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第49 讲 光的折射、全反射
目录
.....1
.....4
考点一 折射定律和折射率................................................................................................................................................... 4
考向1：折射现象........................................................................................................................................................... 5
考向2：折射定律及折射率的定性分析.................................................................................................................. 5
考向3：折射定律及折射率的定量计算.................................................................................................................. 6
考点二 全反射 光导纤维................................................................................................................................................... 8
考向1：全反射条件与现象分析................................................................................................................................9
考向2：全反射的计算................................................................................................................................................10
考点三 光的折射与全反射综合问题..............................................................................................................................12
考点四 光路控制与色散..................................................................................................................................................... 13
. .16
基础巩固练.............................................................................................................................................................................. 16
综合提升练.............................................................................................................................................................................. 20
核心考点
1.光的折射定律：
内容：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线两
侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
公式：n=sinθ₁/sinθ₂（光从真空/空气射入介质）或n₂₁=sinθ₁/sinθ₂=n₂/n₁（光从介质1
射入介质2）。
光路可逆性：光发生折射时，光路是可逆的。
2.折射率：
定义：n=c/v（c 为真空中光速，v 为介质中光速）。
物理意义：描述介质对光偏折本领的物理量。n>1。光从真空射入介质时，入射角>折
射角。
决定因素：由介质本身和光的频率决定。同种介质中，频率越高（波长越短）的光，
折射率越大（如紫光折射率大于红光）。
3.全反射：
条件：①光从光密介质射入光疏介质。②入射角≥临界角C。
临界角：sinC=1/n（C 为光从介质射向真空/空气时的临界角）。
应用：光导纤维（利用全反射原理）、全反射棱镜（改变光路）、水中的气泡看起来
特别明亮（光从水射向气泡时发生全反射）。
4.光的色散：
现象：白光通过三棱镜后，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象。
本质：不同色光（频率不同）在同一介质中折射率不同。紫光折射率最大，偏折最明
显；红光折射率最小，偏折最不明显。
结论：折射率n 大→频率f 大→在介质中光速v=c/n 小→全反射临界角C=arcsin(1/n)
小。
考情透析
1.题型与难度：高考的必考内容，通常出现在选择题（考查概念、色散、全反射条件）
或计算题（考查折射定律和全反射的综合应用）中。难度中档，是光学部分的重点和难
点。
2.命题规律：
高频考查：
折射定律的应用（通过入射角和折射角求折射率或求另一侧的角度）。
全反射条件的判断与临界角的计算（特别是给出光路图，判断能否发生全反射）。
光的色散现象的原理分析（比较不同色光在同一介质中的折射率、速度、临界角
等）。
结合几何关系解决光路问题（需要用到三角形、圆等平面几何知识）。
常规考法：
