第39讲 光的折射 全反射（复习讲义）（全国通用）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、全反射及光路控制等高考核心考点，按命题趋势研判、知识框架构建、核心考点拆解（含核心知识、易错辨析、热点考向）到真题溯源的逻辑组织，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生系统突破几何光路分析难点。 资料创新融入AI命题易错辨析与分层考向设计，如全反射考点中结合光导纤维情境引导学生建立光路模型，培养科学思维与物理观念。设置基础例题与变式训练，配合真题感知考向，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第39讲 光的折射 全反射 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 301 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 402 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 503 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 光的折射定律及折射率 5 核心知识·解构 5 一、折射定律 5 二、折射率 5 三、应用光的折射定律解题的一般思路 5 易错辨析·AI命题 5 热点考向·破译 6 考向1 折射率的计算 6 考向2 折射定律的应用 7 考点二 光的全反射 8 核心知识·解构 8 一、全反射及条件 8 二、全反射临界角 9 三、光的折射和全反射问题的解题要点 9 易错辨析·AI命题 9 热点考向·破译 9 考向3 全反射定律的应用 9 考向4 光导纤维 11 考点三 光路控制及光的色散现象 13 核心知识·解构 13 一、常见三类光路的控制特点 13 二、各种色光的比较与分析 13 易错辨析·AI命题 14 热点考向·破译 14 考向1 平行玻璃对光路的控制 14 考向2 三棱镜对光路的控制 16 考向3 圆形玻璃对光路的控制 17 溯源真题逻辑，感知高考考向 2004 真题溯源·考向感知 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 光的折射和折射率 2026·北京卷 2026·广西卷 2026·四川卷 2026·河南卷 2026·云南卷 2025·广东卷 2025·山东卷 2025·河南卷 2025·甘肃卷 2024·贵州卷 2024·重庆卷 2024·北京卷 2024·江苏卷 2024·福建卷 光的全反射 2026·浙江卷 2026·山东卷 2026·广东卷 2025·江西卷 2025·四川卷 2025·湖南卷 2025·安徽卷 2025·云南卷 2024·山东卷 2024·海南卷 2024·甘肃卷 2024·广东卷 考情分析 题型与考向：以选择题、计算题小问为主，计算题常结合几何光路，少数以实验填空出现。折射率计算、折射定律应用；全反射条件判断、临界角求解；光路几何作图计算；结合玻璃砖、三棱镜、光导纤维情境；区分折射与全反射现象，注意临界条件易错点，偶尔考查色散现象。 情境与立意：常用玻璃砖、三棱镜、光导纤维为载体；部分结合水下光学、光纤通信等生活科技情境，也会设置实验操作、光路图像类学习情境，侧重几何光路呈现。依托折射定律、全反射临界角，考查几何建模能力；强化边界条件判断，区分发生全反射与折射的条件；落实科学思维，体会光学知识在技术中的实际应用。 复习目标 1.理解和掌握光的折射定律的基本内容，能够运用折射定律分析常见的光学问题，熟练掌握其在各类光路分析和计算中的实际应用。 2.理解和掌握全反射定律的适用条件与核心内容，能够运用全反射定律判断全反射现象的发生，熟练掌握其在各类光学问题分析中的实际应用。 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 核心知识·解构 一、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。 2.表达式：＝n。 [注意]　①在光的折射现象中，光路是可逆的。 ②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。 二、折射率 1．折射率 (1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。 (2)定义式：n＝。 (3)计算式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 2．折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。 (2)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。 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 三、应用光的折射定律解题的一般思路 1.根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 2.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。 