第46讲 光的折射 全反射（专项训练）（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测
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内容正文：
第46讲 光的折射 全反射（专项训练）
目 录
研判·考情前瞻 2
巩固·知识解构 2
知识点1 折射定律和折射率的理解及应用 2
知识点2 全反射现象的理解和综合分析 3
知识点3 光的色散 4
模拟·基础演练 5
题型01 折射定律 5
题型02 的波长表达式和速度表达式 7
题型03 各色光在真空中的频率和波长 9
题型04 的条件 12
题型05 的应用 14
重难·创新演练 16
真题·实战演练 19
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
光的折射定律
填空 T9（4 分）
实验题T12（8 分）
填空 T10（4 分）
发生全反射的条件、临界角
考情分析
本专题以选择题为主，单选4分、多选6分，总分4-6分，部分试卷会设置光学计算题。命题常结合玻璃砖、三棱镜、光导纤维、水滴等真实情境模型。重点考查折射定律、折射率计算、全反射发生条件与临界角分析，常结合几何关系求解光路；经常和光的色散、光的干涉衍射综合命题。侧重光路建模，考查平面几何分析能力，区分折射、全反射现象，注重光路推理，中档选择题居多。
复习目标
吃透折射定律、折射率、临界角核心概念，熟练规范画出光路图；掌握玻璃砖、三棱镜、球面界面等模型的几何计算流程，能够处理多次折射、全反射的综合光路；分清光的色散规律，辨析不同色光折射率、光速、临界角的差异；能从图像、生活情境提取入射角、折射角信息；规避临界角判断失误、几何边角找错等易错点，分清折射与全反射条件，熟练应对中档情境类选择题与基础光学计算题。
巩固·知识解构
知识点1 折射定律和折射率的理解及应用
1.折射定律
(1)内容：如图所示，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。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
2.折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
(2)定义式：n＝。
(3)计算公式：n＝，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于1。
(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。
3.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。
✨得分速记：
1.对折射率的理解
(1)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v＝。
(2)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，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
2.光路的可逆性
在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
知识点2 全反射现象的理解和综合分析
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，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。
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。
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。
✨得分速记
1.分析综合问题的基本思路
(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质。
(2)判断入射角是否大于等于临界角，明确是否发生全反射现象。
(3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识进行推断和求解相关问题。
(4)折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量，是联系各物理量的桥梁，应熟练掌握跟折射率有关的所有关系式。
2.求光的传播时间的一般思路
(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化。即v＝。
(2)全反射现象中。光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定。
(3)利用t＝求解光的传播时间。
知识点3 光的色散
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。(如图所示)
(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
颜色
红橙黄绿青蓝紫
频率ν
低→高
同一种介质中的折射率
小→大
同一种介质中的速度
大→小
波长
大→小
通过棱镜的偏折角
小→大
临界角
大→小
双缝干涉时的条纹间距
大→小
模拟·基础演练
考查重点：福建高考对光的折射、全反射的考查，立足折射定律、全反射核心规律，侧重光路绘制、折射率与临界角定量计算，重视几何边角关系、多次光路的理解运用。命题常结合玻璃砖、三棱镜、光导纤维、球面介质等光学模型，考查光线的折射、色散、全反射综合光路问题，常与光的色散、电磁波谱综合。注重平面几何推理能力，会涉及多界面连续折射、全反射临界状态分析，题型兼顾选择与计算题，不追求复杂运算，重在光路建模，强调从真实情境提取光路模型，完成角度判断、几何分析、列方程求解的完整逻辑链条。
⏳题型01 光的折射定律
1．（2026·福建·三模）直视分光镜的筒内有三块形状相同的等腰棱镜，两侧棱镜的材质相同，中间棱镜材质与两侧不同，这些棱镜的底面与圆筒轴平行。一束黄光沿平行底面方向射向棱镜组，沿平行底面方向射出，光路如图所示。已知棱镜底角为，黄光折射进入左侧棱镜时的折射角为，则左侧棱镜的折射率为___________，左侧棱镜的折射率___________（填“大于”“小于”或“等于”）中间棱镜折射率。
2．（2026·福建漳州·三模）如图，半圆柱体玻璃横截面，为直径。一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，经折射后分别从、两点射出。则点射出的光为________（填“紫”或“红”）光；两单色光分别经同一双缝干涉装置，从点射出的光得到的干涉条纹间距________（填“大于”或“小于”）从点射出的光得到的干涉条纹间距。
3．（2026·福建龙岩·二模）（多选）某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对发光像素单元可视角度的控制，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出的两条光线的夹角为。下列说法正确的是（ ）
A．透明介质的折射率
B．透明介质的折射率
C．增大屏障高度，可以减小可视角度，使防窥效果更好
D．减小屏障高度，可以减小可视角度，使防窥效果更好
4．（2025·福建南平·模拟预测）现有两束平行单色光a、b通过等腰直角棱镜ABC，其光路如图所示。a、b光线在AB边上的折射角分别为α、β，在BC边上发生全反射，经AC边出射。则a、b光线在棱镜中的折射率之比=__________，出射光线__________（选填“平行”或“不平行”）。
5．（2025·福建福州·三模）下面是某单色光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，点O 是半圆形玻璃砖的圆心。可能正确的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2025·福建泉州·一模）如图，一长方体玻璃砖放在书本上，透过玻璃砖看到的字母会有所变化。如果垂直于玻璃砖向下看，字母的视深比实深更________（选填“深”或“浅”），这是光的________（选填“折射”或“全反射”）现象，已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为________。
7．（2025·福建厦门·二模）小厦同学用相机拍摄泳池左侧壁的照片如图甲所示，发现水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减，这种现象是由于光发生___________（选填“折射”“干涉”或“衍射”）产生的。根据照片绘制光路图如图乙所示，若水中和空气中的光线与法线的夹角分别为和，光在空气中的速度为，则光在水中的速度为___________。
⏳题型02 折射率的波长表达式和速度表达式
8．（2026·福建漳州·模拟预测）（多选）汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图。激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处，入射角为，此时恰好发生全反射，反射光被接收器Q接收。已知玻璃厚度为d，光在真空中的速度为c，不考虑光在玻璃中多次反射。则（ ）
A．前挡玻璃的折射率
B．从光源发出的光到接收器所用的时间为
C．若入射角小于，光在N处仍能发生全反射
D．若入射光频率提高，光在N处更容易发生全反射
9．（2025·福建厦门·模拟预测）由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的边界面射入，照射到斜面上的点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为和（为真空中的光速），则可以判断两种单色光折射率的关系为________（选填“＞”或“＜”）；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为________（用、表示）。
10．（2026·福建·模拟预测）如图所示，是竖直固定挡板，为直角三棱镜，，，一束单色光垂直边射入三棱镜，在边的点发生折射，折射光线照射到挡板上的点，测得，不考虑光在面的反射。则三棱镜对光的折射率为_____________；若光在玻璃砖中传播的时间与光从到传播的时间相等，则光在玻璃砖中传播的路程为_____________。
11．（2026·福建三明·模拟预测）如图所示，水下光源S向水面A 点发射一束光线，折射光线分别为a、b两束。则在水中a光的速度比b光的_____（填“大”或“小”）；若保持入射点 A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，____（填“a”或“b”）光先消失；如果将a、b两束光分别照射在同一个杨氏双缝实验装置中，_____（填“a”或“b”）光的干涉条纹间距更宽。
12．（2026·福建福州·一模）如图甲所示为光的双缝干涉示意图，与两狭缝、距离相等，处亮纹为0级亮条纹，由向上分别为1级暗条纹、1级亮条纹、2级暗条纹……以此类推。某同学将两种不同波长的单色光、分别通过同一套双缝干涉装置，发现光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，则光所产生干涉图样的条纹间距______（填“大于”、“小于”或“等于”）光所产生干涉图样的条纹间距，且单色光、的波长之比______。如图乙所示，、两束复色光从点以入射角射入玻璃球中，两束光在玻璃球中传播的时间分别为和，则______（填“”、“”或“”）
13．（2026·福建福州·模拟预测）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，，、空气中光速，光线射入水中频率_______（填“减小”或“增大”或“不变”），摄影师看到的水上景物比实际位置偏_______（填“高”或“低”），光进入水中速度变为_______m/s，进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大_______。（填“小于”或“大于”或“等于”）
14．（2026·福建南平·二模）莫泽灯又称“水瓶电灯”，不用电就能将房屋照亮。将装有水的瓶子固定在屋顶的孔洞中，屋外的光线经过折射，可将屋内照亮。其原理简化图如图所示，一束单色光在过瓶子中心轴线的竖直面内，以入射角i从瓶壁上的O点射入瓶内，以折射角r进入瓶内液体中。光在真空中的传播速度为c，则光在水中的传播速度为________；若增大入射角i，光在瓶身侧壁________（选填“可能”或“不可能”）发生全反射。
⏳题型03 了解各色光在真空中的频率和波长
