会发生折射又会发生反射，b光的光强会比a光小，故C错误； D．若太阳高度角α等于30°时冰晶侧面恰好无光射出，如图所示 由几何关系得 由折射定律得 由全反射的临界条件得 又 联立解得，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变载体】（26-27高三上·湖北·阶段检测）如图所示，红光和蓝光两束光相互平行，从平行玻璃砖上表面射入，结果只有一束光从下表面射出。则下列说法正确的是（     ） A．射出的光是蓝光 B．红光可能在下表面发生全反射 C．射出的光不可能是图中光束① D．射出的光可能是图中光束② 【答案】C 【详解】A．由折射定律，蓝光在玻璃中的折射率大于红光，二者在下表面的入射情况还取决于入射角，不能仅由“只有一束光射出”断定射出的一定是蓝光，故A错误； B．红光从上表面由空气射入玻璃后，再到达与上表面平行的下表面。由光路可逆性，空气中的入射光经平行玻璃砖后若从下表面射出，出射方向应与入射方向平行，红光不能仅因颜色在下表面发生全反射，故B错误； C．平行玻璃砖的两个界面平行，光线从上表面射入并从下表面折射射出时，出射光线应与入射光线平行，图中光束①的方向不满足这一光路条件，故C正确； D．图中光束②同样不满足平行玻璃砖出射光线应与入射光线平行的方向关系，不能作为下表面的折射出射光，故D错误。 故选C。 考向二 三棱镜对光路的控制 例2 （25-26高三上·广东·阶段检测）某款激光器中激光形成的原理如图所示：一束含紫、蓝、绿光的复色光以一定入射角射入三棱镜，经折射后照射到三点，其中在点垂直射到反射膜的光才能原路返回形成激光并输出，则该激光器输出的激光为（　　） A．紫光 B．蓝光 C．绿光 D．含紫、蓝光的复色光 【答案】B 【详解】三棱镜对紫光的折射率大于蓝光，对蓝光的折射率大于绿光，根据折射定律可得，入射角相同，折射后照射到点的一定是蓝光，该激光器输出的激光为蓝光。 故选B。 【变式训练1·解决实际问题】（25-26高三下·广东·阶段检测）如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的。在它们之间是比玻璃折射率更大的透明介质。一细束单色光O垂直于AB面入射左边的三棱镜，则出射光线可能是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】C 【详解】两棱镜之间的介质折射率比玻璃大，可知在介质中的折射角小于入射角，又因为AC平行于CA，所以光线从右侧棱镜射出时，出射光线与入射光线平行，光路图如下 故选C。 【变式训练2·变载体】（2025·浙江·一模）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中用来选择波长。如图，一束复色光以一定的入射角（）从点进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。某一含红、绿、蓝光的复色光入射到三棱镜时，激光器输出的是绿光，则（　） A．绿光在棱镜中的折射角大于红光的折射角 B．有可能通过调节入射角，使激光器同时输出红、绿、蓝光 C．若要调为红光输出，需将棱镜绕点逆时针转动一小角度 D．不管怎么调节，激光器都不可能输出红光 【答案】C 【详解】A．由于棱镜对绿光的折射率大于红光，根据光的折射定律可知，当入射角相同时，棱镜中绿光的折射角小于红光的折射角，故A错误； B．因为红、绿、蓝光的折射率不同，它们的折射情况不同，所以不可能通过调节入射角使激光器同时输出红、绿、蓝光，故B错误； CD．由于红光的折射率小，折射角较大，若要调为红光输出，需将棱镜绕点逆时针转动一小角度，这样才有可能让红光折射后垂直入射到反射膜上，从而返回形成激光输出，故C正确，D错误。 故选C。 考向三 圆柱玻璃对光路的控制 例3 （2025·山西·二模）水晶球是用天然水晶加工而成的一种透明的球形物品。如图所示，一个质量分布均匀的透明水晶球，过球心的截面是半径为的圆。一单色细光束平行直径从点射入球内，折射光线与夹角为。已知光在真空中的传播速度为，则（　　） A．水晶球的折射率为 B．光在水晶球中的传播速度为 C．光在水晶球中的传播时间为 D．若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光可能因发生全反射而无法射出水晶球 【答案】B 【详解】A．作出A点的法线如图所示 由几何关系可知，光线射入时的入射角 则折射率为 故A错误； B．光在水晶球中的传播速度为 故B正确； C．由几何关系可知 光在水晶球中的传播时间为 故C错误； D．由几何关系可知 若逐渐增大射向水晶球表面光的入射角，光不会因为全反射而无法射出水晶球，故D错误。 故选B。 【变式训练1·解决实际问题】（22-23高三上·广东·阶段检测）如图所示为彩虹形成的原理示意图，一束白光水平射入球形的水滴，经过两次折射和一次反射后进入人的眼睛，由于不同色光在水滴的折射率不同，人在地面上逆着光线看过去就看到了按红橙黄绿青蓝紫顺序排列的彩带，其中α为光线入射角，出射光线与水平面的夹角β称为彩虹角，下列说法正确的是（  ） A．红光在水中的折射率大于紫光在水中的折射率 B．红光在水中的波长小于紫光在水中的波长 C．紫光在B点可能发生全反射现象 D．红光的彩虹角大于紫光的彩虹角 【答案】D 【详解】A．在同一介质中，从红光到橙、黄、绿、青、蓝、紫光的顺序，频率逐渐增大，折射率逐渐增大，可知红光在水中的折射率小于紫光在水中的折射率，故A错误； B．不同颜色的光在水中的波长不相等，红光最长，紫光最短，故B错误； C．