3.注意在折射现象中，光路是可逆的。 易错辨析·AI命题 1．光发生折射时，折射角一定小于入射角。（×） 2．折射率反映介质对光的偏折本领，介质折射率越大，偏折能力越强。（√） 3．介质的折射率，入射角是指光线与界面的夹角。（×） 4．某种介质的折射率，总是大于 1。（√） 5．光从空气射入玻璃，增大入射角，介质的折射率随之变大。（×） 热点考向·破译 考向1 折射率的计算 例1 如图，等腰三角形为某玻璃三棱镜的截面，。一束单色光以入射角从三棱镜边射入，折射后垂直边射出，则该玻璃的折射率为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设玻璃折射率为，空气折射率近似为。光线折射后垂直边射出，说明棱镜内光线沿面的法线方向传播。由于与夹角为，两面的法线夹角也为，所以在面上的折射角，由折射定律有解得=，故选B。 【变式训练1】如图，光沿AO从空气射入折射率为n的介质中，以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（设为）为半径画另一圆。下列选项正确的是（     ） A．空气射入介质中波长变大 B．空气射入介质中波速变大 C．折射率 D．空气射入介质中频率变大 【答案】C 【详解】ABD．光从空气射入介质中，频率不变，波速满足，故光的波速减小；光在真空中的波长满足，光射入介质后，波长满足，故光从空气射入介质中，波长变短，故A、B、D错误； C．根据折射定律，折射率，其中为光在空气中的入射角，为光在介质中的折射角， 由几何关系可知，入射角满足，同理可知，折射角满足，联立可知，故C正确。故选C。 考向2 折射定律的应用 例2如图所示，半径为的半圆形玻璃砖截面上，有一束波长为，频率为的单色光斜射到圆弧面上的点，入射光线与竖直方向的夹角为，，光速为，下列说法正确的是（     ） A．光在玻璃砖中的频率为 B．光在玻璃砖中的波长为 C．光在玻璃砖中的传播时间 D．仅改变入射角大小，则从下表面射出的光线始终与入射光线平行 【答案】D 【详解】A．光从空气进入玻璃中频率不变，即在玻璃砖中的频率仍为，A错误； B．光在玻璃中的折射角为，可知，玻璃的折射率， 根据，可得光在玻璃砖中的波长为，B错误； C．光在玻璃砖中的传播速度为， 传播时间，C错误； D．仅改变入射角大小，因光线在A点的折射角总等于在B点的入射角，则光线在A点的入射角总等于在B点的折射角，即从下表面射出的光线始终与入射光线平行，D正确。 故选D。 【变式训练2】如图所示，冰层平行平面镜放置，一光线以的入射角从冰层上表面的点入射，经过折射和反射后从冰层上表面的点出射。冰层的厚度以及冰层下表面与平面镜间空气的厚度均为，冰对该光线的折射率为，光在空气中的传播速度大小为，取0.6，不考虑光在冰层上、下表面的反射。该光线从点传播到点所用的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】该光线从点传播到点的光路图如图所示 设该光线在点发生折射的入射角与折射角分别为i、r，冰对该光线的折射率为，有 光在冰层中传播的路程，传播速度大小，传播时间，解得，同理可得，光在空气中传播的时间，该光线从点传播到点所用的时间，将、，代入解得，故选A。 考点二 光的全反射 核心知识·解构 一、全反射及条件 1．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。 二、全反射临界角 1.定义：折射角等于90°时的入射角。 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。 三、光的折射和全反射问题的解题要点 两个技巧 四点注意 (1)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。 (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。 (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)光的反射、折射和全反射现象，光路均是可逆的。 (4)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。 易错辨析·AI命题 1．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角。（√） 2．光从空气射向玻璃，入射角再大也不会发生全反射。（√） 3．临界角越大，说明该介质的折射率越大。（×） 4．全反射现象中，不再有折射光线，入射光的能量全部被反射。（√） 5．只要入射角大于临界角，光就一定发生全反射。（×） 热点考向·破译 考向1 全反射定律的应用 例1真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P间的距离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为，真空中的光速为c。则（　　） A．玻璃砖的折射率为 B．光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为 C．光从P点传播到M点的时间为 D．仅改变入射点P的位置，光在玻璃砖内侧面不可能发生全反射 【答案】C 【详解】A．