15．（2026·福建·一模）（多选）一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃中光的折射率大于光的折射率
B．光的频率大于光的频率
C．遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象
D．增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失
16．（24-25高三上·福建厦门·期末）如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在第一个反射点B反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心，则
(1)光线在B点_______发生了全反射（填“可能”或“不可能”）；
(2)光从空气进入球形水珠后，波长________（填“变长”、“变短”或“不变”）；
(3)仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间_____（填“变长”、“变短”或“不变”）。
17．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）在一定的气象条件下，空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个彩色圆圈，这就是日晕，如图甲所示。图乙是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，下列说法正确的是（ ）
A．若a光是黄光，则b光可能是红光
B．b光比a光更容易发生明显的衍射现象
C．a光在冰晶中的传播速度小于b光的传播速度
D．用同一双缝干涉装置做实验，a光条纹间距大于b光条纹间距
18．（24-25高三下·福建福州·开学考试）如图平静水面下在同一水平线上安装有红、绿点光源，红光在水中的传播速度比绿光________（选填“大”、“小”或“相同”）；若水面积足够大，则红色点光源在水面形成的光斑面积比绿色点光源________（选填“大”、“小”或“相同”）。
19．（25-26高三上·福建漳州·开学考试）（多选）如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与空气界面发生全反射。某激光分别射入由甲、乙两种液体形成的液束流中，已知甲的折射率比乙的大，则该激光（ ）
A．在甲中的频率比在乙中的大
B．在甲中的速度比在乙中的小
C．在甲中的波长比在乙中的长
D．在甲中的全反射临界角比在乙中的小
20．（24-25高二下·四川内江·期末）（多选）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光、，波长分别为、，在该玻璃中的传播速度分别为、，该玻璃对单色光、的折射率分别为、，则下列说法中正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
21．（22-23高二下·福建泉州·阶段检测）（1）“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用+表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使________（选填选项前的字母）。
A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像 C．P3同时挡住P1、P2的像
另一位同学作玻璃砖的下侧界面时向外稍许偏离，以aa'和bb'为界面画光路图，其它操作均正确，如图乙所示。该同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2）用红光、蓝光分别做双缝干涉实验，用黄光、紫光分别做单缝衍射实验，得到的图样如图所示（黑色部分表示亮纹），则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是________。
A．红、黄、蓝、紫 B．红、紫、蓝、黄 C．蓝、紫、红、黄 D．蓝、黄、红、紫
⏳题型04 全反射的条件
22．（2026·福建泉州·模拟预测）如图甲所示，一束单色光从真空沿玻璃半圆柱体的径向射入到达底面，光线与过点的法线成角。为足够大可旋转的弧形光学传感器，可以测量照射到它表面的光照强度。改变角，上的光照强度随角变化的情况如图乙，，则该单色光在界面发生全反射的临界角为________，半圆柱体对该单色光的折射率为________。
23．（2026·福建厦门·模拟预测）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源O，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（如图乙）。设b光的折射率为。在水中，a光的传播速度比b光___________（选填“大”、“小”或“相等”）。复色光圆形区域的面积为_____________。
24．（2026·福建泉州·三模）炎热的夏天，在公路上经常能看到如图“蜃景”。从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像被水淋过一样，这属于光的________（填“干涉”“衍射”或“全反射”）现象，此时越靠近路面的空气的折射率________（填“越大”或“越小”）。
25．（2026·福建厦门·模拟预测）在“消失的硬币”魔术中，将盛有水的玻璃杯压在硬币上，从图中________（选填“A”或“B”）位置观察，可观察到硬币“消失”的现象，造成硬币“消失”的主要原理是光的________（选填“干涉”“折射”或“全反射”）。
26．（2026·福建福州·二模）某光学元件的横截面如图所示，光线从AB中点P垂直入射，到CD面恰好发生全反射。光从空气射入元件后，光的传播速度_______（选填“变大”“变小”或“不变”），该元件的折射率为_______。
27．（2026·福建·模拟预测）（多选）如图所示，“液导激光”是一项新型的激光加工技术，其原理是利用稳定的液柱引导激光，通过全反射实现激光传输。已知液柱的折射率为n，激光从液柱射向空气时发生全反射的临界角为C，则（ ）
A．临界角C满足
B．若改用折射率更大的某种液体，临界角将变小
C．激光在液柱中传播时的频率与空气中的不同
D．改用频率更低的激光沿原来方向照射也一定能实现“液导激光”
28．（25-26高三下·福建泉州·开学考试）某公园的景观水池池底有两个点光源，池中水深h，夜晚点光源点亮后在水面形成了两个半径为R的圆形亮斑，叠加后的大亮斑如图所示，亮斑边缘上最远两点的间距为3R，则两点光源间的距离为________，水对光的折射率为________。
⏳题型05 全反射的应用
29．（2026·福建福州·模拟预测）我国高铁“复兴号”高速行驶时，站台乘客听到的鸣笛声频率与静止时不同。下列原理相同的是（ ）
A．医生用听诊器听取患者心跳声
B．交警用雷达测速仪测量车辆行驶速度
C．光纤通信全反射
D．隔音墙减弱道路噪声对居民的影响
30．（2025·福建龙岩·二模）我国的光纤通信技术处于世界领先水平，光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的______（选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为______。
31．（2025·福建漳州·模拟预测）（多选）光导纤维在现代通信网络中发挥着重要作用。如图所示，长为L的直光导纤维由内芯和外套两层介质组成，一束激光从端面AB以某一入射角射向内芯，在内芯的内侧面入射角为，此时恰好发生全反射。设内芯材料的折射率为n，外套折射率与空气近似。光在真空中的传播速度为c，则（ ）
A．
B．激光在内芯中的传播路程为
C．若，则激光在内芯中传播的时间为
D．若增大，激光在内芯中仍能发生全反射
32．（2024·福建三明·三模）如图所示，一根长为l的直光纤，其折射率为n。光从它的左端面的A点射入，从右端面的B点（图中未画出）射出，当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，其在左端面处入射角i的正弦值为___________，所需的最长时间为______________。（真空中的光速为c）
33．（2024·福建·一模）肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。下列现象的原理与之相同的是（ ）
A．杨氏双缝干涉实验
B．影子的形成
C．利用光导纤维传递信息，实现光纤通信
D．泊松亮斑
34．（25-26高二下·福建福州·期末）（多选）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。下列结果正确的有（ ）
A．光纤传输的原理是光的全反射
B．光在光纤内传播的速度为
C．光在光纤内传播的最长时间为
D．光在光纤内传播的最短时间为
35．（25-26高二下·福建福州·期末）如图所示是教学演示用的某光导器件的截面图，它是由某种圆柱形玻璃拉成的半圆形器件，其外径为。实验时，当一束激光从光导器件上端中点垂直端面射入时，发现激光在玻璃里面恰好发生三次全反射后平行入射光射出（每次都是恰能全反射），则光导器件的折射率为__________，已知光速为，从光进入到离开所用的时间为__________。
重难·创新演练
设题创新：命题反套路，弱化固化三棱镜模型，多结合生活、科技真实情境出题。常把水滴、光纤、异形玻璃砖、多层介质界面作为载体，考查多次折射、临界全反射，避免直接套用单一界面公式。会设置曲面介质、多色光色散叠加的新颖情景，要求学生自主画出完整光路图。常与机械波、光电效应交叉融合，把折射率、光速、临界角作为关联纽带。部分题目设置临界条件，不给出固定光路，需要学生自主判断光线是否发生全反射。注重考查几何方法迁移，以新型光学装置考查基础原理，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。
1．（2026·福建南平·一模）稀土光学玻璃是精密光学仪器的关键材料。如图，在某次产品质量检测中，一束红光从真空射入长方体玻璃样品，入射点为，入射光线与玻璃上表面的夹角为30°，折射后光线偏转了30°，再从玻璃下表面的点射出。则该玻璃对红光的折射率________。若将入射光换成紫光，其他条件不变，则紫光在玻璃下表面的出射点在点________（填“左”或“右”）侧。
2．（2026·福建福州·二模）每年夏季，我国多地会出现日晕现象（如图甲）。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，其中、为其折射光线中的两种单色光，光的频率比光的频率______（选填“高”或“低”）；穿过玻璃柱体所需时间较长的是______光（选填“a”或“b”）。
3．（2025·云南红河·一模）（多选）如图所示，一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。一红色激光可从该横截面左半侧圆弧上任意一点沿半径方向入射。已知玻璃砖对红色激光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。若该红色激光恰好在圆心O点处发生全反射，则（ ）
A．该红色激光在玻璃砖中的传播时间为
B．该红色激光在玻璃砖中的传播时间为
C．该红色激光入射点到x轴的距离为
D．若改用绿色激光，刚好发生全反射时，入射点到x轴的距离变小
4．（2026·福建龙岩·三模）（多选）如图所示，一透明材料制成的中空柱体工件，其横截面ABCD是边长为L的正方形，正方形的中空部分是以其中心为圆心半径为R的圆，圆心O处有一点光源。已知该材料的折射率，光在真空中传播的速度为c，若只考虑首次直接射向正方形ABCD四边的光线（不考虑光的反射），下列说法正确的是（ ）
A．光源发出的光线部分从ABCD四边射出
B．光源发出的光线全部从ABCD四边射出
C．光线从光源到射出工件的最短时间为
D．光线从光源到射出工件的最短时间为
5．（2025·福建泉州·一模）如图，半圆柱形玻璃砖圆心为O，半径为R。一光线从P点以入射角入射后，恰好经过A点，半径OA垂直OP，O、P间的距离为，取，则玻璃的折射率为________；真空中的光速为c，光从P点到A点的传播时间为_______；若，则光射到玻璃砖圆弧面时________（选填“会”或“不会”）发生全反射。
6．（24-25高二下·福建·期末）如图所示，用某透明材料制成一个内部空心的球，O为球心，真空中一束单色光以入射角α（大小未知）从球外表面上A点射入，然后在内部空心部分表面上的B点恰好发生全反射，测得光线AB与BC间夹角为θ=120°，且AB=OB。则透明材料对该单色光的折射率为_______，单色光从A点射入时入射角的正弦值sinα=_______。