光线第一次折射时，折射角必定小于临界角，故在B点光的入射角必定小于临界角，所以紫光在B点不会发生全反射，故C错误； D．根据出射光线与水平面的夹角β称为彩虹角，可知由于红光的折射率小于紫光的折射率，则红光的彩虹角大于紫光的彩虹角，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变载体】（物理（云南卷）学易金卷：2026年高考考前最后一卷）如图所示，竖直平面内激光器悬挂在轻质弹簧下端，与水平方向的夹角始终为，其右侧竖直放置一块直径为的半圆柱形玻璃砖。激光器静止时，激光恰好从圆心点射入玻璃砖。现使激光器做简谐运动，并确保照射到玻璃砖的光均能从圆弧面射出。已知玻璃砖对该激光的折射率为，光在真空中的传播速度为，不考虑玻璃砖内的反射光，则（     ） A．激光在玻璃砖中的传播速度为 B．激光器的最大振幅为D C．圆弧上的光点做匀速圆周运动 D．若激光频率增大，激光器的振动周期将减小 【答案】A 【详解】A．激光在玻璃砖中的传播速度为，故A正确； B．如图所示，激光恰好都能从圆弧面射出，玻璃砖恰好发生全反射的光路如图所示 由几何关系可得， 根据，在中，根据正弦定理分别有、 解得 故弹簧振子的振幅为，故B错误； C．激光器做简谐运动，其位移随时间按正弦规律变化，导致激光在圆弧上的出射点位置也随时间非均匀变化，因此光点做变速圆周运动，故C错误； D．弹簧振子的周期公式为，可知周期仅由振子质量m和弹簧劲度系数k决定，与激光频率无关，因此周期不变，故D错误。 故选A。 考点四 光的折射和全反射的综合问题 知识点1 求解全反射问题的四点提醒 知●识●解●构 1、四点提醒 光密介质和光疏介质是相对而言的。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。 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。 在全反射现象中，遵循光的反射定律，光路均是可逆的。 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。 2、两个技巧 解答全反射类问题时，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。 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。 考●向●破●译 考向一 长方体玻璃砖的综合问题 例1 （方法：几何光学的相关计算拔高练习）光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质，入射角与折射角分别为θ1与θ2，有＝。将两折射率分别为n1＝、n2＝的玻璃砖上下叠放，如图所示，一细光束以45°角从第一块玻璃砖射入，则（     ） A．细光束在两玻璃砖中的速度之比为∶ B．细光束射入第二块玻璃砖时的折射角满足sini＝ C．第二块玻璃砖的出射光线与第一块玻璃砖的入射光线平行 D．逐渐增大入射角（小于90°），第二块玻璃砖的出射光线可能会消失 【答案】C 【详解】A．由折射定律可知， 故该细光束在两玻璃砖中的速度之比为，故A错误； BC．由平行玻璃砖的折射特性可知，若光线射入和射出的两表面平行，则入射光和出射光彼此平行，故光线射出下面的玻璃砖时与法线夹角也为，由折射定律可知 解得，故B错误，C正确； D．根据全反射条件可知，若想要发生全反射需要光线从光密介质射向光疏介质、且射入光线与法线的夹角大于或等于临界角，因此只有当光线从玻璃砖射向空气的时候才有可能发生全反射，而根据光路可逆原理，光能射入下面的平行玻璃砖则一定能够射出，故第二块玻璃砖的出射光线不会消失，故D错误。 故选C。 【变式训练1·与日常生活结合】（2026·四川凉山·二模）中空玻璃具有隔热、隔音、节能、防结露等优势，在建筑和交通领域有广泛应用。某特种双层中空玻璃窗由两层厚度均为6mm的玻璃片和中间的空气层（可视为真空）组成。一束单色光以入射角i=60°从空气斜向下射入竖直方向的左层玻璃片，最终从右层玻璃片射出。已知该单色光在此玻璃中的折射率为n=1.5，光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s。下列说法正确的是（　　） A．该光线在左层玻璃片中传播的时间为 B．若增大入射角，光线有可能在左层玻璃片的右表面发生全反射，不会到达右层玻璃片 C．若换用折射率更大的单色光沿着原路径入射，在左层玻璃片的出射点相对于入射点偏移的竖直距离会减小 D．若换用折射率更大的单色光沿着原路径入射，光在空气层中的传播时间会减少 【答案】C 【详解】A．根据折射定律 代入、，得， 玻璃厚度，光在玻璃中的速度，光在左玻璃中传播路程，传播时间 ，故A错误； B．左玻璃右表面的入射角等于左表面的折射角，由折射定律 即，不可能发生全反射，故B错误； C．出射点相对入射点的竖直偏移量，若增大，由，不变，则减小，减小，减小，因此减小，故C正确； D．平行玻璃界面出射光线与入射光线平行，因此空气层中光线与法线（水平方向）的夹角恒等于，空气层水平厚度固定，因此光在空气层的路径长度（为空气层水平厚度），与无关，空气层（可视为真空）光速为，所以光在空气层中的传播时间不变，故D错误。 故选C。 【变式训练2·与日常生活结合】（21-22高三·全国·课后作业）如图所示，a、b和c是三块平行玻璃砖，它们相互之间也平行，折射率大小为，厚度之比ha:hb:hc=3:2:1。一束单色光从空气以入射角i射到a的上表面，其中光线的侧移量（入射光线与出射光线间的距离）分别为da、db、dc。