给定一个三棱镜或玻璃砖，一束光射入，要求画出光路图或通过计算求折射角、偏折
角、出射位置等。
给出入射角和折射角的数值，直接利用公式n=sini/sinr 计算折射率。
判断“光密”与“光疏”介质，并分析全反射发生的可能性。
创新考法：
与实际应用结合：如光纤通信（全反射）、潜望镜、望远镜、眼镜（近视/远视镜片实
质是光在不同曲率表面上折射）、水中或玻璃中物体的视深（折射成像）。
与实验结合：测量玻璃砖折射率实验（插针法确定光路）中的误差分析和数据处理。
与多过程综合：一束光依次穿过多个不同介质（如空气→玻璃→空气→水），分段应
用折射定律。
3.考查方向：侧重对“折射定律”中角度关系的准确计算、判断全反射的两个必要条
件、区分“光密/光疏”是相对概念（不能只看绝对折射率大小）、光路图的规范作图与几
何关系推导、不同色光频谱特性（n,f,v,λ）的比较。
素养对接
1.模型建构：将光具（如三棱镜、玻璃砖、光纤）抽象为“光线”的几何模型，忽略光
的波动性，强化几何光学的“直线传播”和“边界转折”（反射、折射）的建模思维。培
养化实物为几何图形的能力。
2.几何推理与数形结合：光路问题本质上是一个平面几何问题。需要熟练运用三角形的
内角和、外角定理、正弦定理等几何知识，将物理规律（折射定律）转化为几何方程。培
养数形结合与逻辑推导的素养。
3.比较与分类思维：
光密/光疏对比：理解“光密”指折射率大，光在其中的传播速度慢；“光疏”则相
反。两者是相对概念（水相对于空气是光密，但相对于玻璃是光疏）。
色散中的比较：对红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的n（折射率）、v（介质中
光速）、C（临界角）、偏折程度进行横向对比，培养归纳与对比的思维习惯。
4.逆向思维：利用光路可逆性，在已知折射光路的情况下，可以反向推出入射光路。这
在分析某些复杂折射或观察视深问题时极其有用。
学习目标
1.知识目标：
能默写折射定律的表达式n=sinθ₁/sinθ₂ 和折射率定义式n=c/v。
能说出全反射发生的两个必要条件，并写出临界角公式sinC=1/n。
能复述光的色散现象，并对比不同色光（红和紫）在同一介质中的n、v、λ 的差异。
能识别生活中常见的全反射与折射现象（如水中的鱼看起来比实际浅、玻璃中的气泡
显得特别亮等）。
2.能力目标：
光路图作图能力：能根据题意规范画出完整的光路图（包括法线、箭头、角度符
号）。
几何计算能力：能结合平面几何知识（如三角形边角关系），列方程求解折射角、入
射角、折射率或出射点位置。
条件判断能力：能根据两介质的折射率大小关系，判断光是从“光密→光疏”还是
“光疏→光密”，并判断是否会发生全反射。
综合分析能力：能解决光在多层不同介质（如空气—玻璃—空气）中连续折射或全反
射的问题（分段应用公式）。
备考建议
1.清楚“折射定律n=sini/sinr”中角度的“正确配对”，这是计算准确率的关键：
核心陷阱：入射角i 和折射角r 都是指光线与法线的夹角，而不是光线与界面的夹角。
常见错误是将光线与界面的夹角误认为是入射角或折射角。
建议：每做一道折射题，第一步：过入射点作法线；第二步：标出入射角和折射角
（用小写字母i,r 或数字标清楚）；第三步：写出关系式sini/sinr=n，再代入数据。
2.比较入射角与临界角：若入射角i≥C，则发生全反射（遵循反射定律）；若i<C，则
同时发生折射和反射。
3.判断后续光路：若发生全反射，利用反射定律找到反射光线后，继续分析后续界面；
若发生折射，用折射定律求折射角，继续跟踪光路。
4.重点搞清“光路可逆性”在解题中的妙用，可以简化很多问题.
5.强化“色散”中不同色光物理量的对比记忆，这是高频选择题的必考内容。
从红光到紫光：频率f 增大、折射率n 增大、介质中光速v 减小、全反射临界角C 减
小、波长λ 减小。
6.强化易错点专项训练：
易错点一：混淆“光密介质”与“光疏介质”的物理意义。光密介质并非密度大，而
是折射率大。
易错点二：全反射要发生，光一定要从“光密”进入“光疏”。
易错点三：用折射率公式n=sini/sinr 时，将入射角和折射角搞反。
易错点四：在计算光在介质中的速度、频率、波长的变化时，混淆因果关系。光从真
空进入介质，频率f 不变（由光源决定），波速v 变小（v=c/n），波长λ 变小（λ=v/f）。这
是基本的因果关系，不能搞错。
易错点五：不会利用“轨迹图”与“几何关系”结合的方法。光路计算题往往没有直
接给出角度，而是给出折射后的出射点位置或三角形的边长关系。此时需要将入射点、出
射点连接起来，构成三角形，利用正余弦定理或三角函数求解边长关系，再转化为对应角
度的正弦值，代入折射定律。
考点一 折射定律和折射率
【必备知识回顾】
1．光的反射现象与折射现象
一般来说，光从第1 种介质射到该介质与第2 种介质的分界面时，一部分光会返回到第1 种介质，这
个现象叫作光的反射；另一部分光会进入第2 种介质，这个现象叫作光的折射(如图所示)。
2．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：＝n12，式中n12是比例常数。
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的。
3．折射率
(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝
对折射率，简称折射率，用符号n 表示。
(2)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光线以相同入射角从真空斜射入该介质时
偏折的角度大，反之偏折的角度小。
(3)定义式：n＝，不能说n 与sinθ1成正比、与sinθ2成反比，对于确定的某种介质而言，入射角的正弦
与折射角的正弦成正比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
(4)光在不同介质中的传播速度不同；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介
质中的传播速度v 之比，即n＝。由于c>v，故任何介质的折射率都大于1。
【重难模型精讲】
考向1：折射现象
【典例1】(2026·河南省鹤壁市·月考试卷)玻璃中有一个球形气泡。一束平行光射入气泡，下列光路图
中正确的是()
A.
B.
C.
D.
考向2：折射定律及折射率的定性分析
【典例2】(2026·湖北省·模拟题)如图所示，a、b两种单色光沿不同方向由空气射入玻璃三棱镜，经三
棱镜折射后沿同一方向射出，下列关于a光和b光的说法正确的是()
A.玻璃三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率
B.在玻璃三棱镜中，a光的传播速度比b光的传播速度小
C.a光和b光从空气射入玻璃时，频率发生变化
D.空气中a光的波长小于b光的波长
考向3：折射定律及折射率的定量计算
【典例3】(2026·江西省·联考题)如图为某光学仪器上的一个匀质透明零部件的结构简图，该零部件竖
直放置，上部分为半径为R的半球体，O点为半球体的球心，下部分为一个截面半径为R、高度也为R的圆
柱体，OO'为该零部件的中心轴，CD面涂有反射膜(厚度不计，O'为CD面的中心)。现让一细束单色光
平行于OO'从P点射入该零部件，经折射后刚好经过O'点，然后从P'点射出。已知P点离中心轴OO'的距
离为
❑√3
2 R，不考虑折射时的反射，光在真空中的传播速率为c，求：
(1)该零部件材料的折射率n;
(2)该单色光在零部件中的传播时间t。
【变式训练与拓展】
【变式1】(2026·江苏省·期末考试)用一束激光斜射入液面，入射光线、反射光线和折射光线如图所示，
通过测量发现入射光线与液面成37°，反射光线与折射光线相互垂直，则该液体的折射率为
A.4
3
B.3
4
C.5
4
D.5
3
【变式2】(2026·山西省晋中市·模拟题)夜晚在高速公路上行车，当车灯照射到公路旁边的指示牌上时，
指示牌能将照射到其上的光线返回，使司机看清指示牌上的标志。其反光原理是在指示牌上涂有一层由玻
璃制成的微小球体，示意图如图所示。假定车灯射出的光为单色光，平行入射到玻璃微球表面，玻璃微球
右侧面有反光膜，入射角为θ =60°的灯光能够逆向返回，玻璃微球半径为r =1.0×10
-5m，真空中光速
c =3.0×10
8m/ s，求：
(1)玻璃微球的折射率n；
(2)单色光在玻璃微球内的传播时间t。
【变式3】(2026·河南省·模拟题)某发光二极管由一种透明材料封装而成，为研究其光学属性，某同学
找来一个用这种材料制成的半圆柱体，其横截面是半径为R的半圆，O是半圆的圆心，AB为水平直径。一
束由紫光和红光组成的复色光a以入射角θ =60❑
∘从A点射入半圆柱体，经AB折射后到达弧面上的C、D
两点，如图所示。已知O、C间的水平距离为R
2 ，真空中的光速为c，求：
(1)到达C点的是紫光还是红光？该材料对到C点的单色光的折射率n；
(2)两种单色光分别从A到C的传播时间tC与从A到D的传播时间t D之比。
【变式4】(2026·安徽省·期中考试)如图所示为某种透明介质制成的圆柱形棱镜的截面，截面的半径为
R，O为圆心，MN为截面上的一条直径，某种色光由A点射入玻璃砖，入射方向平行于MN，A点到MN
的距离为
❑√2
2 R，该色光由截面上的B点射出，B点到MN的距离为(❑√6- ❑√2)
4
R，光在真空中的速度为c，
sin15❑
∘=
❑√6- ❑√2
4
。求：
(1)透明介质的折射率；
(2)光束由A到B的时间。
【方法规律】
1．对折射率的理解
(1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定，由n＝定义和计算，与入射角θ1、折射角θ2无关。
(2)由n＝可计算光的折射率，n 是光从真空射入某种介质的折射率。对两种介质来说，若n1>n2，则折
射率为n1的称为光密介质，折射率为n2的称为光疏介质。
(3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf 和n＝判断。
(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。
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，如折射角、
折射率等。
(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。
考点二 全反射 光导纤维
【必备知识回顾】
1．全反射
(1)条件：①光从光密介质射入光疏介质；
②入射角等于或大于临界角。
(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C 与介质
的折射率n 的关系是sinC＝。
(4)应用：①全反射棱镜；②光导纤维。
2．光的色散
(1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。