7．（2025·福建泉州·模拟预测）如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明工件，光在圆心O处发生折射和反射，折射光线的强度随着的变化而变化，如图乙所示。，结合图像信息可知，单色光在工件中的折射率为（ ）
A． B． C． D．
8．（2026·福建·一模）空间站窗外射进一束阳光，照射到一空心水晶球上。航天员发现水晶球特别明亮，这是光在水晶球内部空气表面发生了全反射现象，如图所示。如果水晶全反射的临界角为C。
(1)则水晶的折射率n =_____________。
(2)图中发生全反射的入射光线与反射光线间夹角θ大小一定（ ）
A．等于C B．等于2C C．小于2C D．大于等于2C
9．（2025·福建莆田·三模）（多选）如图所示，一束复色光从空气射到一长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光、，复色光在A点的入射角为，光束的折射角为，光束的折射角为，且。则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对光的折射率小于对光的折射率
B．光在玻璃中的传播速度小于光的传播速度
C．两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A点入射的复色光
D．增大复色光在A点的入射角，单色光在玻璃的下表面有可能发生全反射
10．（2025·福建·二模）如图甲所示为发光二极管，可将电能高效转化为光能，广泛应用于电子显示及新型照明设备。二极管的发光帽为透明材料，其结构原理简化为如图乙所示，由半径为的半球体和圆柱体组成，二极管发光部分视为点光源，位于距半球体球心正下方为的点处，已知光在真空中的传播速度为，发光帽透明材料折射率为，则光在透明材料中的传播速度___________；若光线恰好未从半球体的点射出，则折射率___________。
真题·实战演练
高频考点：高频考点集中在折射定律、临界角公式，重点是光路几何关系、多界面连续光路分析。全反射条件判断、不同色光折射率与物理量对比是选择题高频；折射 + 全反射综合光路计算，常出现在光学计算题。多束光线叠加、色散规律分析考查频次高。常结合几何知识，由边角关系得到入射角、折射角，再求解折射率、临界角。同时会考查光在介质中的传播速度、光路偏折，联系能量变化。易错点集中在法线找错、临界角判断失误、忽略全反射两个必备条件、多次光路漏分析界面，是试卷主要失分点。
1．（2026·福建·高考真题）空气中，两块相同的平行玻璃板Ⅰ和Ⅱ镜像对称放置于水平底座上，玻璃板与底座的夹角均为（），如图所示。一束绿光水平射入玻璃板Ⅰ，入射光的延长线如图中虚线所示，则从玻璃板Ⅰ出射的光将出现在虚线________（填“上方”或“下方”），而从玻璃板Ⅱ出射的光与虚线重合。若将绿光换成红光，则从玻璃板Ⅱ出射的光________（填“会”或“不会”）与虚线重合。（不考虑反射）
2．（2025·福建·高考真题）某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图（a）所示。实验操作过程如下：
（1）调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。
（2）打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
（3）调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图（b）所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为，到液面的距离分别为。测得的值，并利用表达式________（用表示）求出糖水折射率。
（4）改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。
浓度/%
11.8
21.1
32.0
39.1
51.1
折射率n
1.34
1.36
1.38
1.40
1.42
（5）在图（c）给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“”图线________。
（6）由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大________。（结果保留2位有效数字）
3．（2024·福建·高考真题）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角（）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。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角_________（填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_________（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。
4．（2023·福建·高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（ ）
A．减弱激光强度
B．提升瓶内液面高度
C．改用折射率更小的液体
D．增大激光器与小孔之间的水平距离
5．（2014·福建·高考真题）如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（ ）
A． B．
C． D．
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第46讲 光的折射 全反射（专项训练）
目 录
研判·考情前瞻 2
巩固·知识解构 2
知识点1 折射定律和折射率的理解及应用 2
知识点2 全反射现象的理解和综合分析 3
知识点3 光的色散 4
模拟·基础演练 5
题型01 折射定律 5
题型02 的波长表达式和速度表达式 9
题型03 各色光在真空中的频率和波长 14
题型04 的条件 19
题型05 的应用 23
重难·创新演练 28
真题·实战演练 35
研判·考情前瞻
核心考点
2026年
2025年
2024年
光的折射定律
填空 T9（4 分）
实验题T12（8 分）
填空 T10（4 分）
发生全反射的条件、临界角
考情分析
本专题以选择题为主，单选4分、多选6分，总分4-6分，部分试卷会设置光学计算题。命题常结合玻璃砖、三棱镜、光导纤维、水滴等真实情境模型。重点考查折射定律、折射率计算、全反射发生条件与临界角分析，常结合几何关系求解光路；经常和光的色散、光的干涉衍射综合命题。侧重光路建模，考查平面几何分析能力，区分折射、全反射现象，注重光路推理，中档选择题居多。
复习目标
吃透折射定律、折射率、临界角核心概念，熟练规范画出光路图；掌握玻璃砖、三棱镜、球面界面等模型的几何计算流程，能够处理多次折射、全反射的综合光路；分清光的色散规律，辨析不同色光折射率、光速、临界角的差异；能从图像、生活情境提取入射角、折射角信息；规避临界角判断失误、几何边角找错等易错点，分清折射与全反射条件，熟练应对中档情境类选择题与基础光学计算题。
巩固·知识解构
知识点1 折射定律和折射率的理解及应用
1.折射定律
(1)内容：如图所示，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。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
2.折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。
(2)定义式：n＝。
(3)计算公式：n＝，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于1。
(4)当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。
3.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。
✨得分速记：
1.对折射率的理解
(1)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v＝。
(2)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，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
2.光路的可逆性
在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
知识点2 全反射现象的理解和综合分析
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，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。
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。
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。
✨得分速记
1.分析综合问题的基本思路
(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质。
(2)判断入射角是否大于等于临界角，明确是否发生全反射现象。
(3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识进行推断和求解相关问题。
(4)折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量，是联系各物理量的桥梁，应熟练掌握跟折射率有关的所有关系式。
2.求光的传播时间的一般思路
(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化。即v＝。
(2)全反射现象中。光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定。
(3)利用t＝求解光的传播时间。
知识点3 光的色散
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。(如图所示)
(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
颜色
红橙黄绿青蓝紫
频率ν
低→高
同一种介质中的折射率
小→大
同一种介质中的速度
大→小
波长
大→小
通过棱镜的偏折角
小→大
临界角
大→小
双缝干涉时的条纹间距
大→小
模拟·基础演练
考查重点：福建高考对光的折射、全反射的考查，立足折射定律、全反射核心规律，侧重光路绘制、折射率与临界角定量计算，重视几何边角关系、多次光路的理解运用。命题常结合玻璃砖、三棱镜、光导纤维、球面介质等光学模型，考查光线的折射、色散、全反射综合光路问题，常与光的色散、电磁波谱综合。注重平面几何推理能力，会涉及多界面连续折射、全反射临界状态分析，题型兼顾选择与计算题，不追求复杂运算，重在光路建模，强调从真实情境提取光路模型，完成角度判断、几何分析、列方程求解的完整逻辑链条。
⏳题型01 光的折射定律
1．（2026·福建·三模）直视分光镜的筒内有三块形状相同的等腰棱镜，两侧棱镜的材质相同，中间棱镜材质与两侧不同，这些棱镜的底面与圆筒轴平行。一束黄光沿平行底面方向射向棱镜组，沿平行底面方向射出，光路如图所示。已知棱镜底角为，黄光折射进入左侧棱镜时的折射角为，则左侧棱镜的折射率为___________，左侧棱镜的折射率___________（填“大于”“小于”或“等于”）中间棱镜折射率。
【答案】 小于
【详解】[1]入射到左侧棱镜，入射光线平行于棱镜底面，可得入射角等于，题目给出折射角为。
根据折射定律
可得左侧棱镜折射率
[2]观察光路可知，光线从左侧棱镜进入中间棱镜时，折射光线靠近法线，说明折射角小于入射角。
根据折射定律 ，
可得 ，因此左侧棱镜折射率小于中间棱镜的折射率。
2．（2026·福建漳州·三模）如图，半圆柱体玻璃横截面，为直径。一束由紫光和红光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，经折射后分别从、两点射出。则点射出的光为________（填“紫”或“红”）光；两单色光分别经同一双缝干涉装置，从点射出的光得到的干涉条纹间距________（填“大于”或“小于”）从点射出的光得到的干涉条纹间距。
【答案】 紫 小于
【详解】[1]从图中可以看出，点射出的光和点射出的光的入射角相等，前者的折射角较小，根据折射定律可知玻璃对从点射出的光的折射率大，同一介质，频率越高，折射率越大，可知点射出的光为紫光。
[2]根据可知紫光的波长比红光短，根据可知从点射出的光得到的干涉条纹间距小于从点射出的光得到的干涉条纹间距。