光路图如图所示，结合几何关系可有，玻璃砖的折射率，联立解得，故A错误； B．光从点折射进入空气时与法线的夹角为，故B错误； C．设光在玻璃砖中的传播时间为，在真空中的传播时间为，则有，光从点传播到点的时间为，故C正确； D．根据，又，解得，所以当时，光在玻璃砖内侧面能发生全反射，故D错误。故选C。 【变式训练1·变考法】某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中心安装了一个颜色可调光源。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。已知正方体棱长为，真空中光速为。若只考虑第一次到达表面的光线，则（     ） A．透明材料对该红光的折射率为 B．该红光从玻璃砖射出的最长时间为 C．若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆 D．若透明材料对某色光的折射率为时，玻璃砖表面透光区域总面积为 【答案】D 【详解】A．当红光恰好使整个表面都透光时，最大入射角出现在表面的顶点处，此时入射角等于临界角，顶点离表面中心的距离，，可得，即，A错误； B．红光在介质中速度，最长传播路程为S到顶点的距离 最长时间，B错误； C．频率变大，折射率变大，临界角变小，面上透光区域满足，因各方向对称，若，透光区域为圆形，若，透光区域为被正方形切去四角的曲边四边形，不可能是椭圆，C错误； D．若，则，可得，单个面上透光半径，单个面透光面积，六个面总透光面积，D正确。故选D 。 考向2 光导纤维 例2华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维。某段光导纤维由内芯和外套组成，长为，其侧截面如图所示，一单色光以入射角自空气从轴心射入光导纤维，在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对此光的折射率为n，空气中的光速为。下列说法正确的是（　　） A．外套材料的折射率大于内芯材料的折射率 B．入射角越大，光在内芯的传播速度越大 C．入射角越大，光越容易在内芯和外套界面发生全反射 D．若，，则光在该段光导纤维中的传播时间为 【答案】D 【详解】A．光导纤维利用全反射原理传输光信号，发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率应大于外套的折射率，故A错误； B．光在介质中的传播速度，其中为内芯的折射率，是定值，与入射角无关，故B错误； C．设光进入内芯后的折射角为，光射到内芯和外套界面的入射角为，根据几何关系有 根据折射定律，当入射角增大时，折射角增大，导致界面入射角减小；发生全反射的条件是 （ 为临界角），减小使得光线更不容易满足全反射条件，故C错误； D．当，时，根据折射定律，解得，即，光在内芯中的传播速度，光在内芯中传播的路程，传播时间，代入数据得，故D正确。故选D。 【变式训练2·变考法】如图所示，一段横截面为圆形的粗细均匀的光导纤维被弯成半圆形状，光导纤维的横截面直径为d，折射率为n，光导纤维外部可认为是真空区域。如果将一束平行光垂直于光导纤维的水平端面A射入，并使之全部从水平端面B射出，为保证光信号一定能发生全反射，光纤中心轴线的转弯半径R应不小于（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光线的临界状态是光紧贴内表面入射时，在外表面刚好发生全反射，光路如图。 则有，由临界角与折射率的关系得，联立解得，故选A。 考点三 光路控制及光的色散现象 核心知识·解构 一、常见三类光路的控制特点 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 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 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 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 二、各种色光的比较与分析 1.光的色散 (1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。 (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。 2．各种色光的比较分析 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 易错辨析·AI命题 1．白光通过三棱镜发生色散，紫光的偏折程度最大。（√） 2．光的色散现象说明不同颜色的光，在同种介质中折射率相同。（×） 3．雨后彩虹属于光的色散现象，同时也包含光的全反射。（√） 4．在玻璃中，红光传播速度比紫光小。（×） 5．光纤利用全反射传输光信号，外套的折射率要大于内芯折射率。（×） 热点考向·破译 考向1 平行玻璃对光路的控制 例1如图所示，两束平行单色光a、b斜射到置于空气中的平行玻璃砖的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为一束复色光．关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃对a、b两种色光的折射率 B．a、b两种色光的频率 C．a、b两种色光在玻璃中的传播速度 D．a、b两种色光在玻璃中的波长 【答案】A 【详解】A．两平行光入射进入玻璃，入射角相同，根据折射定律，可知，a光的折射角较小，则a光对玻璃的折射率较大，即，故A正确； C．由，可知两种光在同一介质中的传播速度满足，故C错误； B．根据电磁波谱的性质，折射率大的光其频率也高，则有，故B错误； D．由光的传播速度公式，可知，故D错误。故选A。 【变式训练1·变考法】如图所示，某次实验过程中将一束复合光以入射角从侧面射入一透明均匀长方体玻璃砖中，之后复合光色散成、两束光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射。则下列说法中正确的是（     ） A．光的波长比光短 B．玻璃中光的速度比光小 C．光在玻璃砖上表面未发生全反射 D．玻璃砖对光的折射率为 【答案】D 【详解】A．复合光从空气入射玻璃砖，入射角均为，由图可知a光折射角更大，根据折射定律，可得玻璃砖对a光的折射率满足，折射率越小，光的频率越小，真空中波长，频率越小波长越长，因此光的波长比光长，故A错误； B．光在介质中的传播速度满足，因为，因此玻璃中光的速度比光大，故B错误； C．全反射临界角满足，越小，临界角越大，因此 由几何关系：侧面法线水平、上表面法线竖直，因此光在上表面的入射角光大于光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射，则光在玻璃砖上表面的入射角一定大于，则会发生全反射，故C错误； D．对a光，由折射定律得，a光恰好全反射，因此入射角等于临界角 结合几何关系，得，由三角关系，代入得 整理得，故D正确。故选D。 考向2 三棱镜对光路的控制 例2某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有、两种不同颜色光的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以知道（　　） A．在三棱镜中，光速度更大 B．三棱镜对光的折射率小于对光的折射率 C．光的频率大于光的频率 D．做双缝干涉实验时，仅把光换成光，相邻明条纹间距变大 【答案】A 【详解】AB．由图可知，两种光通过三棱镜后，B光偏折较多，则三棱镜对B光的折射率比A光的折射率大，根据，可知A光在三棱镜中的速度更大，故A正确，B错误； C．B光的折射率比A光的折射率大，故B光的频率比A光的频率大，故C错误； D．B光的频率比A光的频率大，根据，可知B光的波长比A光的波长短，根据， 可知做双缝干涉实验时，仅把光换成光，相邻明条纹间距变小，故D错误。故选A。 【变式训练2·变考法】“超短激光脉冲展宽”曾获诺贝尔物理学奖，其主体结构的截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，三棱镜的顶角为θ，相邻两棱镜间的距离为d。两频率不同的光脉冲同时垂直射入第一个棱镜左侧面某处，经过前两个棱镜后平行射向后两个棱镜，再经过后两个棱镜重新合成为一束，并从第四个棱镜右侧面射出。两光脉冲出射时有一时间差，从而完成脉冲展宽。则（    ） A．频率较高的光脉冲先从出射点射出 B．θ必须大于某一值才能实现光脉冲展宽 C．垂直入射点不同，也不同 D．d一定时，θ越小，也越小 【答案】D 【详解】A．光路图如图所示 根据折射定律有，因入射角r相同，下方光脉冲的折射角i更大，故下方光脉冲的折射率更大，频率也更高，根据，可知下方光脉冲在棱镜传播的速度更小，且由图可知，其传播的路程更长，故频率较高的光脉冲传播的时间更长，较后从出射点射出，故A错误； B．若θ大于某一值，光脉冲可能在第一个三棱镜的斜面发生全反射，无法实现光脉冲展宽，故B错误； C．由于光脉冲在棱镜中的传播路径和所需时间只与棱镜的折射率和几何形状有关，与垂直入射点的位置无关，所以不会因垂直入射点的不同而改变，故C错误； D．当两棱镜间的距离d一定时，θ越小，光在棱镜中的传播路径就会越短，所需时间也会越少，因此时间差也会越小，故D正确。故选D。 考向3 圆形玻璃对光路的控制 例3如图所示，由、两种单色光组成的复色光垂直半圆形玻璃砖的直边界射入玻璃砖，照射到圆弧面的点，为反射光线，点的折射光线只有单色光。下列说法正确的是（     ） A．反射光线只有单色光 B．单色光的频率比的频率大 C．在玻璃砖中，单色光的传播速度比的传播速度大 D．用同一双缝干涉实验装置做实验，单色光的干涉条纹比的干涉条纹宽 【答案】B 【详解】A．光射到介质界面时，同时发生反射和折射。由题意可知，光垂直半圆形玻璃砖的直边界射入玻璃砖，在点发生了全反射，全部反射回玻璃砖；光在点发生了折射和反射，部分光线反射回玻璃砖。因此反射光线中既包含单色光，也包含单色光，故A错误； B．由题意“点的折射光线只有单色光”可知，单色光发生了全反射，而单色光没有发生全反射（或光的临界角较大）。根据全反射临界角公式 可知单色光的临界角小于单色光的临界角，即 ，所以玻璃砖对单色光的折射率大于对单色光的折射率，即 。折射率越大，光的频率越高，所以单色光的频率比的频率大，故B正确； C．根据光在介质中的传播速度公式 ，因为 ，所以 ，即在玻璃砖中，单色光的传播速度比的传播速度小，故C错误； D．单色光的频率大，根据 可知，单色光的波长短，即 。 根据双缝干涉条纹间距公式 ，在实验装置相同的情况下，波长越短，条纹间距越窄，所以单色光的干涉条纹比的干涉条纹窄，故D错误。故选B。 【变式训练3·变考法】如图所示OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由绿光和红光组成的复色光a沿AO方向从真空射入玻璃，在玻璃中分成b、c两束光并从B、C点射出，设光束、在该玻璃中的传播时间分别为、。下列判断正确的是（　　） A．光束为红光 B．光束在玻璃中的折射率较大 C．光束在玻璃中发生全反射的临界角较大 D． 【答案】D 【详解】AB．在同一介质内，光的频率越高，其折射率越大，由图像可知c光偏折程度小，则c光折射率小，即，红光频率比绿光低，故光束c为红光，光束为绿光，AB错误； C．因为，根据，可知光束b在玻璃中发生全反射的临界角较小，C错误。 D．设从点进入的入射光线的入射角为，从B点射出的光线在O点的折射角为，从C点射出的光线在O点的折射角为，由折射定律有，，则传播速度， 设半圆柱体直径为，由几何关系可知，，则传播时间 联立以上解得，，所以，D正确。故选D。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·河南·高考真题）如图，一棱镜的横截面视为半径的半圆与等腰三角形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为。在横截面所在平面内，一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，出射光线与入射光线平行，则棱镜的折射率为（     ） A． B． C． D．2 【答案】C 【详解】根据题意一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，画出光路图如图所示 根据几何关系有，， 根据反射定律可得 综上可得， 根据折射定律有 代入数据可得 故选C。 2．（2026·山东·高考真题）半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示，底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合，下底为，上底为，高为。单色光线从左侧入射，方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时，光线恰能从玻璃砖另一侧射出，点与的距离为，该玻璃的折射率为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意作出光线进入玻璃砖过程的法线，标出入射角和折射角，如图所示 由几何关系有，可得，则， 由几何关系可得，则，则该玻璃的折射率为 故选C。 3．（2026·四川·高考真题）（多选）如图所示，在折射率为、厚度为的长方体玻璃砖上加工一V形凹槽，将其制成左右对称的工件，凹槽边长、。将工件放置在水平面上，用单色平行于光沿竖直方向照射工件，观测到工件底部有多个亮度不同的区域、各区域分界线用a、b、c、d、e、f表示。不考虑光的反射和干涉，所有表面均视为平面。则（     ） A．c、d间亮度最高 B．a、b间和e、f间亮度最高 C．c、d间距为 D．a、b间距和e、f间距均为 【答案】BC 【详解】设折射角为，根据折射定律 可得 根据几何关系可知从V形凹槽左侧进入的光，折射光线平行于V形凹槽右侧的边，同理从V形凹槽右侧进入的光，折射光线平行于V形凹槽左侧的边，如图所示 AB．可知c、d区域无光线进入，a、b和e、f区域除了从上射入的光线还有折射光线进入，亮度最高，b、c和d、e区域只有折射光线进入，故A错误，B正确； C．根据几何关系可得 c、d间距为，故C正确； D．根据几何关系可得a、b间距和e、f间距均为，故D错误。 故选BC。 5 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $ 第39讲 光的折射 全反射 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 301 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 402 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 503 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 光的折射定律及折射率 5 核心知识·解构 5 一、折射定律 5 二、折射率 5 三、应用光的折射定律解题的一般思路 5 易错辨析·AI命题 5 热点考向·破译 6 考向1 折射率的计算 6 考向2 折射定律的应用 6 考点二 光的全反射 7 核心知识·解构 7 一、全反射及条件 7 二、全反射临界角 8 三、光的折射和全反射问题的解题要点 8 易错辨析·AI命题 8 热点考向·破译 8 考向3 全反射定律的应用 8 考向4 光导纤维 9 考点三 光路控制及光的色散现象 10 核心知识·解构 10 一、常见三类光路的控制特点 10 二、各种色光的比较与分析 11 易错辨析·AI命题 11 热点考向·破译 12 考向1 平行玻璃对光路的控制 12 考向2 三棱镜对光路的控制 