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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
1
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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
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。
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
【答案】BC
【详解】A．根据光的可逆性可知，增大入射角i，则a 光不会消失，故A 错误；
B．根据折射定律
可知，出射光线a 光与b 光总平行，故B 正确；
CD．由图知两束光的入射角相等，a 的折射角小于b 的折射角，通过折射定律可知
，根
据
可知，a 光的传播速度比b 光的小，故C 正确，D 错误。
故选BC。
【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
【答案】B
【详解】太阳光是平行光，临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角满足
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sin r = R
2 R = 1
2
可知临界光线的折射角为30°；根据折射定律可得
n= sini
sin r =√2
解得
i= 45°
由几何关系可知，地球多转α角度便看不见太阳了，则有
α =60°−45° =15°
一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为
t = 15°
360° ×24 h=1h
同理可知，在太阳升起时也能提早1 小时看到太阳，所以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2 小时。
故选B。
【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（ ）
A．
B．
C．
D．
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【答案】B
【详解】如图所示
由几何知识可知
长为
，
长为
，
长为
，则
长为
，所以
解得
则
则
根据折射定律有
解得
故选B。
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（ ）
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A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】由题知，在空气中的角度
在玻璃中，根据几何关系，可知角度为
根据折射定律
代入数据可得
故选B。
【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
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
【答案】ABD
【详解】A．作出光路图如图所示
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由几何关系可知
由折射定律得折射率
故A 正确；
B．黄光在玻璃砖内的传播速度
EC 之间的距离
则黄光在玻璃砖中的传播时间
故B 正确；
C．由于红光频率小于黄光频率，可知玻璃砖对红光的折射率小于黄光，其他条件不变，用红光
替代黄光后，折射角变大，则红光从BC 边射出玻璃砖，故C 错误；
D．红光从BC 边射出玻璃砖，则红光在玻璃砖中的传播距离减小，由
知红光在玻璃砖中
的传播速度更大，所以红光在玻璃砖中的传播时间变短，故D 正确。
故选ABD。
【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：
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(1)进入玻璃中的折射角θ；
(2)在玻璃砖中的传播时间t。
【答案】(1)30°
(2)
【详解】（1）由题意可知，光线射入玻璃砖时的入射角
根据折射定律可得
解得
（2）光线在玻璃砖中的波速
在玻璃砖中的传播为时间
解得
【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
【答案】B
【详解】AC．两种光从玻璃砖射出时，设入射角为，折射角分别为
、
，根据折射定律
由题图可知
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则
则
光是蓝光，
光是红光，故AC 错误；
B．根据
可知在该玻璃砖中，
光的传播速度小于
光的传播速度，故B 正确；
D．
光折射率大，则频率大，则
光光子能量大，若
光能使某金属发生光电效应，
光不一
定能使某金属发生光电效应，故D 错误。
故选B。
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
光密
介质，折射率较小的介质叫
光疏
介质。
（2）相对性：若n 甲＞n 乙，则甲相对乙是
光密
介质；乙相对甲是
光疏
介质。
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
消失
，
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＝ 1
n 。
（3）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.全反射的应用
（1）全反射棱镜
（2）光导纤维
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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
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
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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
【答案】C
【详解】A．光在冰块中的传播速度
光在冰块中的传播速度小于在真空中的传播速度，故A 错误；
B．根据题意可知，临界角
光线从顶点射出时，路程最大，由几何关系可得，此时光线的入射角
即光线不能从顶点射出，则路程最大时恰好发生全反射，设光从冰砖射出的最长时间时路程为
x，由几何关系可知
则最长时间
联立以上解得
故B 错误；
C．几何关系可知每一侧面被照亮的半径
则从外面看玻璃砖被照亮的总面积为
联立解得
故C 正确；
D．紫光折射率比红光大，故紫光临界角小，结合以上分析可知，表面有光射出的区域半径减
小，即面积将减小，故D 错误。
故选C。
【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（ ）
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A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】由题意可知，设在P 点入射角为
，折射角为
，则
其中
则
根据光的折射定律可知，该该单色光在半圆形玻璃砖中的折射率为
由光的折射定律，该光在玻璃砖中发生全反射的临界角满足
解得
则此时在玻璃砖中传播的光线若想从下方半圆弧面射出，其在圆弧面处的入射角必须小于等于
45°，则由几何关系可知，在半径为R 的圆弧所对应的圆心角为90°时，光线的入射角不超过临
界角而得以射出，故圆弧面上透光区域的长度为
故选A。
【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
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°
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【答案】AC
【详解】A．光的频率由光源决定，与介质无关，所以光线由水上射入水中时，频率不变，故A
正确；
B．画出光路图如图所示
可知光源成像的位置
比的位置偏高，故B 错误；
C．根据光速与折射率关系有
故C 正确；
D．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C，且有
则
故D 错误。
故选AC。
【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
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D．换用红色光束，以
入射一定会从翡翠内环射出
【答案】B
【详解】A．由题可知
，根据光的折射率可知，出射角
与入射角
等大，A
错误；
B．根据光路图可知
翡翠对紫色光折射率
B 正确；
C．调大
，折射角
随之增大，紫光一定不会从翡翠的内环射出，C 错误；
D．红光的频率小，折射率小，根据
可知，折射角变大，不会从翡翠内环射出，D 错
误。
故选B。
．
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（ ）
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
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【答案】CD
【详解】A．根据折射定律有
又因为光恰好在玻璃丝的内侧面发生全反射，则有
联立解得
故A 错误；
B．玻璃丝可以传播不同频率的光，故B 错误；
C．激光由空气中进入玻璃丝后，传播速度变小，则波长变短，故C 正确；
D．减小入射角
，则折射角减小，光在玻璃丝的内侧面入射角增大，大于临界角，发生全反
射，故D 正确。
故选CD。
（【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
【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v = c
n ，n内>n外
解得v内<v外， 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sinC = 1
n ，n红<n蓝
解得C红>C 蓝 ，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】（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
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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
【答案】AC
【详解】AB．发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，所以n1>n2
故A 正确，B 错误；
CD．当入射角为θ 时，设光的折射角为r，根据折射定律有n1= sinθ
sin r
由数学知识可知cosr = √n1
2−sin
2θ
n1
根据几何关系可知，光的传播距离为x =
L
cosr
由n= c
v 知传播速度为v = c
n1
则传播的时间为t = x
v =
Ln1
2
c√n1
2−sin
2θ
故C 正确，D 错误。
故选AC。
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
点
【答案】B
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【详解】A．画出光路图如图所示
根据光路的可逆性可知，b 光在空气中的入射角β 大于a 光在空气中的入射角α，折射
角均等于θ，根据
所以b 光在玻璃砖中的折射率大于a 光在玻璃砖中的折射率，故A 错误；
B．b 光在玻璃砖中的折射率
故B 正确；
C．a 光在真空中的传播速度等于b 光在真空中的传播速度，故C 错误；
D．绕O 点顺时针转动玻璃砖，θ 变大，由
可知
即b 光先发生全反射，可知光屏MN 上先消失的是b 光形成的光点，故D 错误。
故选B。
【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
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，则单色光在玻璃砖中的传播时间为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】根据题意作图，如图
根据全反射临界角公式有
解得
根据几何关系可知光程为
光在介质中的速度为
则单色光在玻璃砖中的传播时间为
故选C。
【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
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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：
(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）。
【答案】(1)
(2)会在NO 面发生全反射
(3)
【详解】（1）设该单色光进入吊坠的折射角为r，则
可得r=30°
吊坠对该单色光的折射率
（2）该单色光在吊坠中的临界角为C，则
可得C=45°
而单色光射到NO 面的入射角为60°，所以该束光会在NO 面发生全反射。
（3）设该光在吊坠中的传播速度为v，则
可得
由几何关系可知，该单色光将在MP 面上关于OM 轴与A 点对称的A′点处射出吊坠，
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光在吊坠中传播的路径长度
光在吊坠中传播的时间
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
【答案】CD
【详解】A．因为1.4<√2，故当选用折射率为1.4 的光学玻璃时，根据sinC = 1
n
可知sinC > √2
2 ，即C >45°
根据几何知识可知光线第一次发生全反射时的入射角为θ<45°<C，故选用折射率为1.4 的光学玻
璃时此时不会发生全反射，故A 错误；
B．当θ =30°时，此时入射角为30°，选用折射率为1.6 的光学玻璃时，此时的临界角为
sinC = 1
1.6 =0.625>0.5=sin30°
故C >30°，故此时不会发生全反射，故B 错误；
C．若选用折射率为2 的光学玻璃，此时临界角为sinC = 1
2
即C =30°，此时光线第一次要发生全反射，入射角一定大于30°，即第一次发生全反射时的入射
光线和反射光线的夹角一定大于60°，根据几何关系可知第一次发生全反射时的入射光线和反射光
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线的夹角等于第二次全反射入射角，故可能为70°，故C 正确；
D．若入射光线向左移动，可知第一次全反射时的反射光线向左移动，第二次全反射时的反射光线
向左移动，同理，第三次全反射时的反射光线向左移动，即出射光线向左移动，故D 正确。
故选CD。
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（ ）
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
【答案】C
【详解】因n>√2可得临界角sinC = 1
n < 1
√2 = √2
2
即C<45°
因射到B 点的光线的入射角为α = 180
∘−45
∘
2
=67.5
∘>C
可知光线1 会发生全反射；因射到C 点偏上的的光线的入射角为β >45
∘>C
可知光线2 会发生全反射。
故选C。
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．
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【答案】A
【详解】光路图如图所示
则有折射定律可得
故选A。
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
【答案】D
【详解】AB．根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可知，折射角为45°，则由折射定律有
则有
，
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解得
故AB 错误；
C．根据题意，由
可知
即
增大入射角，光路图如图所示
由几何关系可知，光在BC 上的入射角小于45°，则该单色光在BC 上不可能发生全反
射，故C 错误；
D．减小入射角，光路图如图所示
由几何关系可知，光在AB 上的入射角大于45°，可能大于临界角，则该单色光在AB
上可能发生全反射，故D 正确。
故选D。
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
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：
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(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。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）根据题意，画出光路图，如图所示
由几何关系可得
，
则有
，
则
由折射定律可得该液体的折射率为
（2）根据题意，由图可知，光在空气中传播的距离为
光在液体中的传播距离为
光在液体中的传播速度为
则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
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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）。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）由折射定律可知，全反射的临界角满足
设未滴油时，O 点发出的光在盖玻片的上表面的透光圆的半径为r，由几何关系
代入数据解得
根据
所以未滴油时，O 点发出的光在盖玻片的上表面的透光面积为
（2）当光从O 点垂直于盖玻片的上表面入射时，传播的时间最短，则未滴油滴时，光
从O 点传播到物镜的最短时间为
滴油滴时，光从O 点传播到物镜的最短时间为
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故
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（ ）
A．若h = 4cm，则
B．若h = 6cm，则
C．若
，则h = 10cm
D．若
，则h = 5cm
【答案】B
【详解】根据几何关系画出光路图，如图所示
标注入射角θ1，折射角θ2，根据折射定律可得
A．若
，则
，故A 错误；
B．若
，则
，故B 正确；
C．若
，则
，故C 错误；
D．若
，则
，故D 错误。
故选B。
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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
【答案】B
【详解】A．光在介质中的速度为v = c
n，故激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A
错误；
B．水流导光的原理为光在水中射到水与空气分界面时入射角大于临界角，发生了全反射，故B 正
确；
C．水在空中只受到重力作用，做匀变速曲线运动，速度在增大，故C 错误；
D．水在水平方向做匀速直线运动，故D 错误。
故选B。
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．
【答案】A
【详解】由图可知光从棱镜进入液体中时，入射角小于折射角，根据折射定律可知
根据折射率的速度表达式
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可得
故选A。
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（ ）
A．
B．
C．
D．2
【答案】C
【详解】如图所示
根据几何关系可知光线在PQ 界面的入射角为
根据全反射的临界条件可得
解得
故选C。
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
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【答案】ABC
【详解】A．根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为
，故折射率为
故A 正确；
B．设临界角为C，得
故
，故若
，会发生全反射，光线c 消失，故B 正确；
C．由于光线b 为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a 变为白光，光线b 为白光，故C 正
确；
D．对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a 变为紫光，折射角将变大，光线b 和c 不
会垂直，故D 错误。
故选ABC。
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。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由题意设光在三棱镜中的折射角为
，则根据折射定律有
由于折射光线垂直EG 边射出，根据几何关系可知
代入数据解得
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（2）根据题意作出单色光第一次到达半圆弧AMB 恰好发生全反射的光路图如图
则根据几何关系可知FE 上从P 点到E 点以
角入射的单色光线第一次到达半圆弧AMB 都可以发生
全反射，根据全反射临界角公式有
设P 点到FG 的距离为l，则根据几何关系有
又因为
联立解得
所以光线在EF 上的入射点D 到E 点的距离范围为
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。
【答案】
【详解】由题意可知做出光路图如图所示
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光线垂直于BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为45°；由于棱镜折射率为
，根据
有
则折射角为30°；
，因为
，所以光在BC 面的入射角为
根据反射定律可知
根据几何关系可知
，即
为等腰三角形，则
又因为
与
相似，故有
由题知
联立可得
所以M 到A 点的距离为
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；
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（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）。
【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M 下端面出射的光与竖直方向夹角最大，
设光在M 下端与竖直方向的偏角为α，此时
可得
又因为
所以
（2）根据题意要使N 下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示
则玻璃丝下端面到被测物体距离b 的相应范围应该为
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当距离最近时有
当距离最远时有
根据（1）可知
联立可得
所以满足条件的范围为
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