3．（2026·福建龙岩·二模）（多选）某款手机防窥膜由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对发光像素单元可视角度的控制，其原理如图所示。发光像素单元（可视为点光源）紧贴在防窥膜下表面，位于相邻两屏障正中间，发出的两条光线的夹角为。下列说法正确的是（ ）
A．透明介质的折射率
B．透明介质的折射率
C．增大屏障高度，可以减小可视角度，使防窥效果更好
D．减小屏障高度，可以减小可视角度，使防窥效果更好
【答案】BC
【详解】AB．由光路图可知，折射角为，入射角为，根据折射定律可知，故A错误，B正确；
CD．设相邻屏障间距为L，由几何关系有
增大屏障高度，减小，则减小，可视角度减小，使防窥效果更好，故C正确，D错误；
故选BC。
4．（2025·福建南平·模拟预测）现有两束平行单色光a、b通过等腰直角棱镜ABC，其光路如图所示。a、b光线在AB边上的折射角分别为α、β，在BC边上发生全反射，经AC边出射。则a、b光线在棱镜中的折射率之比=__________，出射光线__________（选填“平行”或“不平行”）。
【答案】 平行
【详解】[1]由光的折射定律
有，
所以a、b光线在棱镜中的折射率
[2]由光的反射定律和折射定律可知两出射光线平行于入射光线，则出射光线平行。
5．（2025·福建福州·三模）下面是某单色光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，点O 是半圆形玻璃砖的圆心。可能正确的光路图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】AB．光线在圆心处发生折射，当光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，故A错误，B正确；
CD．由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，故CD错误。
故选B。
6．（2025·福建泉州·一模）如图，一长方体玻璃砖放在书本上，透过玻璃砖看到的字母会有所变化。如果垂直于玻璃砖向下看，字母的视深比实深更________（选填“深”或“浅”），这是光的________（选填“折射”或“全反射”）现象，已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为________。
【答案】 浅 折射 2：3
【详解】[1][2]由题意，可画出如图所示光路图
由光路图可看出，字母的视深比实深更浅，这是光的折射现象所导致的
[3]已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为
7．（2025·福建厦门·二模）小厦同学用相机拍摄泳池左侧壁的照片如图甲所示，发现水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减，这种现象是由于光发生___________（选填“折射”“干涉”或“衍射”）产生的。根据照片绘制光路图如图乙所示，若水中和空气中的光线与法线的夹角分别为和，光在空气中的速度为，则光在水中的速度为___________。
【答案】 折射
【详解】[1]水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减是由于光在空气与水的界面发生折射产生的。
[2]根据光的折射定律，有
又因为
可得
⏳题型02 折射率的波长表达式和速度表达式
8．（2026·福建漳州·模拟预测）（多选）汽车智能雨刮器的工作原理可简化为如图所示光路图。激光光源P发出的光在前挡玻璃内斜射到N处，入射角为，此时恰好发生全反射，反射光被接收器Q接收。已知玻璃厚度为d，光在真空中的速度为c，不考虑光在玻璃中多次反射。则（ ）
A．前挡玻璃的折射率
B．从光源发出的光到接收器所用的时间为
C．若入射角小于，光在N处仍能发生全反射
D．若入射光频率提高，光在N处更容易发生全反射
【答案】AD
【详解】AB．设玻璃到空气的临界角为，由全反射临界角公式得
题设有，解得
由折射率定义得
结合前述结果可得
根据题图，每段光路沿玻璃厚度方向的投影均为，光从光源到接收器的总路程为
传播时间满足
整理得，故A正确，B错误；
CD．发生全反射时，入射角应不小于临界角。若入射角小于题设临界角，则不能发生全反射；入射光频率提高时，玻璃对该光的折射率增大。设提高频率后的折射率为、临界角为，由全反射临界角公式得
由于新折射率大于原折射率，结合前述结果可得
在到范围内，正弦函数单调递增，因此，故C错误，D正确。
故选AD。
9．（2025·福建厦门·模拟预测）由甲、乙两种不同颜色的光，垂直于直角三棱镜的边界面射入，照射到斜面上的点，甲光恰好发生全反射，乙光可以从点折射出棱镜，如图所示。若甲、乙单色光在该棱镜中传播速度分别为和（为真空中的光速），则可以判断两种单色光折射率的关系为________（选填“＞”或“＜”）；甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为________（用、表示）。
【答案】 >
【详解】[1]由图知，甲光的临界角小于乙光，根据
可知
[2]光在该棱镜中传播速度满足，
可知甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为
10．（2026·福建·模拟预测）如图所示，是竖直固定挡板，为直角三棱镜，，，一束单色光垂直边射入三棱镜，在边的点发生折射，折射光线照射到挡板上的点，测得，不考虑光在面的反射。则三棱镜对光的折射率为_____________；若光在玻璃砖中传播的时间与光从到传播的时间相等，则光在玻璃砖中传播的路程为_____________。
【答案】 L
【详解】[1]光垂直入射，在棱镜内传播方向不变，到达面的点。
由几何关系，，由题意知，所以
，所以，
根据折射率的定义
解得
[2]由几何关系得，而
因此
设光速为，光在玻璃中速度，由题意，传播时间相等
代入，可得
即，代入
得
11．（2026·福建三明·模拟预测）如图所示，水下光源S向水面A 点发射一束光线，折射光线分别为a、b两束。则在水中a光的速度比b光的_____（填“大”或“小”）；若保持入射点 A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，____（填“a”或“b”）光先消失；如果将a、b两束光分别照射在同一个杨氏双缝实验装置中，_____（填“a”或“b”）光的干涉条纹间距更宽。
【答案】 大 b a
【详解】[1]由图可知两束光的入射角相等，而a光的折射角比b光的折射角小，根据折射定律
可知水对a的折射率比对b的折射率小，再根据在水中a光的速度比b光的大；
[2]设光束在水和空气的交界面发生全反射的临界角为C，则
所以a光的全反射临界角比b光的全反射临界角大，将入射光线顺时针旋转，入射角增大，b光的入射角先达到全反射临界角发生全反射，从水面上方观察，b光先消失；
[3] 水对a的折射率比对b的折射率小，则b光的频率大，波长小；根据，故如果将a、b两束光分别照射在同一个杨氏双缝实验装置中，a光的干涉条纹间距更宽。
12．（2026·福建福州·一模）如图甲所示为光的双缝干涉示意图，与两狭缝、距离相等，处亮纹为0级亮条纹，由向上分别为1级暗条纹、1级亮条纹、2级暗条纹……以此类推。某同学将两种不同波长的单色光、分别通过同一套双缝干涉装置，发现光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，则光所产生干涉图样的条纹间距______（填“大于”、“小于”或“等于”）光所产生干涉图样的条纹间距，且单色光、的波长之比______。如图乙所示，、两束复色光从点以入射角射入玻璃球中，两束光在玻璃球中传播的时间分别为和，则______（填“”、“”或“”）
【答案】 小于
【详解】[1]同一套双缝干涉装置中，光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，根据图可知光的条纹间距小，即光所产生干涉图样的条纹间距小于光所产生干涉图样的条纹间距。
[2]设光干涉图样的2级亮纹中心与P点的距离为，则a光干涉图样相邻两明条纹或暗条纹之间的距离为
同理b光干涉图样相邻两明条纹或暗条纹之间的距离为
则有
[3]根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可知，光在玻璃球中的传播距离为
由折射定律有
光在玻璃球中的传播速度
光在玻璃球中的传播时间为
由于，则有，可得，则。
13．（2026·福建福州·模拟预测）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，，、空气中光速，光线射入水中频率_______（填“减小”或“增大”或“不变”），摄影师看到的水上景物比实际位置偏_______（填“高”或“低”），光进入水中速度变为_______m/s，进入镜头的光线与竖直方向的夹角最大_______。（填“小于”或“大于”或“等于”）
【答案】 不变 高 大于
【详解】[1]波的频率由波源决定，与介质无关，因此光线从空气进入水中频率不变
[2]光线由水上射入水中时，光的频率不变，故如图所示
光源成像的位置S’比S的位置偏高
[3]根据光速与折射率关系
解得
[4]当光线在水面的入射角为时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角 ，且，则
14．（2026·福建南平·二模）莫泽灯又称“水瓶电灯”，不用电就能将房屋照亮。将装有水的瓶子固定在屋顶的孔洞中，屋外的光线经过折射，可将屋内照亮。其原理简化图如图所示，一束单色光在过瓶子中心轴线的竖直面内，以入射角i从瓶壁上的O点射入瓶内，以折射角r进入瓶内液体中。光在真空中的传播速度为c，则光在水中的传播速度为________；若增大入射角i，光在瓶身侧壁________（选填“可能”或“不可能”）发生全反射。
【答案】 不可能
【详解】[1]由折射定律得
由光在介质中的传播速度公式得
联立可得
[2]光发生全反射的条件为光从光密介质射入光疏介质，入射角大于等于临界角。光从空气射入水中，在瓶内射到瓶身侧壁时，根据几何关系，光线在侧壁的入射角一定小于临界角，因此增大入射角，光在瓶身侧壁不可能发生全反射。
⏳题型03 了解各色光在真空中的频率和波长
15．（2026·福建·一模）（多选）一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在玻璃中光的折射率大于光的折射率
B．光的频率大于光的频率
C．遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象
D．增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失
【答案】ABD
【详解】A．光路图如图所示
在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，故A正确；
B．由a光的折射率较大，可得a的频率较大，故B正确；
C．b光的频率较小，则b光的波长较长，遇到障碍物时波长较长的b光更容易产生明显的衍射现象，故C错误；
D．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，两列光不会消失，故D正确。
故选ABD。
16．（24-25高三上·福建厦门·期末）如图所示，一束红光PA从A点射入一球形水珠，光线在第一个反射点B反射后到达C点，CQ为出射光线，O点为球形水珠的球心，则
(1)光线在B点_______发生了全反射（填“可能”或“不可能”）；
(2)光从空气进入球形水珠后，波长________（填“变长”、“变短”或“不变”）；
(3)仅将红光改为紫光，光从A点射入后到达第一个反射点的时间_____（填“变长”、“变短”或“不变”）。
【答案】(1)不可能
(2)变短
(3)变长
【详解】（1）由图根据几何关系可知，在B点的入射角等于在A点的折射角，所以光线在B点不可能发生全反射；
（2）由题可知，光的波长，光从空气进入水球后，频率不变，根据可知，进入水球后，光的传播速度减小，故波长变短；
（3）红光的折射率比紫光的小，进入水珠后的偏折角小于紫光的偏折角，因此换用紫光后，在水珠中传播的路程更长，由可知，将红光改为紫光，光在水球中传播的速度减小，路程增大，时间变长。
17．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）在一定的气象条件下，空气中的小水滴会变成六棱柱状的小冰晶，太阳光穿过小冰晶时发生折射，看上去在太阳的周围出现一个彩色圆圈，这就是日晕，如图甲所示。图乙是两单色光穿过六棱柱状冰晶某横截面的示意图，下列说法正确的是（ ）
A．若a光是黄光，则b光可能是红光
B．b光比a光更容易发生明显的衍射现象
C．a光在冰晶中的传播速度小于b光的传播速度
D．用同一双缝干涉装置做实验，a光条纹间距大于b光条纹间距
【答案】D
【详解】A．根据题图乙可知a、b两光的入射角相等，b光偏折的比a光大，则b光的折射率大于a光的折射率，即b光的频率大于a光的频率，若a光是黄光，则b光一定不是红光，故A错误；
B．b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故B错误；
C．b光的折射率大于a光的折射率，根据，可知在冰晶中a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误；
D．用同一双缝干涉装置做实验，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的相邻亮条纹中心间距，故D正确。
故选D。
18．（24-25高三下·福建福州·开学考试）如图平静水面下在同一水平线上安装有红、绿点光源，红光在水中的传播速度比绿光________（选填“大”、“小”或“相同”）；若水面积足够大，则红色点光源在水面形成的光斑面积比绿色点光源________（选填“大”、“小”或“相同”）。
【答案】 大 大
【详解】[1]红光的折射率小于绿光的折射率，由折射率与光速的关系，可知红光在水中的传播速度大；
[2]由折射率与临界角的关系，可知红光的临界角 C更大，红光的光斑在图中以PQ为直径的圆形范围内，即红光的光斑面积更大。
19．（25-26高三上·福建漳州·开学考试）（多选）如图，利用液导激光技术加工器件时，激光在液束流与空气界面发生全反射。某激光分别射入由甲、乙两种液体形成的液束流中，已知甲的折射率比乙的大，则该激光（ ）
A．在甲中的频率比在乙中的大
B．在甲中的速度比在乙中的小
C．在甲中的波长比在乙中的长
D．在甲中的全反射临界角比在乙中的小
【答案】BD
【详解】A．激光在不同介质中传播时，其频率不变，故A错误；
B．根据，因甲的折射率比乙的大，则激光在甲中的速度比在乙中的小，故B正确；
C．激光在真空中有，在介质中有
可得激光在介质中的波长为
甲的折射率大，因此甲的波长短，故C错误；
D．根据，因甲的折射率比乙的大，则激光在甲中的全反射临界角比在乙中的小，故D正确。
故选BD。
20．（24-25高二下·四川内江·期末）（多选）如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光、，波长分别为、，在该玻璃中的传播速度分别为、，该玻璃对单色光、的折射率分别为、，则下列说法中正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
【答案】BC
【详解】由题图可知，光线从空气射入玻璃三棱镜时，光的偏折程度小于光的偏折程度，则玻璃对光的折射率小于对光的折射率，即，可知光的频率小于对光的频率，根据可知，光的波长大于光的波长，即；根据可知，。
故选BC。
21．（22-23高二下·福建泉州·阶段检测）（1）“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用+表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使________（选填选项前的字母）。
A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像 C．P3同时挡住P1、P2的像
另一位同学作玻璃砖的下侧界面时向外稍许偏离，以aa'和bb'为界面画光路图，其它操作均正确，如图乙所示。该同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（2）用红光、蓝光分别做双缝干涉实验，用黄光、紫光分别做单缝衍射实验，得到的图样如图所示（黑色部分表示亮纹），则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是________。
A．红、黄、蓝、紫 B．红、紫、蓝、黄 C．蓝、紫、红、黄 D．蓝、黄、红、紫
【答案】 C 偏小 B
【详解】（1）[1] 在插P3时，应使P3同时挡住P1、P2的像，在插P4时，应使P4同时挡住P1、P2、P3的像。
故选C。
[2]折射光线与cc'的交点为O1，设折射光线与法线的夹角为β真，根据折射定律，折射率的真实值为
折射光线与bb'的交点为O2，设折射光线与法线的夹角为β测，根据折射定律，折射率测量值为
根据光路图得
所以
折射率的测量值比真实值偏小。
（2）[3]图1和图3条纹等宽等间距，是双缝干涉条纹；根据 ，波长越长，条纹越宽，所以图1是红光的干涉条纹，图3是蓝光的干涉条纹；
图2和图4中央条纹最宽，向两侧越来越窄，是单缝衍射条纹；因为波长越长条纹越宽，所以图2是紫光的单缝衍射条纹，图4是黄光的单缝衍射条纹。综上所述，在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是红光、紫光、蓝光、黄光。
故选B。
⏳题型04 全反射的条件
22．（2026·福建泉州·模拟预测）如图甲所示，一束单色光从真空沿玻璃半圆柱体的径向射入到达底面，光线与过点的法线成角。为足够大可旋转的弧形光学传感器，可以测量照射到它表面的光照强度。改变角，上的光照强度随角变化的情况如图乙，，则该单色光在界面发生全反射的临界角为________，半圆柱体对该单色光的折射率为________。
【答案】 /
【详解】[1]底面上，单色光从玻璃射向真空，入射角为，随着增大，当入射角达到全反射临界角时，折射光消失，所有入射光都发生反射，因此传感器CD接收的反射光光照强度不再变化。由图乙可知当入射角大于之后，光照强度保持不变，说明全反射临界角为53°。
[2]根据全反射临界角公式
代入临界角
解得
23．（2026·福建厦门·模拟预测）如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源O，它发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（如图乙）。设b光的折射率为。在水中，a光的传播速度比b光___________（选填“大”、“小”或“相等”）。复色光圆形区域的面积为_____________。
【答案】 大
【详解】[1]由图乙可知，水面上复色光区域外围是光的单色光区域，说明光先发生全反射，即光的临界角小于光的临界角，根据
可知光的折射率大于光的折射率，即，根据
可知，在水中光的传播速度比光大。
[2]复色光圆形区域的边界由光的全反射临界角决定，设光的临界角为，则有
设复色光圆形区域的半径为，由几何关系可知
联立解得
则复色光圆形区域的面积为
24．（2026·福建泉州·三模）炎热的夏天，在公路上经常能看到如图“蜃景”。从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像被水淋过一样，这属于光的________（填“干涉”“衍射”或“全反射”）现象，此时越靠近路面的空气的折射率________（填“越大”或“越小”）。
【答案】 全反射 越小
【详解】[1]炎热的夏天公路路面温度很高，导致靠近路面的底层空气受热膨胀，密度变小，上层空气相对较冷，密度较大。光线从密度大、折射率大的高处射向密度小、折射率低的低处时，随着入射角的逐渐增大，最终会发生全反射现象。因此，公路上明亮光滑的“蜃景”实际上是天空光线发生全反射所形成的虚像。
[2]由于空气的折射率随密度的减小而减小，越靠近路面处的空气温度越高、密度越小，因此越靠近路面的空气折射率越小。
25．（2026·福建厦门·模拟预测）在“消失的硬币”魔术中，将盛有水的玻璃杯压在硬币上，从图中________（选填“A”或“B”）位置观察，可观察到硬币“消失”的现象，造成硬币“消失”的主要原理是光的________（选填“干涉”“折射”或“全反射”）。
【答案】 B 全反射
【详解】[1][2]从位置观察，硬币反射的光线经水折射后从水面射出进入人眼，人能看到硬币；从位置观察，硬币反射的光线射向杯子侧壁，是从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时，发生全反射现象，光线无法从侧壁射出进入人眼，所以观察到硬币“消失”，故造成硬币“消失”的主要原理是光的全反射。
26．（2026·福建福州·二模）某光学元件的横截面如图所示，光线从AB中点P垂直入射，到CD面恰好发生全反射。光从空气射入元件后，光的传播速度_______（选填“变大”“变小”或“不变”），该元件的折射率为_______。
【答案】 变小 2
【详解】【小题1】[1]光的传播速度满足
光学元件的折射率 （大于空气折射率），因此光射入元件后传播速度变小；
[2]光线垂直AB入射后沿竖直方向传播，到达CD面恰好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角，由几何关系可知，入射光线与CD法线的夹角，即临界角
根据全反射公式
解得
27．（2026·福建·模拟预测）（多选）如图所示，“液导激光”是一项新型的激光加工技术，其原理是利用稳定的液柱引导激光，通过全反射实现激光传输。已知液柱的折射率为n，激光从液柱射向空气时发生全反射的临界角为C，则（ ）
A．临界角C满足
B．若改用折射率更大的某种液体，临界角将变小
C．激光在液柱中传播时的频率与空气中的不同
D．改用频率更低的激光沿原来方向照射也一定能实现“液导激光”
【答案】AB
【详解】A．激光从液柱射向空气刚好全反射时，临界角满足，故A正确；
B．折射率越大，临界角越小，故B正确；
C．激光在液柱中的频率由光源决定，与介质无关，故C错误；
D．光的频率越低，在介质中的折射率越小，越不容易发生全反射，不一定能继续实现“液导激光”，故D错误。
故选AB。
28．（25-26高三下·福建泉州·开学考试）某公园的景观水池池底有两个点光源，池中水深h，夜晚点光源点亮后在水面形成了两个半径为R的圆形亮斑，叠加后的大亮斑如图所示，亮斑边缘上最远两点的间距为3R，则两点光源间的距离为________，水对光的折射率为________。
【答案】
【详解】[1]点光源应在光斑圆的圆心正下方，因此两点光源间的距离为；
[2]设全反射临界角为，由全反射临界光线可知
因此水对光的折射率
⏳题型05 全反射的应用
29．（2026·福建福州·模拟预测）我国高铁“复兴号”高速行驶时，站台乘客听到的鸣笛声频率与静止时不同。下列原理相同的是（ ）
A．医生用听诊器听取患者心跳声
B．交警用雷达测速仪测量车辆行驶速度
C．光纤通信全反射
D．隔音墙减弱道路噪声对居民的影响
【答案】B
【详解】A．当波源与观察者存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，题干描述的现象是多普勒效应。听诊器的工作原理是减少声音分散，增大传入耳朵的声音响度，原理和多普勒效应不同，故A错误；
B．交警雷达测速仪测速，利用了运动车辆反射电磁波时，反射波的频率会因多普勒效应发生改变，通过频率变化计算车速，和题干原理相同，故B正确；
C．光纤通信的原理是光的全反射，和多普勒效应无关，故C错误；
D．隔音墙的原理是在传播过程中减弱噪声，和多普勒效应无关，故D错误。
故选B。
30．（2025·福建龙岩·二模）我国的光纤通信技术处于世界领先水平，光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的______（选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为______。
【答案】 大 2
【详解】[1]光纤中光线从内芯射向外芯时发生全反射，可知光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的大。
[2]某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为
31．（2025·福建漳州·模拟预测）（多选）光导纤维在现代通信网络中发挥着重要作用。如图所示，长为L的直光导纤维由内芯和外套两层介质组成，一束激光从端面AB以某一入射角射向内芯，在内芯的内侧面入射角为，此时恰好发生全反射。设内芯材料的折射率为n，外套折射率与空气近似。光在真空中的传播速度为c，则（ ）
A．
B．激光在内芯中的传播路程为
C．若，则激光在内芯中传播的时间为
D．若增大，激光在内芯中仍能发生全反射
【答案】AC
【详解】A．根据折射定律得
可得
故A正确；
B．由几何关系可知激光在内芯中的传播路程
故B错误；
C．由
解得激光在内芯中传播的速度
若，则激光在内芯中传播的时间
故C正确；
D．若增大，则折射角增大，激光在内芯的内侧面入射角减小，小于临界角，则激光不会发生全反射，故D错误。
故选AC。
32．（2024·福建三明·三模）如图所示，一根长为l的直光纤，其折射率为n。光从它的左端面的A点射入，从右端面的B点（图中未画出）射出，当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，其在左端面处入射角i的正弦值为___________，所需的最长时间为______________。（真空中的光速为c）
【答案】
【详解】[1]作出光路图如图所示
当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，根据
则折射角为
根据
解得
[2] 光从光导纤维到空气的界面，发生全反射时，光的路程最长，所用时间也最长。光的传播路程
又，设所用最长时间为，则
解以上各式得
33．（2024·福建·一模）肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。下列现象的原理与之相同的是（ ）
A．杨氏双缝干涉实验
B．影子的形成
C．利用光导纤维传递信息，实现光纤通信
D．泊松亮斑
【答案】A
【详解】彩色肥皂膜和油膜是由于光在此薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色花纹。
A．杨氏双缝实验为光的干涉，故A正确；
B．影子的形成为光沿直线传播，故B错误；
C．光导纤维原理为光的全反射，故C错误；
D．泊松亮斑为光的衍射，故D错误。
故选A。
34．（25-26高二下·福建福州·期末）（多选）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。下列结果正确的有（ ）
A．光纤传输的原理是光的全反射
B．光在光纤内传播的速度为
C．光在光纤内传播的最长时间为
D．光在光纤内传播的最短时间为
【答案】AC
【详解】A．光纤传输的原理是光在光纤内芯与外套界面发生全反射，使光信号沿光纤传播，故A正确；
B．光在介质中的传播速度，故B错误；
CD．设单色光以入射角入射，由折射定律
解得折射角满足，即
单色光折射后在侧面发生全反射，则反射角为，则光线实际路径长度
由传播速度
联立解得传播时间，即
当入射角从开始增大时，从开始增大，则从开始增大，从开始减小，则传播时间逐渐增大。
因此，当等于时，最大，传播时间最短
当增大到某一角度时，减小至恰好在侧面发生全反射，此时为入射角最大角，继续增大则无法发生全反射，故此时为传播时间最长值，此时满足，因此最长传播时间
综上，最短传播时间，最长传播时间，故C正确，故D错误。
故选AC。
35．（25-26高二下·福建福州·期末）如图所示是教学演示用的某光导器件的截面图，它是由某种圆柱形玻璃拉成的半圆形器件，其外径为。实验时，当一束激光从光导器件上端中点垂直端面射入时，发现激光在玻璃里面恰好发生三次全反射后平行入射光射出（每次都是恰能全反射），则光导器件的折射率为__________，已知光速为，从光进入到离开所用的时间为__________。
【答案】
【详解】[1]设光线每次在外侧圆弧上的入射角均为，光线每反射一次，传播方向偏转，经三次反射后，出射光与入射光平行且方向相反，因此有
解得
光线由玻璃射向空气时恰好发生全反射，根据临界角公式有
解得
[2]相邻两次反射点所对应的圆心角为，相邻反射点间的弦长为
入射点到第一次反射点、第三次反射点到出射点的距离均为
光线在玻璃中的总路程为
光线在玻璃中的传播速度为
因此光从进入到离开所用的时间为
重难·创新演练
设题创新：命题反套路，弱化固化三棱镜模型，多结合生活、科技真实情境出题。常把水滴、光纤、异形玻璃砖、多层介质界面作为载体，考查多次折射、临界全反射，避免直接套用单一界面公式。会设置曲面介质、多色光色散叠加的新颖情景，要求学生自主画出完整光路图。常与机械波、光电效应交叉融合，把折射率、光速、临界角作为关联纽带。部分题目设置临界条件，不给出固定光路，需要学生自主判断光线是否发生全反射。注重考查几何方法迁移，以新型光学装置考查基础原理，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。
1．（2026·福建南平·一模）稀土光学玻璃是精密光学仪器的关键材料。如图，在某次产品质量检测中，一束红光从真空射入长方体玻璃样品，入射点为，入射光线与玻璃上表面的夹角为30°，折射后光线偏转了30°，再从玻璃下表面的点射出。则该玻璃对红光的折射率________。若将入射光换成紫光，其他条件不变，则紫光在玻璃下表面的出射点在点________（填“左”或“右”）侧。
【答案】 左
【详解】[1]已知入射光线与玻璃上表面夹角为，因此入射角 。 光线进入玻璃后向法线偏转，因此折射角，根据折射定律
代入得
[2]同一种玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率。根据，入射角不变时，折射率越大，折射角越小，折射光线更靠近法线，水平方向偏移量更小，因此紫光在玻璃下表面的出射点在点左侧。
2．（2026·福建福州·二模）每年夏季，我国多地会出现日晕现象（如图甲）。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，其中、为其折射光线中的两种单色光，光的频率比光的频率______（选填“高”或“低”）；穿过玻璃柱体所需时间较长的是______光（选填“a”或“b”）。
【答案】 低 b
【详解】[1]由光路可知，b光在六角形冰晶中传播时偏折程度较大，可知b光的折射率较大，即光的频率比光的频率低；
[2]根据可知b光在玻璃柱体中传播速度较小，而b光传播距离较大，根据可知，b光穿过玻璃柱体所需时间较长。
3．（2025·云南红河·一模）（多选）如图所示，一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。一红色激光可从该横截面左半侧圆弧上任意一点沿半径方向入射。已知玻璃砖对红色激光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。若该红色激光恰好在圆心O点处发生全反射，则（ ）
A．该红色激光在玻璃砖中的传播时间为
B．该红色激光在玻璃砖中的传播时间为
C．该红色激光入射点到x轴的距离为
D．若改用绿色激光，刚好发生全反射时，入射点到x轴的距离变小
【答案】AC
【详解】ABC．根据题意，有
解得红色激光的临界角为
红色激光在玻璃砖中的传播距离为
红色激光在玻璃砖中的传播速度为
红色激光在玻璃砖中的传播时间为
红色激光入射点到x轴的距离为，故AC正确，B错误；
D．因为绿色激光的频率大于红色激光的频率，所以绿色激光在玻璃砖中的折射率大于红色激光的折射率，根据
可知绿色激光在玻璃砖中的临界角小于红色激光的临界角，即
绿色激光入射点到x轴的距离为
所以若改用绿色激光，刚好发生全反射时，入射点到x轴的距离变大，故D错误。
故选AC。
4．（2026·福建龙岩·三模）（多选）如图所示，一透明材料制成的中空柱体工件，其横截面ABCD是边长为L的正方形，正方形的中空部分是以其中心为圆心半径为R的圆，圆心O处有一点光源。已知该材料的折射率，光在真空中传播的速度为c，若只考虑首次直接射向正方形ABCD四边的光线（不考虑光的反射），下列说法正确的是（ ）
A．光源发出的光线部分从ABCD四边射出
B．光源发出的光线全部从ABCD四边射出
C．光线从光源到射出工件的最短时间为
D．光线从光源到射出工件的最短时间为
【答案】AD
【详解】CD．光线垂直工件的边射出所用时间最短，进入透明材料前
透明材料中
由折射定律可得
解得，故C错误，D正确；
AB．设射到AB边上P点的光线恰好发生全反射（光路如图）
由
得
由几何知识得
所以
即光源发出的光线只有部分从工件的边射出，故A正确，B错误。
故选AD。
5．（2025·福建泉州·一模）如图，半圆柱形玻璃砖圆心为O，半径为R。一光线从P点以入射角入射后，恰好经过A点，半径OA垂直OP，O、P间的距离为，取，则玻璃的折射率为________；真空中的光速为c，光从P点到A点的传播时间为_______；若，则光射到玻璃砖圆弧面时________（选填“会”或“不会”）发生全反射。
【答案】 会
【详解】[1]设光线的折射角为，如图所示
根据几何关系可知
则有
根据折射定律有
[2]根据几何关系可得AP的距离为
光在玻璃砖中的速度为
故光从P点到A点的传播时间为
解得
[3] 当时，光射到玻璃砖圆弧面的D点，作出光路图，如图所示
设入射角为，根据几何关系可得
根据全反射条件可得
可知
故光射到玻璃砖圆弧面时会发生全反射。
6．（24-25高二下·福建·期末）如图所示，用某透明材料制成一个内部空心的球，O为球心，真空中一束单色光以入射角α（大小未知）从球外表面上A点射入，然后在内部空心部分表面上的B点恰好发生全反射，测得光线AB与BC间夹角为θ=120°，且AB=OB。则透明材料对该单色光的折射率为_______，单色光从A点射入时入射角的正弦值sinα=_______。
【答案】
【详解】[1]由
可得
[2]由几何关系可知，单色光在A点的折射角
则有
解得
7．（2025·福建泉州·模拟预测）如图甲所示，一束单色光从真空中沿半径射入半圆柱形透明工件，光在圆心O处发生折射和反射，折射光线的强度随着的变化而变化，如图乙所示。，结合图像信息可知，单色光在工件中的折射率为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】由图乙可知，当时，光恰好发生全反射，则临界角为，根据全反射临界角公式有
代入数据解得
故选A。
8．（2026·福建·一模）空间站窗外射进一束阳光，照射到一空心水晶球上。航天员发现水晶球特别明亮，这是光在水晶球内部空气表面发生了全反射现象，如图所示。如果水晶全反射的临界角为C。
(1)则水晶的折射率n =_____________。
(2)图中发生全反射的入射光线与反射光线间夹角θ大小一定（ ）
A．等于C B．等于2C C．小于2C D．大于等于2C
【答案】(1)
(2)D
【详解】（1）水晶全反射的临界角为C，根据，可得水晶的折射率为
（2）图中发生全反射的入射光线与反射光线间夹角θ大小一定满足
可得
故选D。
9．（2025·福建莆田·三模）（多选）如图所示，一束复色光从空气射到一长方体玻璃砖上表面后分成两束单色光、，复色光在A点的入射角为，光束的折射角为，光束的折射角为，且。则下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对光的折射率小于对光的折射率
B．光在玻璃中的传播速度小于光的传播速度
C．两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A点入射的复色光
D．增大复色光在A点的入射角，单色光在玻璃的下表面有可能发生全反射
【答案】BC
【详解】AB．根据光的折射定律及公式可知，玻璃对光的折射率大于对光的折射率，光在玻璃中的传播速度小于光的传播速度，故A错误，B正确；
CD．根据对称性和光路的可逆性可知，两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A点入射的复色光，增大复色光在A点的入射角，单色光在玻璃的下表面不可能发生全反射，故C正确，D错误。
故选BC。
10．（2025·福建·二模）如图甲所示为发光二极管，可将电能高效转化为光能，广泛应用于电子显示及新型照明设备。二极管的发光帽为透明材料，其结构原理简化为如图乙所示，由半径为的半球体和圆柱体组成，二极管发光部分视为点光源，位于距半球体球心正下方为的点处，已知光在真空中的传播速度为，发光帽透明材料折射率为，则光在透明材料中的传播速度___________；若光线恰好未从半球体的点射出，则折射率___________。
【答案】
【详解】[1] 根据光在介质中的传播速度公式可得，光在透明材料中的传播速度
[2]根据几何关系可得临界角为45°，根据折射率公式可得
真题·实战演练
高频考点：高频考点集中在折射定律、临界角公式，重点是光路几何关系、多界面连续光路分析。全反射条件判断、不同色光折射率与物理量对比是选择题高频；折射 + 全反射综合光路计算，常出现在光学计算题。多束光线叠加、色散规律分析考查频次高。常结合几何知识，由边角关系得到入射角、折射角，再求解折射率、临界角。同时会考查光在介质中的传播速度、光路偏折，联系能量变化。易错点集中在法线找错、临界角判断失误、忽略全反射两个必备条件、多次光路漏分析界面，是试卷主要失分点。
1．（2026·福建·高考真题）空气中，两块相同的平行玻璃板Ⅰ和Ⅱ镜像对称放置于水平底座上，玻璃板与底座的夹角均为（），如图所示。一束绿光水平射入玻璃板Ⅰ，入射光的延长线如图中虚线所示，则从玻璃板Ⅰ出射的光将出现在虚线________（填“上方”或“下方”），而从玻璃板Ⅱ出射的光与虚线重合。若将绿光换成红光，则从玻璃板Ⅱ出射的光________（填“会”或“不会”）与虚线重合。（不考虑反射）
【答案】 上方 会
【详解】 [1]光线斜射入平行玻璃板时，出射光与入射光方向平行，但会发生侧移：水平向右的绿光从空气斜射入玻璃板I时，折射角小于入射角，光线会向玻璃板的上侧偏折，从玻璃板Ⅰ出射的光将出现在虚线上方
[2] 玻璃板Ⅰ和Ⅱ镜像对称，绿光经过I的向上侧移，会被对称放置的玻璃板Ⅱ的向下侧移完全抵消，最终出射光与原虚线重合。
同理，根据对称性，玻璃板I对红光的向上侧移量也应等于玻璃板II对红光的向下侧移量，因此从玻璃板Ⅱ出射的光会与虚线重合。
2．（2025·福建·高考真题）某实验小组探究糖水折射率n随浓度的变化规律。主要装置包括激光器和长方体玻璃缸，玻璃缸正面内侧刻有水平、竖直标尺，如图（a）所示。实验操作过程如下：
（1）调配一定浓度的糖水，注入水平放置的玻璃缸中。
（2）打开激光器，让激光紧贴玻璃缸正面内侧以一定入射角从空气折射入糖水。
（3）调整激光器，使入射点O处于竖直刻度尺的正后方，光路如图（b）所示，其中A点是入射光线与玻璃缸上边沿所在平面的交点，B点是折射光线与玻璃缸底部的交点，A、B点到法线的距离分别为，到液面的距离分别为。测得的值，并利用表达式________（用表示）求出糖水折射率。
（4）改变缸内糖水浓度，进行多次实验，将实验数据填入下表。
浓度/%
11.8
21.1
32.0
39.1
51.1
折射率n
1.34
1.36
1.38
1.40
1.42
（5）在图（c）给出的坐标纸上补上浓度的数据点。分析图中数据点，可知糖水折射率随浓度近似线性变化，绘制出“”图线________。
（6）由所绘图线可知，糖水浓度每增加10.0%，折射率增大________。（结果保留2位有效数字）
【答案】 0.020
【详解】（3）[1]设入射角为，折射角为，根据几何关系有，
根据折射定律
可得糖水的折射率为
（5）[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线，“”图线如图所示
（6）[3]由图线可知，图线斜率为0.20，即浓度每增加10.0%，折射率增大0.020。
3．（2024·福建·高考真题）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角（）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。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角_________（填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_________（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。
【答案】 小于 逆时针
【详解】[1]由于透镜对蓝光折射率大于绿光，根据折射定律可得，入射角相同，透镜中蓝光折射角小于绿光折射角；
[2]此时输出激光为蓝光，要变为绿光，即由蓝光的折射光线垂直入射到反射膜改为绿光的折射光线垂直入射到反射膜，根据折射定律，需要减小入射角，由于入射光线不动，应逆时针转动棱镜。
4．（2023·福建·高考真题）如图，一教师用侧面开孔的透明塑料瓶和绿光激光器演示“液流导光”实验。瓶内装有适量清水．水从小孔中流出后形成了弯曲的液流。让激光水平射向小孔，使光束与液流保持在同一竖直平面内，观察到光束沿着弯曲的液流传播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流传播的是（ ）
A．减弱激光强度
B．提升瓶内液面高度
C．改用折射率更小的液体
D．增大激光器与小孔之间的水平距离
【答案】B
【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角
可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。
A．减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；
B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确；
C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；
D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。
故选B。
5．（2014·福建·高考真题）如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】试题分析：光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光疏，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确。
考点：本题考查光的折射、全反射
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第46讲 光的折射 全反射（专项训练）
模拟·基础演练
题号
3
5
8
15
17
19
20
27
29
31
答案
BC
B
AD
ABD
D
BD
BC
AB
B
AC
题号
33
34
答案
A
AC
⏳题型01 光的折射定律
1．【答案】 小于
【详解】[1]入射到左侧棱镜，入射光线平行于棱镜底面，可得入射角等于，题目给出折射角为。
根据折射定律
可得左侧棱镜折射率
[2]观察光路可知，光线从左侧棱镜进入中间棱镜时，折射光线靠近法线，说明折射角小于入射角。
根据折射定律 ，
可得 ，因此左侧棱镜折射率小于中间棱镜的折射率。
2．【答案】紫 小于
【详解】[1]从图中可以看出，点射出的光和点射出的光的入射角相等，前者的折射角较小，根据折射定律可知玻璃对从点射出的光的折射率大，同一介质，频率越高，折射率越大，可知点射出的光为紫光。
[2]根据可知紫光的波长比红光短，根据可知从点射出的光得到的干涉条纹间距小于从点射出的光得到的干涉条纹间距。
3．【答案】BC
【详解】AB．由光路图可知，折射角为，入射角为，根据折射定律可知，故A错误，B正确；
CD．设相邻屏障间距为L，由几何关系有
增大屏障高度，减小，则减小，可视角度减小，使防窥效果更好，故C正确，D错误；
故选BC。
4．【答案】 平行
【详解】[1]由光的折射定律
有，
所以a、b光线在棱镜中的折射率
[2]由光的反射定律和折射定律可知两出射光线平行于入射光线，则出射光线平行。
5．【答案】B
【详解】AB．光线在圆心处发生折射，当光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，故A错误，B正确；
CD．由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，故CD错误。
故选B。
6．【答案】浅 折射 2：3
【详解】[1][2]由题意，可画出如图所示光路图
由光路图可看出，字母的视深比实深更浅，这是光的折射现象所导致的
[3]已知玻璃的折射率为1.5，则光在玻璃砖中的传播速度与在真空中的传播速度之比为
7．【答案】折射
【详解】[1]水下泳池侧壁的瓷砖高度缩减是由于光在空气与水的界面发生折射产生的。
[2]根据光的折射定律，有
又因为
可得
⏳题型02 折射率的波长表达式和速度表达式
8．【答案】AD
【详解】AB．设玻璃到空气的临界角为，由全反射临界角公式得
题设有，解得
由折射率定义得
结合前述结果可得
根据题图，每段光路沿玻璃厚度方向的投影均为，光从光源到接收器的总路程为
传播时间满足
整理得，故A正确，B错误；
CD．发生全反射时，入射角应不小于临界角。若入射角小于题设临界角，则不能发生全反射；入射光频率提高时，玻璃对该光的折射率增大。设提高频率后的折射率为、临界角为，由全反射临界角公式得
由于新折射率大于原折射率，结合前述结果可得
在到范围内，正弦函数单调递增，因此，故C错误，D正确。
故选AD。
9．【答案】>
【详解】[1]由图知，甲光的临界角小于乙光，根据
可知
[2]光在该棱镜中传播速度满足，
可知甲、乙两单色光在该介质中的折射率之比为
10．【答案】 L
【详解】[1]光垂直入射，在棱镜内传播方向不变，到达面的点。
由几何关系，，由题意知，所以
，所以，
根据折射率的定义
解得
[2]由几何关系得，而
因此
设光速为，光在玻璃中速度，由题意，传播时间相等
代入，可得
即，代入
得
11．【答案】 大 b a
【详解】[1]由图可知两束光的入射角相等，而a光的折射角比b光的折射角小，根据折射定律
可知水对a的折射率比对b的折射率小，再根据在水中a光的速度比b光的大；
[2]设光束在水和空气的交界面发生全反射的临界角为C，则
所以a光的全反射临界角比b光的全反射临界角大，将入射光线顺时针旋转，入射角增大，b光的入射角先达到全反射临界角发生全反射，从水面上方观察，b光先消失；
[3] 水对a的折射率比对b的折射率小，则b光的频率大，波长小；根据，故如果将a、b两束光分别照射在同一个杨氏双缝实验装置中，a光的干涉条纹间距更宽。
12．【答案】小于
【详解】[1]同一套双缝干涉装置中，光干涉图样的2级亮纹中心与光干涉图样的2级暗纹中心正好位于屏上同一位置，根据图可知光的条纹间距小，即光所产生干涉图样的条纹间距小于光所产生干涉图样的条纹间距。
[2]设光干涉图样的2级亮纹中心与P点的距离为，则a光干涉图样相邻两明条纹或暗条纹之间的距离为
同理b光干涉图样相邻两明条纹或暗条纹之间的距离为
则有
[3]根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可知，光在玻璃球中的传播距离为
由折射定律有
光在玻璃球中的传播速度
光在玻璃球中的传播时间为
由于，则有，可得，则。
13．【答案】不变 高 大于
【详解】[1]波的频率由波源决定，与介质无关，因此光线从空气进入水中频率不变
[2]光线由水上射入水中时，光的频率不变，故如图所示
光源成像的位置S’比S的位置偏高
[3]根据光速与折射率关系
解得
[4]当光线在水面的入射角为时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角 ，且，则
14．【答案】 不可能
【详解】[1]由折射定律得
由光在介质中的传播速度公式得
联立可得
[2]光发生全反射的条件为光从光密介质射入光疏介质，入射角大于等于临界角。光从空气射入水中，在瓶内射到瓶身侧壁时，根据几何关系，光线在侧壁的入射角一定小于临界角，因此增大入射角，光在瓶身侧壁不可能发生全反射。
⏳题型03 了解各色光在真空中的频率和波长
15．【答案】ABD
【详解】A．光路图如图所示
在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，故A正确；
B．由a光的折射率较大，可得a的频率较大，故B正确；
C．b光的频率较小，则b光的波长较长，遇到障碍物时波长较长的b光更容易产生明显的衍射现象，故C错误；
D．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，两列光不会消失，故D正确。
故选ABD。
16．【答案】(1)不可能
(2)变短
(3)变长
【详解】（1）由图根据几何关系可知，在B点的入射角等于在A点的折射角，所以光线在B点不可能发生全反射；
（2）由题可知，光的波长，光从空气进入水球后，频率不变，根据可知，进入水球后，光的传播速度减小，故波长变短；
（3）红光的折射率比紫光的小，进入水珠后的偏折角小于紫光的偏折角，因此换用紫光后，在水珠中传播的路程更长，由可知，将红光改为紫光，光在水球中传播的速度减小，路程增大，时间变长。
17．【答案】D
【详解】A．根据题图乙可知a、b两光的入射角相等，b光偏折的比a光大，则b光的折射率大于a光的折射率，即b光的频率大于a光的频率，若a光是黄光，则b光一定不是红光，故A错误；
B．b光的频率大于a光的频率，则b光的波长小于a光的波长，a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故B错误；
C．b光的折射率大于a光的折射率，根据，可知在冰晶中a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误；
D．用同一双缝干涉装置做实验，根据双缝干涉条纹间距公式，可知a光的相邻亮条纹中心间距大于b光的相邻亮条纹中心间距，故D正确。
故选D。
18．【答案】大 大
【详解】[1]红光的折射率小于绿光的折射率，由折射率与光速的关系，可知红光在水中的传播速度大；
[2]由折射率与临界角的关系，可知红光的临界角 C更大，红光的光斑在图中以PQ为直径的圆形范围内，即红光的光斑面积更大。
19．【答案】BD
【详解】A．激光在不同介质中传播时，其频率不变，故A错误；
B．根据，因甲的折射率比乙的大，则激光在甲中的速度比在乙中的小，故B正确；
C．激光在真空中有，在介质中有
可得激光在介质中的波长为
甲的折射率大，因此甲的波长短，故C错误；
D．根据，因甲的折射率比乙的大，则激光在甲中的全反射临界角比在乙中的小，故D正确。
故选BD。
20．【答案】BC
【详解】由题图可知，光线从空气射入玻璃三棱镜时，光的偏折程度小于光的偏折程度，则玻璃对光的折射率小于对光的折射率，即，可知光的频率小于对光的频率，根据可知，光的波长大于光的波长，即；根据可知，。
故选BC。
21．【答案】C 偏小 B
【详解】（1）[1] 在插P3时，应使P3同时挡住P1、P2的像，在插P4时，应使P4同时挡住P1、P2、P3的像。
故选C。
[2]折射光线与cc'的交点为O1，设折射光线与法线的夹角为β真，根据折射定律，折射率的真实值为