12 考向3 圆形玻璃对光路的控制 13 溯源真题逻辑，感知高考考向 1504 真题溯源·考向感知 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 光的折射和折射率 2026·北京卷 2026·广西卷 2026·四川卷 2026·河南卷 2026·云南卷 2025·广东卷 2025·山东卷 2025·河南卷 2025·甘肃卷 2024·贵州卷 2024·重庆卷 2024·北京卷 2024·江苏卷 2024·福建卷 光的全反射 2026·浙江卷 2026·山东卷 2026·广东卷 2025·江西卷 2025·四川卷 2025·湖南卷 2025·安徽卷 2025·云南卷 2024·山东卷 2024·海南卷 2024·甘肃卷 2024·广东卷 考情分析 题型与考向：以选择题、计算题小问为主，计算题常结合几何光路，少数以实验填空出现。折射率计算、折射定律应用；全反射条件判断、临界角求解；光路几何作图计算；结合玻璃砖、三棱镜、光导纤维情境；区分折射与全反射现象，注意临界条件易错点，偶尔考查色散现象。 情境与立意：常用玻璃砖、三棱镜、光导纤维为载体；部分结合水下光学、光纤通信等生活科技情境，也会设置实验操作、光路图像类学习情境，侧重几何光路呈现。依托折射定律、全反射临界角，考查几何建模能力；强化边界条件判断，区分发生全反射与折射的条件；落实科学思维，体会光学知识在技术中的实际应用。 复习目标 1.理解和掌握光的折射定律的基本内容，能够运用折射定律分析常见的光学问题，熟练掌握其在各类光路分析和计算中的实际应用。 2.理解和掌握全反射定律的适用条件与核心内容，能够运用全反射定律判断全反射现象的发生，熟练掌握其在各类光学问题分析中的实际应用。 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 核心知识·解构 一、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。 2.表达式：＝n。 [注意]　①在光的折射现象中，光路是可逆的。 ②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。 二、折射率 1．折射率 (1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。 (2)定义式：n＝。 (3)计算式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 2．折射率的理解 (1)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。 (2)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。 (3)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 三、应用光的折射定律解题的一般思路 1.根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 2.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。 3.注意在折射现象中，光路是可逆的。 易错辨析·AI命题 1．光发生折射时，折射角一定小于入射角。（ ） 2．折射率反映介质对光的偏折本领，介质折射率越大，偏折能力越强。（ ） 3．介质的折射率，入射角是指光线与界面的夹角。（ ） 4．某种介质的折射率，总是大于 1。（ ） 5．光从空气射入玻璃，增大入射角，介质的折射率随之变大。（ ） 热点考向·破译 考向1 折射率的计算 例1 如图，等腰三角形为某玻璃三棱镜的截面，。一束单色光以入射角从三棱镜边射入，折射后垂直边射出，则该玻璃的折射率为（　　） A． B． C． D． 【变式训练1】如图，光沿AO从空气射入折射率为n的介质中，以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（设为）为半径画另一圆。下列选项正确的是（     ） A．空气射入介质中波长变大 B．空气射入介质中波速变大 C．折射率 D．空气射入介质中频率变大 考向2 折射定律的应用 例2如图所示，半径为的半圆形玻璃砖截面上，有一束波长为，频率为的单色光斜射到圆弧面上的点，入射光线与竖直方向的夹角为，，光速为，下列说法正确的是（     ） A．光在玻璃砖中的频率为 B．光在玻璃砖中的波长为 C．光在玻璃砖中的传播时间 D．仅改变入射角大小，则从下表面射出的光线始终与入射光线平行 【变式训练2】如图所示，冰层平行平面镜放置，一光线以的入射角从冰层上表面的点入射，经过折射和反射后从冰层上表面的点出射。冰层的厚度以及冰层下表面与平面镜间空气的厚度均为，冰对该光线的折射率为，光在空气中的传播速度大小为，取0.6，不考虑光在冰层上、下表面的反射。该光线从点传播到点所用的时间为（　　） A． B． C． D． 考点二 光的全反射 核心知识·解构 一、全反射及条件 1．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。 二、全反射临界角 1.定义：折射角等于90°时的入射角。 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。 