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第59 讲 光的折射 全反射
目录
01 考情解码·命题预警..........................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视..........................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚..........................................................................................................................3
考点一 光折射的理解和应用...........................................................................................................................3
知识点1 光的折射....................................................................................................................................3
知识点2 光的折射定律 折射率....................................................................................................4
知识点3 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制 ..............................................................4
考向1 光的折射现象 折射率的理解和计算..........................................................................................4
考向2 折射定律的应用............................................................................................................................7
考向3 光路控制问题..................................................................................................................................8
考点二 全反射的理解及应用.........................................................................................................................10
知识点1 全反射........................................................................................................................................10
知识点2 全反射问题的分析思路.............................................................................................................11
知识点3 光路控制及色散现象.................................................................................................................11
考向1 光的全反射规律的应用................................................................................................................12
考向2 光导纤维........................................................................................................................................12
考点三 光的折射和全反射的综合问题.........................................................................................................18
知识点1 求解全反射问题的四点提醒............................................................................................................10
知识点2 全反射现象中光的传播时间求解要领............................................................................................19
考向 光的折射反射综合问题...........................................................................................................................19
【思维建模】 分析光的折射和全反射综合问题三点注意 .....................................................................19
04 真题溯源·考向感知........................................................................................................................24
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
光折射的理解
和应用
选择题
非选择
2025·河南卷·T6
全反射的理解
及应用
选择题
非选择
2025·广西卷·T5
2025·海南卷·T13
2025·云南卷·T13
2024·海南卷·T4
2024 重庆卷·T4
2024· 甘肃卷·T10 、
2024·广东卷·T6
2023· 浙江6 月选考
卷·T13、
2023·湖南卷·T7
光的折射和全
反射的综合问
题
选择题
非选择题
2025·安徽卷·T13
2025· 河北卷·T13 、
2025·山东卷·T15
2024 山东卷·T15 、
2024· 全国甲卷
·T34、、
2023·全国甲卷·T34、
2023· 山东卷·T16 、
2023·湖北卷·T6、
考情分析：
1.命题形式：单选题非选择题
2.命题分析：从近几年全国各地的高考度卷，光的折射 全反射每年必人一道题的，或以选择题中出现，也
有以计算题的形式出现，题目难度要求大多不是太高，较为基础，但也不排除个别年份题目较难
3.备考建议：本讲内容备考时候，注意理解和掌握折射定律、全反射及应用，对折射率公式、全反射临界
角的理解要求深入到位且能熟练应用。
4.命题情境：
①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；
②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）。
5.常用方法：作图法
复习目标：
目标1：掌握光的折射定律，把握折射率的定义，明确折射率不仅反映介质对光的折射本领，还与光在介
质中的传播速度紧密相关。理解同一种介质对不同频率的光折射率不同，频率越高，折射率越大。
目标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。
目标3.掌握全反射与折射综合总的求解方法
2
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考点一 光的折射的理解和应用
知识点1 光的折射
1.折射定律
（1）内容：如图所示，折射光线与 、 处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法
线的 侧；入射角的正弦与折射角的 成正比。
3
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（2）表达式：sin θ1
sin θ2
＝n12（n12为比例常数）。
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。
知识点2 光的折射定律 折射率
1.对折射率的理解
（1）折射率的大小不仅与介质有关，还与光的频率有关，在同种介质中，频率越大的光折射率越
大。
（2）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＝c
n
。
（3）同种色光在不同介质中的波速、波长不同，但频率相同。
2.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。
知识点3 平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
对光
线的
作用
通过平行玻璃砖的
光线不改变传播方
向，但发生侧移
通过三棱镜的光线经两
次折射后，出射光线向
棱镜底边偏折
圆界面的法线是过圆心
的直线，经过两次折射
后光线向圆心偏折
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考向1 光的折射现象 折射率的理解和计算
例1 （2025·河北秦皇岛·一模）如图所示，让一束复色光由空气射向一块足够长的平行平面玻璃
砖，经折射分成两束单色光
、
，下列说法正确的是（ ）
A．若增大入射角，则
光可能消失
B．入射角不为0 时，出射光线
光与
光总平行
C．对于该玻璃，
光的折射率比
光的大
D．在玻璃砖中，
光的传播速度比
光的大
【变式训练1】（2024·浙江·一模）地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与
实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气
简化成折射率为√2的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的
时间相比没有大气层时要多（ ）
A．3 小时
B．2 小时
C．1.5 小时
D．1 小时
【变式训练2】2025·山西吕梁·三模）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（ ）
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A．
B．
C．
D．
考向2 折射定律的应用
例2 （2025·河北邢台·三模）如图所示，楔形玻璃的横截面为等腰直角三角形，AB 边
上有一点光源S，垂直于AB 边的光线SN 在AC 边的折射角为60°。则楔形玻璃的折
射率为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练1】．（2025·河北保定·一模）一个长方体玻璃砖截面如图所示，AB＝2BC＝2a，一束
黄光从AB 的中点E 射入玻璃砖，方向与AB 边成30°角，恰好射到C 点。已知光在真空中的传
播速度为c，不考虑光在玻璃砖内的反射，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃砖对黄光的折射率为
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B．黄光在玻璃砖中的传播时间为
C．用红光替代黄光，其他条件不变，红光从CD 边射出玻璃砖
D．用红光替代黄光，其他条件不变，红光在玻璃砖中的传播时间变短
【变式训练2·】（2025·江苏南通·三模）如图所示，一束光线由空气射入半径为R 的半
圆形玻璃砖，O 点是玻璃砖的圆心。已知玻璃的折射率
，光在真空中的速度为
c，求光线：
(1)进入玻璃中的折射角θ；
(2)在玻璃砖中的传播时间t。
【变式训练3】（2025·北京东城·一模）如图所示，一束复色光沿半径方向射向半圆形玻璃砖，经
折射后射出到空气中。该复色光由红、蓝两种单色光组成。下列说法正确的是（ ）
A．
光是红光，
光是蓝光
B．在该玻璃砖中，
光的传播速度小于光的传播速度
C．该玻璃砖对
光的折射率小于对
光的折射率
D．若
光能使某金属发生光电效应，则
光也一定能
考点二 全反射的理解及应用
知识点1 全反射
1.光密介质与光疏介质
（1）定义：两种介质相比较，折射率较大的介质叫
介质，折射率较小的介质叫
介质。
（2）相对性：若n 甲＞n 乙，则甲相对乙是
介质；乙相对甲是
介质。
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2.全反射
（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
，
只剩下反射光线的现象叫作全反射。
（2）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＝
。
（3）条件
①光从光 介质射入光
介质。
②入射角
临界角。
3.全反射的应用
（1）全反射棱镜
（2）光导纤维
知识点2 全反射问题的分析思路
（1）确定光是从光密介质进入光疏介质。
（2）应用sin C＝1
n确定临界角。
（3）根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。
（4）如果发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。
（5）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。
知识点3 光路控制及色散现象
2.各种色光的比较与分析
颜色
红橙黄绿蓝靛紫
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
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考向1 光的全反射规律的应用
例1 （2025·黑龙江哈尔滨·一模）哈尔滨冰雪节被誉为世界四大冰雪节之一，哈尔滨的冰灯更是在
国际上享有极高的声誉和地位如图（1），图（2）为一块棱长为
的立方体冰砖，它是由纳米
级二氧化钛颗粒均匀添加在水中冰冻而成，该冰砖对红光折射率
，冰砖中心有一个红光
的发光点，不考虑光的二次和多次反射，真空中光速为，下列说法正确的是（ ）
A．光在冰块中的传播速度大于在真空中的传播速度
B．光从冰砖射出的最长时间为
C．从外面看玻璃砖六个面被照亮的总面积为
D．点光源从红光变成紫光表面有光射出的面积会增大
【变式训练1】（2025·山东菏泽·一模）半径为R 的半圆形玻璃砖如图放置，AOB 面水平，O 为圆
心。一束单色光与水平面成45°角照射到 AOB 面上的 P 点，
折射光线刚好通过 C 点。
保持入射方向不变，将入射点从 A 点缓慢移到B 点，不考虑光的反射，圆弧面上透光区域的长度
为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练2】（2025·天津南开·一模）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
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c=3.0×108m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A．光线从空气射入水中，频率不变
B．摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C．光进入水中速度变为2.25×108m/s
D．进入镜头的光线与竖直方向的夹角
最大为37°
【变式训练3】（2025·广东深圳·一模）一个圆环翡翠（透明玻璃体），内侧的半径为
，外侧的
半径为
，现让一紫色光束对准点A（A 与圆心O 同一水平线），以角
射入翡翠，光束恰好切过
圆环内侧从外侧的点B 射出，出射角为
，以下说法正确的是（ ）
A．出射角
比入射角
大
B．翡翠对紫色光折射率
C．调大
，紫色光束一定会从翡翠内环射出
D．换用红色光束，以
入射一定会从翡翠内环射出
考向2 光导纤维
例4（2025·湖南长沙·一模）为模拟光在光导纤维中的传播原理，取一圆柱形长直玻璃丝进行实验。
如图所示，纸面内有一束激光由空气中以
的入射角射向玻璃丝的
端面圆心
，恰好
在玻璃丝的内侧面发生全反射，此时内侧面入射角为
。下列说法正确的是（ ）
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A．
B．玻璃丝只能传播该频率的光
C．激光由空气中进入玻璃丝后，其波长变短
D．减小入射角
，激光在玻璃丝中仍能发生全反射
（【变式训练1】（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】（2025·河北邯郸·模拟预测）如图甲所示，在医学领域的内窥镜检查中，常利用光
导纤维将光传输到人体内部进行照明，并通过另一细管中的微型摄像机来进行观察。如图乙所示，
某内窥镜所用光导纤维由折射率为n1的内芯和折射率为n2的外套组成。一束光从空气以入射角θ 射
向平直的光导纤维内芯的左端面并在内芯与外套的界面发生全反射。已知光导纤维长度为L，真空
中光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．n1>n2
B．n1<n2
C．光在光导纤维中传播的时间为
Ln1
2
c√n1
2−sin
2θ
D．光在光导纤维中传播的时间为
Ln1
2
c⋅sinθ
考点三 光的折射和全反射的综合问题
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知识点1 全反射
知识点1．求解全反射问题的四点提醒
(1)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。
(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)在全反射现象中，遵循光的反射定律，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。
知识点2．全反射现象中光的传播时间的求解要领
(1)准确地判断出恰好发生全反射的临界光线是解题的关键。
(2)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＝。
(3)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。
(4)利用t＝求解光的传播时间。
考向3 光的折射反射综合问题
例3 （2025·辽宁沈阳·二模）如图所示，O 点为半圆形玻璃砖的圆心，PQ 和MN 是与
玻璃砖底面EF 平行的两个光屏。由a、b 两种单色光组成的复色光沿玻璃砖的半径射
到O 点，在两个光屏上出现了A、B、D 三个光点，a 光在光屏MN 上形成的光点为A
点。已知入射光线与竖直方向的夹角为θ，OB 连线与OD 连线垂直，下列说法正确的
是（ ）
A．b 光在玻璃砖中的折射率小于a 光在玻璃砖中的折射率
B．b 光在玻璃砖中的折射率为
C．a 光在真空中的传播速度大于b 光在真空中的传播速度
D．若将玻璃砖绕O 点在纸面内顺时针转动，光屏MN 上先消失的是a 光形成的光
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【思维建模】 分析光的折射、全反射综合问题的三点注意
（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）当光照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。
【变式训练1】（2025·河北石家庄·三模）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为
由半径为R 的扇形OPQ 与直角三角形OPM 组成，∠QOP=90°，∠OPM=90°，
∠OMP=45°。现有一束单色光从OQ 边上的N 点垂直边界OQ 射入玻璃砖，在圆弧面
PQ 刚好发生全反射。已知光在真空中的速率为c，该单色光在玻璃砖中的折射率为
，则单色光在玻璃砖中的传播时间为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练2】（2025·贵州贵阳·二模）水晶灯下方的吊坠可以提高灯体的稳定性，其多
面棱角的形状使光线在内部多次反射，减少眩光。如图是一种钻石型吊坠的剖面图，
∠N=∠P=90º，∠O=120º，N O 边和PO 边长为2L，在该剖面所在平面内有一束单色光
从MN 边上的A 点射入吊坠，经折射后恰好射到NO 中点，已知AN=
L，入射角
i=45º，光在真空中传播速度为c．求：
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(1)吊坠对该单色光的折射率；
(2)通过计算，判断该束光在NO 面是否会发生全反射；
(3)光在吊坠中传播的时间（当光在界面发生折射时，不考虑其反射光线）。
1.
（2025·四川·高考真题）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（θ<45°）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，θ可以设定为30°
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°
D．若入射光线向左移动，则出射光线也向左移动
2.
（2025·广西·高考真题）如图扇形的材料，折射率大于√2，现有两条光线1 和2，从
扇形材料的A 点传播，光线1 传到圆弧（1
4 圆）AC 的中点B．光线2 传播到C 点偏上，则两光
线发生下列哪种情况（ ）
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A．1 不全反射，2 全反射
B．都不全反射
C．都全反射
D．1 全反射，2 不全反射
3．（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．
4．（2025·湖南·高考真题）如图，ABC 为半圆柱体透明介质的横截面，AC 为直径，B
为ABC 的中点。真空中一束单色光从AC 边射入介质，入射点为A 点，折射光直接由
B 点出射。不考虑光的多次反射，下列说法正确的是（ ）
A．入射角θ 小于45°
B．该介质折射率大于
C．增大入射角，该单色光在BC 上可能发生全反射
D．减小入射角，该单色光在AB 上可能发生全反射
5．（2025·甘肃·高考真题）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
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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。
6．（2025·云南·高考真题）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
，盖玻片与物镜的间距
，不考虑光在盖玻片中的多次反射，取真空中光速
。
(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）；
(2)滴油前后，光从O 点传播到物镜的最短时间分别为
，求
（结果保留2 位
有效数字）。
7．（2024·重庆·高考真题）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16cm，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。忽略气壁厚度，由该方案可知（ ）
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A．若h = 4cm，则
B．若h = 6cm，则
C．若
，则h = 10cm
D．若
，则h = 5cm
8.（2024·浙江·高考真题）如图为水流导光实验，出水口受激光照射，下面桶中的水被照亮，则（
）
A．激光在水和空气中速度相同
B．激光在水流中有全反射现象
C．水在空中做匀速率曲线运动
D．水在水平方向做匀加速运动
9．（2024·贵州·高考真题）一种测量液体折射率的V 形容器，由两块材质相同的直角棱镜粘合，
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
，光在棱镜和液体中的传播
速度分别为
，则（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（2024·海南·高考真题）一正三角形OPQ 玻璃砖，某束光线垂直于OP 射入，恰好在PQ 界面
发生全反射，则玻璃砖的折射率（ ）
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取：最新版“中考高考
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”
总
习~~~
A．
B．
C．
D．2
11．（2024·甘肃·高考真题）如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a 从空气沿半径
方向入射到圆心O，当
时，反射光b 和折射光c 刚好垂直。下列说法正确的是（ ）
A．该材料对红光的折射率为
B．若
，光线c 消失
C．若入射光a 变为白光，光线b 为白光
D．若入射光a 变为紫光，光线b 和c 仍然垂直
12．（2024·山东·高考真题）某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O 点，半径为R；
直角三棱镜FG 边的延长线过O 点，EG 边平行于AB 边且长度等于R，∠FEG=30°。横截面所在平
面内，单色光线以θ 角入射到EF 边发生折射，折射光线垂直EG 边射出。已知玻璃砖和三棱镜对
该单色光的折射率均为1.5。
（1）求sinθ；
（2）以θ 角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB 可以发生全反射，求光线在EF 上入射点
D（图中未标出）到E 点距离的范围。
13．（2023·全国·高考真题）如图，一折射率为
的棱镜的横截面为等腰直角三角形
，
，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。
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14．（2023·山东·高考真题）一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化
如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为
，折射率为n（
）。M、N 下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M 内多次全反射后从下端面射向被测物
体，经被测物体表面镜面反射至N 下端面，N 下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离
有关。
（1）从M 下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为
，求
的正弦值；
（2）被测物体自上而下微小移动，使N 下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝
下端面到被测物体距离b 的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。
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