(2)色散规律：白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，折射率依次增大，红光的最小，
紫光的最大，当一束白光入射到棱镜界面时，七种色光以相同的入射角射到棱镜界面，各种色光的折射角
不同，红光偏折得最小，紫光偏折得最大；当它们从另一个界面射出时，仍然是紫光的偏折最大，红光的
偏折最小。
(3)光的色散现象说明
①白光为复色光；
②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；
③不同色光在同一介质中的传播速度不同，根据n＝，频率越大，折射率越大，则波速越小。
(4)光的色散的种类
除光的折射时的色散，还有光的干涉时的色散、光的衍射时的色散。
【重难模型精讲】
考向1：全反射条件与现象分析
【典例4】(2026·江苏省南通市·其他类型)海市蜃楼分为两种形式：海面的海市蜃楼和沙漠中的海市蜃
楼。观察对比下列两幅图像，下列说法正确的是()
A.两图都是折射现象，没有反射现象
B.海市蜃楼的原理和平面镜相同
C.两图都是光从光密介质进入光疏介质，最终发生了全反射
D.海面附近与沙漠表面，底层空气均比上层空气稠密
考向2：全反射的计算
【典例5】(2026·安徽省芜湖市·其他类型)一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入
射(入射面在棱镜的横截面内)，入射角为i，经折射后射至AB边的E点，如图所示。逐渐减小i，E点向B
点移动，当sini= 1
6 时，恰好没有光线从AB边射出棱镜，且DE = DA。求棱镜的折射率。
【变式训练与拓展】
【变式5】(2026·湖北省·模拟题)在探究温度对介质折射率影响的实验中，半径为R的半圆柱的截面如
图所示，O为圆心，单色光从真空沿半径方向射入介质，光线延长线与水平直径间的夹角为45°。设定介
质温度，令单色光在介质中的折射率恒为n=1.5，光在真空中的传播速度为c，则光在介质中的传播时间
为()
A. R
c
B.3 R
2c
C.2 R
c
D.3 R
c
【变式6】(2026·广东省·单元测试)如图所示，ABCD为一透镜的截面图，圆弧BD是一个以O为圆心
的半圆面，AB边垂直于AC边，AB边与CD边平行且相等，一束平行单色光垂直于AC边射向透镜。已知
光在真空中的传播速度为c，光在该透镜中的传播速度为
❑√3
3 c，求：
(1)该透镜的折射率n;
(2)圆弧BD上有光射出的区域对应圆心角的正弦值。
【变式7】(2026·湖北省荆州市·期末考试)半球形透明介质的底面恰好水平扣在一个中空、薄壁、无盖
圆柱形桶上，其截面图如图所示，O为球心，A、B、C、D为圆桶截面的四个顶点。其中，半球的半径、
圆桶的半径和高均相等。一细束单色光对准透明介质球心O与竖直方向成30
∘角射向透明介质，经介质折射
后恰好照到圆桶底角C处。
(1)求该透明介质对该单色光的折射率;
(2)现保证该光线始终在同一平面内沿半径方向射入此透明介质，已知从图示位置顺时针匀速转动入
射光线，经历1s时间，照射在圆桶AC边上的光线消失，求光线转动的角速度ω。
【方法规律】
1．解析全反射问题的技巧
(1)解析全反射问题时，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。
2．全反射规律的应用
(1)全反射棱镜
截面是等腰直角三角形的棱镜(通常是玻璃做成的)叫全反射棱镜。它的特殊作用一般有如图所示的四
种情况。
(2)光导纤维
光导纤维简称“光纤”，它是非常细的特制玻璃丝(直径在几微米到一百微米之间)，由内芯和外套两
层组成，内芯的折射率比外套的大。
考点三 光的折射与全反射综合问题
【必备知识回顾】
1．求解光的折射、全反射问题的三点提醒
(1)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；如果光线从光密
介质进入光疏介质且入射角大于或等于临界角，一定发生全反射。
(2)光的反射和全反射现象，均遵循光的反射定律。
(3)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。
2．求解光的折射和全反射问题的思路
(1)确定研究的光线
该光线一般是入射光线，还有可能是反射光线或折射光线；若研究的光线不明确，根据题意分析、寻
找，如临界光线、边界光线等。
(2)画光路图
找入射点，确认界面，并画出法线，根据反射定律、折射定律作出光路图，结合几何关系，具体求解。
【重难模型精讲】
【典例6】(2026·河南省·模拟题)如图所示，棱镜ABCD的截面为直角梯形，一束细光束由AD边的O
点斜射入棱镜，光路图如图所示，光在AB边和BC边均发生全反射。光束射到AB边的位置恰好在AB边的
中点，且此位置的入射角比临界角大15
∘。已知AD =3 AO =3 L，AB =2❑√3 L，∠B =120
∘，光在真空中
的传播速度为c。求：
(1)棱镜材料的折射率;
(2)光从射入棱镜到射出棱镜的时间。
【变式训练与拓展】
【变式8】(2026·云南省曲靖市·期末考试)如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABO，
∠A =30❑
∘，∠B =60❑
∘。一束平行于AO边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AO边发生反射后从
BO边的M点射出。若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等。
(1)求三棱镜的折射率；
(2)在三棱镜的AO边是否有光线透出，写出分析过程并画出光路图。(不考虑多次反射)
【变式9】(2026·山东省·模拟题)某个透明物体的横截面如图所示，BDE是以O为圆心、半径为R的半
圆形，ABD是等腰直角三角形。一单色光从E点射入该物体，OD与OE的夹角β =60°，入射光与OE的夹
角为α =60°，介质的折射率为n= ❑√3，光在真空中传播的速度为c，求：
(1)光传播至AB界面的入射角；
(2)光从射入E点至第一次传播到AD界面的时间。
【变式10】(2026·河南省周口市·期末考试)某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图
所示，彩灯为一个正方形水平的小光带MNPQ( PQ未标注)，其边长为a，离水面的高度差为h，灯带发出
绿光时，绿光在水中的折射率为n，真空中的光速为c，水池面积足够大。求：
(1)绿光射出水面的最短时间；
(2)若在水面上方垂直于水面向下看，灯带的视深；
(3)有绿光直接射出水面的面积。
考点四 光路控制与色散
【必备知识回顾】
1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
上下表面平行
横截面为三角形
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
线向棱镜底边偏折
圆界面的法线是
过圆心的直线，经过
两次折射后向圆心偏
折
应用
测量玻璃的折射率
全反射棱镜，改变
光的传播方向
改变光的传播方
向
不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同。
2.折射时光的色散及成因
(1)含有多种颜色的光被分解为单色光的现象称为光的色散。
(2)含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质，由于同一介质对不同色光的折射率不同，各种色光
的偏折程度不同，所以产生光的色散。
不同色光的比较：
颜色
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
频率
低→高
折射时的偏折程度
小→大
通过棱镜的偏折角
小→大
同一介质中的折射率
小→大
同一介质中的速度
大→小
波长
大→小
全反射临界角
大→小
【重难模型精讲】
【典例7】(2026·福建省·同步练习)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A =90°，
∠B =30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。
(i)求棱镜的折射率；(ii)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。
求此时AB边上入射角的正弦。
【变式训练与拓展】
【变式11】(2026·湖北省·单元测试)一长方体玻璃砖长L= 48cm，高d =6cm，其截面图如图所示，该
玻璃砖的折射率n=1.25，一单色细光束从管的左端的正中心射入，不从上、下两侧射出。已知光在真空
中传播的速度c =3×10
8m/ s，sin53
∘=0.8，cos53
∘=0.6，关于光在玻璃砖中的传播，下列说法正确的
是()
A.光最多可以在玻璃砖中反射6次
B.光最多可以在玻璃砖中反射5次
C.光在玻璃砖中传播的最长时间为1.6×10
-9 s
D.光在玻璃砖中传播的最长时间为2×10
-9 s
【变式12】(2026·湖北省宜昌市·其他类型)如图为一透明材质的长方体纵截面，一束平行光以60
∘的入
射角照射在上表面，AB为一长为L的不透光装饰长条(厚度不计)，在长方体的左侧壁形成的影子CD长为
❑√3 L。已知光在真空中的传播速度为c。求：
(1)透明材料的折射率;(2)求照射到D点和到C点的光在长方体中传播的时间差，并判断随着入射角变
大，这个时间差如何变化?
【变式13】(2026·云南省·月考试卷)如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平
面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率n= ❑√2，AB = BC =8cm，OA =2cm，
∠OAB =60
∘。求：
(1)光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向;
(2)第一次的出射点距C的距离。
基础巩固练
1.(2026·福建省·月考试卷)早期浸入式光刻技术利用了光由介质Ⅰ入射到介质Ⅱ后改变波长，使波长达
到光刻要求，然后对晶圆进行刻蚀。如图所示，光波通过分界面后，α >γ，下列判断正确的是
A.频率变小
B.波长变长
C.速度变小
D.介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率
2.(2026·江苏省连云港市·其他类型)一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖，出射光线与入射光线的位
置关系可能正确的是()
A.
B.
C.
D.
3.(2026·河北省唐山市·其他类型)如图所示，一束光沿AO从空气射入介质中，以O点为圆心画一个圆，
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为半径画另一圆。则以下线段长度之比等于介质的折射率的是()
A. BM
MN
B. BN
MN
C. OB
OM
D.OM
ON
4.(2026·河北省·单元测试)潜水运动员在水中向岸上发射激光，如图所示。潜水员某次在同一位置沿同
一方向分别发出a、b两种颜色的激光，结果岸上只接收到了a光，没有接收到b光，则下列说法正确的是()
A.水对a光的折射率大于水对b光的折射率
B.在水中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C.真空中，a光的波长大于b光的波长
D.若b是黄颜色的光，则a可能是绿颜色的光
5.(2026·新疆维吾尔自治区·期末考试)科研人员在研究一半径为R的透明半球体时，用一束激光垂直照
射半球体底面各点，发现激光束照射点距离球心为3 R
5 时，激光束恰好不能从半球表面透出，则半球体对
此激光束的折射率为()
A.5
4
B.4
3
C.3
2
D.5
3
6.(2026·内蒙古自治区包头市·其他类型)如图所示，一个半径为r =3c m的圆柱形软木塞，在其圆心处
插上一枚大头针，软木塞浮在液面上。调整大头针插入软木塞的深度，当它露在外面的长度为h= 4 cm时，
从液面上方各个方向向液体观察，恰好看不到大头针。则液体的折射率为()
A.4
3
B.3
4
C.5
3
D.5
4
7.(2026·浙江省·单元测试)如图所示，一束由红、蓝两单色光组成的复色光从一平板玻璃砖的上表面以
入射角θ射入，穿过玻璃砖从下表面射出，已知该玻璃对蓝光的折射率为1.4。设红光与蓝光穿过玻璃砖的
速度分别为v1和v2，则θ在从0°逐渐增大至90°的过程中
A.光线a是红光，光线b是蓝光
B.v1<v2
C.两单色光始终平行地射出玻璃砖
D.当入射角θ逐渐增大时，从下表面出射的a光线先消失
8.(2026·河南省·单元测试)测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明
介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆
形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可
用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为a、b两束光，光路图如图所示，
其中α > β，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是()
A.a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的小
B.若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动
C.若逐渐提高溶液的含糖率，a光先不能射出容器
D.稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动
9.（多选）(2026·湖北省黄冈市·其他类型)如图所示，一束平行于直径AB的光束射到透明介质球的表
面P点，经折射后射到B点，已知∠PBA =30°，介质球的半径为R，光在真空中的传播速度为c，则()
A.介质球的折射率为❑√2
B.介质球的折射率为❑√3
C.光在B点可能发生全反射
D.光从P传到B点的时间为3 R
c
10.(2026·江西省赣州市·月考试卷)如图所示是一个半径为R的半球形玻璃砖的正视图，AB为半圆的直
径，O为圆心．一束宽为2 R的平行光线垂直下表面射入玻璃砖，上表面有光线射出的区域在平行于AB方
向上的宽度d = R(不考虑多次反射).已知光在真空中的传播速率为c，不考虑AB面的反射光，求：
(1)玻璃砖的折射率；
(2)在O点左侧L=
❑√2
2 R处射入玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的时间．
11.(2026·广东省·同步练习)图中阴影部分为透明材料做成的柱形光学元件的横截面，ABCD构成正方