三、光的折射和全反射问题的解题要点 两个技巧 四点注意 (1)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。 (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。 (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)光的反射、折射和全反射现象，光路均是可逆的。 (4)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。 易错辨析·AI命题 1．发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角。（ ） 2．光从空气射向玻璃，入射角再大也不会发生全反射。（ ） 3．临界角越大，说明该介质的折射率越大。（ ） 4．全反射现象中，不再有折射光线，入射光的能量全部被反射。（ ） 5．只要入射角大于临界角，光就一定发生全反射。（ ） 热点考向·破译 考向1 全反射定律的应用 例1真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，固定放置一块平行于半圆柱体底面的平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P间的距离为，平面镜与玻璃砖底面间的距离为，真空中的光速为c。则（　　） A．玻璃砖的折射率为 B．光从Q点折射进入空气时与法线的夹角为 C．光从P点传播到M点的时间为 D．仅改变入射点P的位置，光在玻璃砖内侧面不可能发生全反射 【变式训练1·变考法】某灯具厂研发人员在设计一个由透明材料制作的正方体装饰灯时，在正方体的中心安装了一个颜色可调光源。当光源发出红光时，正方体六个面全部区域恰好有光透出。已知正方体棱长为，真空中光速为。若只考虑第一次到达表面的光线，则（     ） A．透明材料对该红光的折射率为 B．该红光从玻璃砖射出的最长时间为 C．若光源发出光的频率变大，则每个面透光区域的形状可能为椭圆 D．若透明材料对某色光的折射率为时，玻璃砖表面透光区域总面积为 考向2 光导纤维 例2华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，被誉为“光纤通讯之父”。光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维。某段光导纤维由内芯和外套组成，长为，其侧截面如图所示，一单色光以入射角自空气从轴心射入光导纤维，在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知内芯材料对此光的折射率为n，空气中的光速为。下列说法正确的是（　　） A．外套材料的折射率大于内芯材料的折射率 B．入射角越大，光在内芯的传播速度越大 C．入射角越大，光越容易在内芯和外套界面发生全反射 D．若，，则光在该段光导纤维中的传播时间为 【变式训练2·变考法】如图所示，一段横截面为圆形的粗细均匀的光导纤维被弯成半圆形状，光导纤维的横截面直径为d，折射率为n，光导纤维外部可认为是真空区域。如果将一束平行光垂直于光导纤维的水平端面A射入，并使之全部从水平端面B射出，为保证光信号一定能发生全反射，光纤中心轴线的转弯半径R应不小于（　　） A． B． C． D． 考点三 光路控制及光的色散现象 核心知识·解构 一、常见三类光路的控制特点 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形的三棱镜 横截面是圆 对光线的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 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 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 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 二、各种色光的比较与分析 1.光的色散 (1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。 (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。 2．各种色光的比较分析 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 易错辨析·AI命题 1．白光通过三棱镜发生色散，紫光的偏折程度最大。（ ） 2．光的色散现象说明不同颜色的光，在同种介质中折射率相同。（ ） 3．雨后彩虹属于光的色散现象，同时也包含光的全反射。（ ） 4．在玻璃中，红光传播速度比紫光小。（ ） 5．光纤利用全反射传输光信号，外套的折射率要大于内芯折射率。（ ） 热点考向·破译 考向1 平行玻璃对光路的控制 例1如图所示，两束平行单色光a、b斜射到置于空气中的平行玻璃砖的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为一束复色光．关于a、b两种单色光，下列说法中正确的是（　　） A．玻璃对a、b两种色光的折射率 B．a、b两种色光的频率 C．a、b两种色光在玻璃中的传播速度 D．a、b两种色光在玻璃中的波长 【变式训练1·变考法】如图所示，某次实验过程中将一束复合光以入射角从侧面射入一透明均匀长方体玻璃砖中，之后复合光色散成、两束光，光恰好在玻璃砖上表面发生全反射。则下列说法中正确的是（     ） A．光的波长比光短 B．玻璃中光的速度比光小 C．光在玻璃砖上表面未发生全反射 D．玻璃砖对光的折射率为 考向2 三棱镜对光路的控制 例2某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有、两种不同颜色光的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以知道（　　） A．在三棱镜中，光速度更大 B．三棱镜对光的折射率小于对光的折射率 C．光的频率大于光的频率 D．做双缝干涉实验时，仅把光换成光，相邻明条纹间距变大 【变式训练2·变考法】“超短激光脉冲展宽”曾获诺贝尔物理学奖，其主体结构的截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，三棱镜的顶角为θ，相邻两棱镜间的距离为d。两频率不同的光脉冲同时垂直射入第一个棱镜左侧面某处，经过前两个棱镜后平行射向后两个棱镜，再经过后两个棱镜重新合成为一束，并从第四个棱镜右侧面射出。两光脉冲出射时有一时间差，从而完成脉冲展宽。则（    ） A．频率较高的光脉冲先从出射点射出 B．θ必须大于某一值才能实现光脉冲展宽 C．垂直入射点不同，也不同 D．d一定时，θ越小，也越小 考向3 圆形玻璃对光路的控制 例3如图所示，由、两种单色光组成的复色光垂直半圆形玻璃砖的直边界射入玻璃砖，照射到圆弧面的点，为反射光线，点的折射光线只有单色光。下列说法正确的是（     ） A．反射光线只有单色光 B．单色光的频率比的频率大 C．在玻璃砖中，单色光的传播速度比的传播速度大 D．用同一双缝干涉实验装置做实验，单色光的干涉条纹比的干涉条纹宽 【变式训练3·变考法】如图所示OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由绿光和红光组成的复色光a沿AO方向从真空射入玻璃，在玻璃中分成b、c两束光并从B、C点射出，设光束、在该玻璃中的传播时间分别为、。下列判断正确的是（　　） A．光束为红光 B．光束在玻璃中的折射率较大 C．光束在玻璃中发生全反射的临界角较大 D． 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·河南·高考真题）如图，一棱镜的横截面视为半径的半圆与等腰三角形的组合，半圆直径与三角形底边重合，等腰三角形的顶角为。在横截面所在平面内，一束光从点垂直于三角形底边入射，从点射出。已知、到三角形底边距离均为，出射光线与入射光线平行，则棱镜的折射率为（     ） A． B． C． D．2 2．（2026·山东·高考真题）半径为的半圆形玻璃砖横截面如图所示，底部等腰梯形区域充满不反射、不透光的吸光性材料。梯形下底中点与圆心重合，下底为，上底为，高为。单色光线从左侧入射，方向始终平行于直径。当入射点从点逐渐向上移动至点时，光线恰能从玻璃砖另一侧射出，点与的距离为，该玻璃的折射率为（     ） A． B． C． D． 3．（2026·四川·高考真题）（多选）如图所示，在折射率为、厚度为的长方体玻璃砖上加工一V形凹槽，将其制成左右对称的工件，凹槽边长、。将工件放置在水平面上，用单色平行于光沿竖直方向照射工件，观测到工件底部有多个亮度不同的区域、各区域分界线用a、b、c、d、e、f表示。不考虑光的反射和干涉，所有表面均视为平面。则（     ） A．c、d间亮度最高 B．a、b间和e、f间亮度最高 C．c、d间距为 D．a、b间距和e、f间距均为 5 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第39讲光的折射全反射 考点精讲•靶向突破 一一拆解核心考点，归纳解题范式 ◆考点一光的折射定律及折射率 。热点考向·破译 考向1 折射率的计算重 例1【答案】B 【变式训练1】【答案】C 考向2折射定律的应用重 例2【答案】D 【变式训练2】【答案】A 考点二光的全反射《 ●热点考向破译 考向1全反射定律的应用重 例1【答案】C 【变式训练1变考法】【答案】D 1/3 可学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 考向2光号导纤维 例2【答案】D 【变式训练2变考法】【答案】A 考点三光路控制及光的色散现象《 >热点考向·破译 考向1平行玻璃对光路的控制 例1【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】D 考向2三棱镜对光路的控制重 例2【答案】A 【变式训练2变考法】【答案】D 考向3圆形玻璃对光路的控制重 例3【答案】B 【变式训练3·变考法】【答案】D 213 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 真题溯源·考向感知 一一朔源真题逻辑，感知高考考向 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】BC 3/3