下列说法正确的是（　　） A．逐渐增大i，从c下表面射出的光线将消失 B．逐渐减小i，从c下表面射出的光线将消失 C．在i一定时，da:dc<3:1 D．在i一定时，db:dc>2:1 【答案】D 【详解】AB．光线在任一平行玻璃砖上表面的折射角与下表面的入射角相等，根据光路可逆性可知，无论增大或减小i，光线都不会在玻璃砖下表面发生全反射，AB错误； CD．设光在玻璃砖上表面的折射角为r，由几何关系知，侧移量 d=h(tani－tanr)cosi 即在平行玻璃砖发生的侧移量与玻璃砖的厚度成正比，随折射率的增大即r的减小而增大，所以在i一定时 da:dc>3:1 db:dc>2:1 C错误，D正确。 故选D。 考向二 圆形玻璃砖的综合问题 例2 （2026·河北保定·二模）如图所示为某棱镜的截面图，该截面由圆和三角形构成，其中∠C=30°，P点到AC边的距离为圆半径的，现有一细光束由P点沿PO方向射入棱镜，光束从BC边的Q点（未画出）射出棱镜，出射光线相对初始入射光线的偏转角为45°。则该棱镜的折射率为（　　） A． B． C．2 D．3 【答案】A 【详解】根据题意作出光路图如图所示 由题意可知 可得 可知与平行，根据几何关系可得光线在Q点的入射角和折射角分别为， 则该棱镜的折射率为 故选A。 【变式训练1·变载体】（24-25高三下·湖南益阳·阶段检测）如图所示，某透明介质的横截面由两部分组成，ABOD是矩形，ODE是半径为R的四分之一圆弧，O是圆心。让一细束激光从AB边的M点射入介质，折射光正好经过O点，反射光从N点射出，已知从M点入射的光的延长线与MO的夹角为15°，与NO延长线的夹角为105°，光在真空中的传播速度为c，激光从O到N传播的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设激光在M点的入射角与折射角分别为i，r，由几何关系可得， 则有 解得， 介质对该激光的折射率， 光线从O到N传播的时间 联立解得，故ABC错误，D正确。 故选D。 【变式训练2·新情景】（25-26高三下·湖南长沙·阶段检测）如图所示，是由透明材料制成的光学元件的横截面，圆弧是半径为的四分之一圆周，为其圆心，是边长为的正方形。一单色光从点垂直于边射入光学元件，、间距离为，透明材料对该单色光的折射率为，则下列说法正确的是（　　） A．光射在弧面上的入射角为 B．光射在弧面上不会发生全反射 C．光从边射出时的折射角为 D．光从边射出时的折射角为 【答案】C 【详解】AB．根据 可知 设光射在ae弧面上的入射角为，作光路图如图所示 由几何关系有 解得 可知光在ae弧面发生全反射，故AB错误； CD．光射在cd边上时，几何关系可知入射角为 因为 联立解得，故C正确，D错误。 故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2024·广东·高考真题）如图所示，红绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是（　　） A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点 B．逐渐增大时，红光的全反射现象先消失 C．逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射 D．逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大 【答案】B 【详解】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在面，入射角相同，根据折射定律 可知绿光在面的折射角较小，根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点，故A错误； B．根据全反射发生的条件可知红光发生全反射的临界角较大，逐渐增大时，折射光线与面的交点左移过程中，在面的入射角先小于红光发生全反射的临界角，所以红光的全反射现象先消失，故B正确； C．在面，光是从光疏介质到光密介质，无论多大，在MN面都不可能发生全反射，故C错误； D．根据折射定律可知逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故D错误。 故选B。 2．（2025·广东·高考真题）如图为测量某种玻璃折射率的光路图。某单色光从空气垂直射入顶角为的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为，该折射率为（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光路图如图所示 则有折射定律可得 故选A。 3．（2026·云南·高考真题）在测量某种透明树脂折射率的实验中，让激光束射入一块两面平行的树脂砖，改变入射点和入射角，得到①、②、③、④四条出射光线，如图所示。不考虑反射，图中经P点射入树脂砖的光，出射后的光线可能是（     ） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【详解】光通过平行树脂砖，出射光线与入射光线平行； 由于由空气进入树脂为由光疏介质进入光密介质，折射角应小于入射角，则光线会向法线侧移，出射光线在入射光线延长线的左侧，符合条件的是②。 故选B。 8 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $