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高考重点考点解读与针对性训练
第十五章 光学
考点121 光的折射
【考点解读】
考点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：sin θ1
sin θ2
＝n12（n12为比例常数）。
（3）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。
考点2.折射率
（1）定义式：n＝sin θ1
sin θ2
。
（2）折射率与速度的关系式：n＝c
v 。因为v＜c，所以任何介质的折射率都 大于 1。
对折射率的理解
(1)公式n＝中，不论光是从真空射入介质，还是从介质射入真空，i 总是真空中
的光线与法线间的夹角，γ 总是介质中的光线与法线间的夹角。
(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。
(3)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。
(4)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。
(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
1
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(6)折射率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＝。
【方法归纳】. 解决光的折射问题的思路
（1）根据题意和入射角、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。
【高考真题】
【典例1】. （2025 年1 月浙江选考）测量透明溶液折射率的装置如图1 所示。在转盘上共
轴放置一圆柱形容器，容器被透明隔板平分为两部分，一半充满待测溶液，另一半是空气。
一束激光从左侧沿直径方向入射，右侧放置足够大的观测屏。在某次实验中，容器从图2
（俯视图）所示位置开始逆时针匀速旋转，此时观测屏上无亮点；随着继续转动，亮点突
然出现，并开始计时，经
后亮点消失。已知转盘转动角速度为
，空气折射率为1，隔
板折射率为n，则待测溶液折射率
为（ ）（光从折射率
的介质射入折射率
的介
质，入射角与折射角分别为
与
，有
）
A.
B.
2
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C.
D.
【典例2】. （2025 高考四川卷）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（
）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（ ）
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，
可以设定为
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
D. 若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动
【典例3】．（2025 高考广东卷）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．
3
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C．
D．
【典例4】． （2025 高考甘肃卷）（8 分） 已知一圆台容器，高
，上口径
，容器底部中心有一质点，未装入水时，人眼从容器边缘无法观测到该质点，
装入某种液体后，恰好可以看到，此时液面高度
，人眼观测角度
满足
，人眼到入射处距离为
。光在真空中的传播速度
，求：
（1）该液体的折射率；
（2）光从底部质点反射至人眼全过程的时间。
（4 分）（4 分）
【典例5】 （2024·重庆高考5 题）某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心
轴线的剖面图如图所示，其宽度为16 cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的
中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的
距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知（ ）
A.若h＝4 cm，则n＝√3
B.若h＝6 cm，则n＝4
3
C.若n＝5
4 ，则h＝10 cm
D. 若n＝3
2，则h＝5 cm
【典例6】.（2024·贵州高考3 题）一种测量液体折射率的V 形容器，由两块材质相同的直
4
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角棱镜粘合，并封闭其前后两端制作而成。容器中盛有某种液体，一激光束从左边棱镜水
平射入，通过液体后从右边棱镜射出，其光路如图所示。设棱镜和液体的折射率分别为
n0、n，光在棱镜和液体中的传播速度分别为v0、v，则（ ）
A.n＜n0，v＞v0
B.n＜n0，v＜v0
C.n＞n0，v＞v0
D.n＞n0，v＜v0
【典例7】（2023·湖南高考7 题）一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援
人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α 大于41°
时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ）
A.水的折射率为
1
sin 41°
B.水的折射率为
1
sin 49°
C.当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于
60°
D.当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于
60°
【典例8】.(2023·江苏卷，5)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向
地面的过程中会发生弯曲，下列光路图中能描述该现象的是( )
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【针对性训练】
1. （2025 届江苏泰州高三年级二模联考）如图所示，有一横截面为边长为a 的正三角形的
三棱镜ABC，BC 边为吸光材质，一平面光源可发出垂直于光源平面的平行单色光，光源平
面与水平方向夹角θ 为60°，光源发出的平行光穿过三棱镜的光路图如图所示，图中光线在
三棱镜中的光路与BC 平行，且垂直打在光屏上，下列说法正确的是（ ）
A. 三棱镜的折射率
B. 从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光的传播时间相等
C. 从光源发出的所有经过三棱镜到达光屏的光中，从AB 中点入射的光线传播时间最短
D. 缓慢绕B 点顺时针转动光源，所有光线依然都能经过三棱镜传播到光屏
2.（2025·八省联考河南卷）如图，一棱镜的横截面为等腰三角形△PMN，其中边长PM 与
PN 相等，∠PMN＝30°，PM 边紧贴墙壁放置，现有一束单色光垂直于MN 边入射，从PN
边出射后恰好与墙面垂直（不考虑光线在棱镜内的多次反射），则该棱镜的折射率为（
）
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A.√2
B.3
2
C.5
3
D.√3
3 （2025·重庆北碚区模拟）如图所示，救生员坐在泳池旁边的凳子上，其眼睛到地面的
高度h0为1.2 m，到池边的水平距离L 为1.6 m，池深H 为1.6 m，池底有一盲区。设池
水的折射率为4
3 。当池中注水深度h 为1.2 m 和1.6 m 时，求池底盲区的宽度分别是多少？
4 如图，一折射率为√2的棱镜的横截面为等腰直角△ABC，AB＝AC＝l，BC 边所在底面上
镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC 方向经AB 边上的M 点射入棱镜，若这束光被BC
边反射后恰好射向顶点A，求M 点到A 点的距离。
5 （2025·四川资阳期末）庄子与惠子游于濠梁之上。庄子曰：“鯈鱼出游从容，是鱼之
乐也。”人在桥上观鱼（ ）
A.人能看到鱼，鱼不能看到人
B.人看到的鱼是经反射所成的像
C.鱼看到的人的位置比人的实际位置低
D.人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高
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6.（2025·湖北黄冈期末）如图所示，MN 是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射
到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中。当入射角是45°时，折射角为30°，
则以下说法正确的是（ ）
A.反射光线与折射光线的夹角为120°
B.该液体对红光的折射率为√3
C.该液体对红光的全反射临界角为45°
D.当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是30°
7. （山西吕梁市2025 年高三年级第三次模拟考试）某实验小组在实验室研究光的折射规
律的装置如图所示，把一个截面为长方形的平行玻璃砖平放在水平桌面上，旁边放一个与
平行玻璃砖平行的刻度尺。用红色激光笔平行于桌面照射平行玻璃砖的一侧，会在刻度尺
上看到红色的光点，保持激光笔不动，拿掉玻璃砖之后刻度尺上光点的位置会发生变化。
已知平行玻璃砖的宽度为
，当激光的入射角为
时，刻度尺上两光点之间的距离为
，则玻璃砖的折射率为（ ）
A.
B.
C.
D.
8. （山东省临沂2025 年普通高中学业水平等级测评试题三模）如图所示的椭圆面是一透
明柱形物体的截面，O 为椭圆的一个焦点，AB 为短轴，椭圆偏心率（离心率）为0.8。焦
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点O 处有一点光源，光源发出的单色光恰好在A 点和B 点发生全反射。光在真空中的传播
速度为c，则单色光在柱形物体中传播的速度为（ ）
A.
B.
C.
D.
9. （湖南怀化名校联考联合体2025 届高考考前仿真联考三）如图所示，直角玻璃三棱镜
置于空气（视为真空）中，一单色细光束从
的中点
垂直于
面入射，刚好
在
面发生全反射，
，
，光在真空中的传播速度为
，则
（ ）
A. 棱镜的折射率为
B. 光从
面射出的折射角为
C. 光在棱镜中的传播速度为
D. 光从射入棱镜到第一次射出所用时间为
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10. （2025 年4 月东北三省部分高中联盟第二次模拟联合调研）在塑料瓶的侧面开一个小
孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。让激光透过瓶子水平射向小孔，如图所示，激光将
沿着水流传播，关于这一现象描述正确的是（ ）
A. 这一现象的原理与3D 电影的原理一致
B. 红色激光比蓝色激光更容易沿水流传播
C. 瓶中液面越低，激光越不容易沿水流传播
D. 激光器距水瓶越近，激光越容易沿水流传播
11. (四川雅安市高2025 年4 月第二次诊断)如图甲所示，某立方体玻璃制品内部有一可视
为点光源的发光二极管。将半径为r 的圆形不透光纸片贴在立方体侧面，纸片圆心正对点
光源。让立方体靠近白色墙壁，当墙壁黑影半径等于2r 时，测得纸片到墙壁的距离为d。
换用不同半径纸片重复上述操作，得到多组数据并作出
图线如图乙所示，已知图线
为直线，a 为横截距，b 为纵截距。该玻璃制品折射率为（ ）
A.
B.
10
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C.
D.
12. （湖南娄底市2025 届高三4 月教学质量检测）在美丽的夏日雨后，我们通常能看见的
彩虹是红色在外、紫色在内，这被称为“虹”，有时还能看见一组相对“虹”而言颜色较
淡的彩色圆弧，这被称为“霓”，图甲和图乙为霓虹产生的原理图，图中用虚线或实线代
表红光或紫光，下列说法正确的是（ ）
A. “霓”颜色较淡的主要原因是水滴距离人眼更远
B. “霓”与“虹”顺序刚好相反，是红色在内、紫色在外
C. 图甲表示“虹”的产生原理，其中虚线代表紫光
D. 图乙表示“霓”的产生原理，其中虚线代表紫光
13. （2025 届信阳潢川县一高和高级中学二模联考）半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，
底面BD 水平，此时上方光屏与BD 平行。一束白光从玻璃砖下方垂直于BD 射到圆心O 上，
在光屏上C 点出现白色亮斑。使玻璃砖底面绕O 逆时针缓慢转过角度
（
），
在
角缓慢变大的过程中，光屏上的彩色光斑（ ）
A. 沿光屏向左移动，紫光最先消失
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B. 沿光屏向右移动，紫光最后消失
C. 沿光屏向左移动，红光最先消失
D. 沿光屏向右移动，红光最后消失
14 某些为屏蔽电磁波设计的人工材料，其折射率为负值（n＜0），称为负折射
率材料。电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是
折射波与入射波位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。如图所示，波源S 发出的一束
电磁波的入射角i=45°，经负折射率n=-
的平板介质材料后，从另一侧面射出（图中
未画出），已知平板介质的厚度为d，电磁波在真空中的传播速度为c，不考虑电磁波在
介面处的反射，下列说法正确的是（ ）
A．该电磁波的出射点位于法线OO1的上方
B．电磁波由空气进入平板介质，波长变长
C．电磁波的出射方向与电磁波入射到平板介质的方向垂直
D．电磁波在平板介质中的传播时间为
15 一般常见材料的折射率都为正值（n>0），现针对某些电磁波设计的人工材料，其折
射率可为负值（n<0），称为负折射率材料，电磁波通过空气与这种材料的界面时，电磁
波传播规律仍然不变，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律（此时折射角取负值）
但折射波线与入射波线位于法线的同一侧，现有一束电磁波从空气中以i=60°的角度射入由
负折射率材料制成，厚度d=10cm 的长方体并从下表面射出，已知该材料对电磁波的折射
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率n=﹣
，电磁波在真空中的速度c=3×108m/s。
(1)大致画出电磁波穿过该材料的示意图；
(2)求电磁波穿过该材料时的传播时间和在传播方向的侧移量。
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