折射光线与bb'的交点为O2，设折射光线与法线的夹角为β测，根据折射定律，折射率测量值为
根据光路图得
所以
折射率的测量值比真实值偏小。
（2）[3]图1和图3条纹等宽等间距，是双缝干涉条纹；根据 ，波长越长，条纹越宽，所以图1是红光的干涉条纹，图3是蓝光的干涉条纹；
图2和图4中央条纹最宽，向两侧越来越窄，是单缝衍射条纹；因为波长越长条纹越宽，所以图2是紫光的单缝衍射条纹，图4是黄光的单缝衍射条纹。综上所述，在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是红光、紫光、蓝光、黄光。
故选B。
⏳题型04 全反射的条件
22．【答案】 /
【详解】[1]底面上，单色光从玻璃射向真空，入射角为，随着增大，当入射角达到全反射临界角时，折射光消失，所有入射光都发生反射，因此传感器CD接收的反射光光照强度不再变化。由图乙可知当入射角大于之后，光照强度保持不变，说明全反射临界角为53°。
[2]根据全反射临界角公式
代入临界角
解得
23．【答案】大
【详解】[1]由图乙可知，水面上复色光区域外围是光的单色光区域，说明光先发生全反射，即光的临界角小于光的临界角，根据
可知光的折射率大于光的折射率，即，根据
可知，在水中光的传播速度比光大。
[2]复色光圆形区域的边界由光的全反射临界角决定，设光的临界角为，则有
设复色光圆形区域的半径为，由几何关系可知
联立解得
则复色光圆形区域的面积为
24．【答案】全反射 越小
【详解】[1]炎热的夏天公路路面温度很高，导致靠近路面的底层空气受热膨胀，密度变小，上层空气相对较冷，密度较大。光线从密度大、折射率大的高处射向密度小、折射率低的低处时，随着入射角的逐渐增大，最终会发生全反射现象。因此，公路上明亮光滑的“蜃景”实际上是天空光线发生全反射所形成的虚像。
[2]由于空气的折射率随密度的减小而减小，越靠近路面处的空气温度越高、密度越小，因此越靠近路面的空气折射率越小。
25．【答案】B 全反射
【详解】[1][2]从位置观察，硬币反射的光线经水折射后从水面射出进入人眼，人能看到硬币；从位置观察，硬币反射的光线射向杯子侧壁，是从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时，发生全反射现象，光线无法从侧壁射出进入人眼，所以观察到硬币“消失”，故造成硬币“消失”的主要原理是光的全反射。
26．【答案】变小 2
【详解】【小题1】[1]光的传播速度满足
光学元件的折射率 （大于空气折射率），因此光射入元件后传播速度变小；
[2]光线垂直AB入射后沿竖直方向传播，到达CD面恰好发生全反射，此时入射角等于全反射临界角，由几何关系可知，入射光线与CD法线的夹角，即临界角
根据全反射公式
解得
27．【答案】AB
【详解】A．激光从液柱射向空气刚好全反射时，临界角满足，故A正确；
B．折射率越大，临界角越小，故B正确；
C．激光在液柱中的频率由光源决定，与介质无关，故C错误；
D．光的频率越低，在介质中的折射率越小，越不容易发生全反射，不一定能继续实现“液导激光”，故D错误。
故选AB。
28．【答案】
【详解】[1]点光源应在光斑圆的圆心正下方，因此两点光源间的距离为；
[2]设全反射临界角为，由全反射临界光线可知
因此水对光的折射率
⏳题型05 全反射的应用
29．【答案】B
【详解】A．当波源与观察者存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，题干描述的现象是多普勒效应。听诊器的工作原理是减少声音分散，增大传入耳朵的声音响度，原理和多普勒效应不同，故A错误；
B．交警雷达测速仪测速，利用了运动车辆反射电磁波时，反射波的频率会因多普勒效应发生改变，通过频率变化计算车速，和题干原理相同，故B正确；
C．光纤通信的原理是光的全反射，和多普勒效应无关，故C错误；
D．隔音墙的原理是在传播过程中减弱噪声，和多普勒效应无关，故D错误。
故选B。
30．【答案】大 2
【详解】[1]光纤中光线从内芯射向外芯时发生全反射，可知光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的大。
[2]某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为，则该内芯的折射率为
31．【答案】AC
【详解】A．根据折射定律得
可得
故A正确；
B．由几何关系可知激光在内芯中的传播路程
故B错误；
C．由
解得激光在内芯中传播的速度
若，则激光在内芯中传播的时间
故C正确；
D．若增大，则折射角增大，激光在内芯的内侧面入射角减小，小于临界角，则激光不会发生全反射，故D错误。
故选AC。
32．【答案】
【详解】[1]作出光路图如图所示
当射入光纤的光线恰好在光纤的侧面发生全反射时，根据
则折射角为
根据
解得
[2] 光从光导纤维到空气的界面，发生全反射时，光的路程最长，所用时间也最长。光的传播路程
又，设所用最长时间为，则
解以上各式得
33．【答案】A
【详解】彩色肥皂膜和油膜是由于光在此薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色花纹。
A．杨氏双缝实验为光的干涉，故A正确；
B．影子的形成为光沿直线传播，故B错误；
C．光导纤维原理为光的全反射，故C错误；
D．泊松亮斑为光的衍射，故D错误。
故选A。
34．【答案】AC
【详解】A．光纤传输的原理是光在光纤内芯与外套界面发生全反射，使光信号沿光纤传播，故A正确；
B．光在介质中的传播速度，故B错误；
CD．设单色光以入射角入射，由折射定律
解得折射角满足，即
单色光折射后在侧面发生全反射，则反射角为，则光线实际路径长度
由传播速度
联立解得传播时间，即
当入射角从开始增大时，从开始增大，则从开始增大，从开始减小，则传播时间逐渐增大。
因此，当等于时，最大，传播时间最短
当增大到某一角度时，减小至恰好在侧面发生全反射，此时为入射角最大角，继续增大则无法发生全反射，故此时为传播时间最长值，此时满足，因此最长传播时间
综上，最短传播时间，最长传播时间，故C正确，故D错误。
故选AC。
35．【答案】
【详解】[1]设光线每次在外侧圆弧上的入射角均为，光线每反射一次，传播方向偏转，经三次反射后，出射光与入射光平行且方向相反，因此有
解得
光线由玻璃射向空气时恰好发生全反射，根据临界角公式有
解得
[2]相邻两次反射点所对应的圆心角为，相邻反射点间的弦长为
入射点到第一次反射点、第三次反射点到出射点的距离均为
光线在玻璃中的总路程为
光线在玻璃中的传播速度为
因此光从进入到离开所用的时间为
重难·创新演练
设题创新：命题反套路，弱化固化三棱镜模型，多结合生活、科技真实情境出题。常把水滴、光纤、异形玻璃砖、多层介质界面作为载体，考查多次折射、临界全反射，避免直接套用单一界面公式。会设置曲面介质、多色光色散叠加的新颖情景，要求学生自主画出完整光路图。常与机械波、光电效应交叉融合，把折射率、光速、临界角作为关联纽带。部分题目设置临界条件，不给出固定光路，需要学生自主判断光线是否发生全反射。注重考查几何方法迁移，以新型光学装置考查基础原理，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。
1．【答案】 左
【详解】[1]已知入射光线与玻璃上表面夹角为，因此入射角 。 光线进入玻璃后向法线偏转，因此折射角，根据折射定律
代入得
[2]同一种玻璃对紫光的折射率大于对红光的折射率。根据，入射角不变时，折射率越大，折射角越小，折射光线更靠近法线，水平方向偏移量更小，因此紫光在玻璃下表面的出射点在点左侧。
2．【答案】低 b
【详解】[1]由光路可知，b光在六角形冰晶中传播时偏折程度较大，可知b光的折射率较大，即光的频率比光的频率低；
[2]根据可知b光在玻璃柱体中传播速度较小，而b光传播距离较大，根据可知，b光穿过玻璃柱体所需时间较长。
3．【答案】AC
【详解】ABC．根据题意，有
解得红色激光的临界角为
红色激光在玻璃砖中的传播距离为
红色激光在玻璃砖中的传播速度为
红色激光在玻璃砖中的传播时间为
红色激光入射点到x轴的距离为，故AC正确，B错误；
D．因为绿色激光的频率大于红色激光的频率，所以绿色激光在玻璃砖中的折射率大于红色激光的折射率，根据
可知绿色激光在玻璃砖中的临界角小于红色激光的临界角，即
绿色激光入射点到x轴的距离为
所以若改用绿色激光，刚好发生全反射时，入射点到x轴的距离变大，故D错误。
故选AC。
4．【答案】AD
【详解】CD．光线垂直工件的边射出所用时间最短，进入透明材料前
透明材料中
由折射定律可得
解得，故C错误，D正确；
AB．设射到AB边上P点的光线恰好发生全反射（光路如图）
由
得
由几何知识得
所以
即光源发出的光线只有部分从工件的边射出，故A正确，B错误。
故选AD。
5．【答案】 会
【详解】[1]设光线的折射角为，如图所示
根据几何关系可知
则有
根据折射定律有
[2]根据几何关系可得AP的距离为
光在玻璃砖中的速度为
故光从P点到A点的传播时间为
解得
[3] 当时，光射到玻璃砖圆弧面的D点，作出光路图，如图所示
设入射角为，根据几何关系可得
根据全反射条件可得
可知
故光射到玻璃砖圆弧面时会发生全反射。
6．【答案】
【详解】[1]由
可得
[2]由几何关系可知，单色光在A点的折射角
则有
解得
7．【答案】A
【详解】由图乙可知，当时，光恰好发生全反射，则临界角为，根据全反射临界角公式有
代入数据解得
故选A。
8．【答案】(1)
(2)D
【详解】（1）水晶全反射的临界角为C，根据，可得水晶的折射率为
（2）图中发生全反射的入射光线与反射光线间夹角θ大小一定满足
可得
故选D。
9．【答案】BC
【详解】AB．根据光的折射定律及公式可知，玻璃对光的折射率大于对光的折射率，光在玻璃中的传播速度小于光的传播速度，故A错误，B正确；
CD．根据对称性和光路的可逆性可知，两单色光在玻璃下表面射出的光均平行于在A点入射的复色光，增大复色光在A点的入射角，单色光在玻璃的下表面不可能发生全反射，故C正确，D错误。
故选BC。
10．【答案】
【详解】[1] 根据光在介质中的传播速度公式可得，光在透明材料中的传播速度
[2]根据几何关系可得临界角为45°，根据折射率公式可得
真题·实战演练
高频考点：高频考点集中在折射定律、临界角公式，重点是光路几何关系、多界面连续光路分析。全反射条件判断、不同色光折射率与物理量对比是选择题高频；折射 + 全反射综合光路计算，常出现在光学计算题。多束光线叠加、色散规律分析考查频次高。常结合几何知识，由边角关系得到入射角、折射角，再求解折射率、临界角。同时会考查光在介质中的传播速度、光路偏折，联系能量变化。易错点集中在法线找错、临界角判断失误、忽略全反射两个必备条件、多次光路漏分析界面，是试卷主要失分点。
1．【答案】上方 会
【详解】 [1]光线斜射入平行玻璃板时，出射光与入射光方向平行，但会发生侧移：水平向右的绿光从空气斜射入玻璃板I时，折射角小于入射角，光线会向玻璃板的上侧偏折，从玻璃板Ⅰ出射的光将出现在虚线上方
[2] 玻璃板Ⅰ和Ⅱ镜像对称，绿光经过I的向上侧移，会被对称放置的玻璃板Ⅱ的向下侧移完全抵消，最终出射光与原虚线重合。
同理，根据对称性，玻璃板I对红光的向上侧移量也应等于玻璃板II对红光的向下侧移量，因此从玻璃板Ⅱ出射的光会与虚线重合。
2．【答案】 0.020
【详解】（3）[1]设入射角为，折射角为，根据几何关系有，
根据折射定律
可得糖水的折射率为
（5）[2]将浓度的数据点为补在图上并绘制拟合直线，“”图线如图所示
（6）[3]由图线可知，图线斜率为0.20，即浓度每增加10.0%，折射率增大0.020。
3．【答案】小于 逆时针
【详解】[1]由于透镜对蓝光折射率大于绿光，根据折射定律可得，入射角相同，透镜中蓝光折射角小于绿光折射角；
[2]此时输出激光为蓝光，要变为绿光，即由蓝光的折射光线垂直入射到反射膜改为绿光的折射光线垂直入射到反射膜，根据折射定律，需要减小入射角，由于入射光线不动，应逆时针转动棱镜。
4．【答案】B
【详解】若想使激光束完全被限制在液流内，则应使激光在液体内发生全反射现象，根据全反射临界角
可知应该增大液体的折射率或则增大激光束的入射角。
A．减弱激光的强度，激光的临界角，折射率均不会改变，故A错误；
B．提升瓶内液面的高度，会造成开口处压强增大，水流的速度增大，水流的更远，进而增大了激光束的入射角，则会有大部分光在界面处发生全反射，有助于光束更好的沿液流传播，故B正确；
C．若改用折射率更小的液体，临界角变大，更不容易发生全反射，故C错误；
D．增大激光器与小孔之间的水平距离不能改变液体的折射率或激光束的入射角，现象不会改变，故D错误。
故选B。
5．【答案】A
【详解】试题分析：光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光疏，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确。
考点：本题考查光的折射、全反射
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