形，M为正方形的中心，弧BC
⌢
为过M点的半圆弧，圆心为O点。一束光从O点照射到弧BC
⌢
上并射入透明
材料，入射方向与OB成45°角，最终从弧BC
⌢
射出。已知透明材料的折射率n= ❑√2，圆弧的半径为R，光
在真空中的速度为c。求
(1)光在透明材料中的传播速度v；
(2)光在透明材料中传播的时间t。
12.(2026·江西省赣州市·其他类型)图甲为发光二极管，其发光帽是一个透明体。为简化问题，设它由
一个半径为R的半球体与一个半径为R的圆柱体组成，过半球球心的纵截面如图乙所示，若二极管的发光
部分视为点光源且位于圆柱体内轴线上与半球球心相距0.75 R的O点，光线恰好能从半球体的全部表面射
出，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在透明体内反射。求：
(1)透明体的折射率;
(2)从半球体射出的光的最长传播时间。
13.(2026·全国·单元测试)如图所示，水面上有一半径为R的透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖
直中心轴上有红色单色灯(可视为点光源)，均质球对红色光的折射率分别为n。为使从光源照射到上半球面
的光，都能发生折射。(不考虑光线在球内反射后的折射)
(1)求红灯到水面的最大距离；
(2)若改为蓝色灯，则蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？
综合提升练
1．（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
2．（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α
的玻璃棱镜，出射光相对于入射光的偏转角为β，该折射率为（）
A．
B．
C．
sin α
sin β
D．
sin β
sin α
3．（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❑√2
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
4．（多选）（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
5．（多选）（2026·浙江·高考真题）如图1 所示，三块同质有机玻璃板甲、乙、丙，拼接形成两层同
心圆弧空气膜。现让一束激光从P 点射入，并在空气膜Q 处注入一滴油，呈现图2 所示的光路（其中α、
β为相应光线的入射角）。已知空气折射率为1，光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是（）
A．有机玻璃的折射率n≥
1
sin β
B．光在有机玻璃中的传播速度v ≥c sin α
C．有机玻璃的折射率可能大于油的折射率
D．若在R 处注入同种油滴，光线不会从R 处进入乙
6．（2025·湖北·高考真题）如图所示，三角形ABC 是三棱镜的横截面，AC = BC，∠C =30°，三棱
镜放在平面镜上，AC 边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O 点，入射角为α，O 点离A 点足够近。
已知三棱镜的折射率为❑√2。
(1)当α = 45°时，求光线从AB 边射入棱镜时折射角的正弦值；
(2)若光线从AB 边折射后直接到达BC 边，并在BC 边刚好发生全反射，求此时的α值
7．（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d =2.0 mm，
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t1、t2，求t2-t1（结果保留2 位有效数字）。
8．（2025·安徽·高考真题）如图，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。
一束平行于x 轴的激光，从横截面上的P 点由空气射入玻璃砖，从Q 点射出。已知P 点到x 轴的距离为
❑√2
2 R，P、Q 间的距离为❑√3 R。
(1)求玻璃砖的折射率；
(2)在该横截面沿圆弧任意改变入射点的位置和入射方向，使激光能在圆心O 点发生全反射，求入射光
线与x 轴之间夹角的范围。
9．（2025·江西·高考真题）如图所示，将一透明空心圆形容器置于水平桌面，倒入液体，使液面与过
圆心O 的水平刻线齐平，忽略容器对光线的影响。
(1)若一束激光沿与法线NN'成45°角的AO 方向从空气入射至液面，折射光线OB 与法线成30°角，则
该液体折射率为多少?
(2)若将激光从液体沿半径方向经圆心O 射向空气，要在液面上方任何位置都观测不到出射光，则最小
入射角为多少?
10．（2025·山东·高考真题）由透明介质制作的光学功能器件截面如图所示，器件下表面圆弧以O 点
为圆心，上表面圆弧以O
'点为圆心，两圆弧的半径及O、O
'两点间距离均为R，点A、B、C 在下表面圆弧
上。左界面AF 和右界面CH 与OO
'
平行，到OO
'
的距离均为
。
(1)B 点与OO
'的距离为
❑√3
2 R，单色光线从B 点平行于OO
'射入介质，射出后恰好经过O
'点，求介质
对该单色光的折射率n；
(2)若该单色光线从G 点沿GE 方向垂直AF 射入介质，并垂直CH 射出，出射点在GE 的延长线上，E
点在OO
'上，O
'、E 两点间的距离为
❑√2
2 R，空气中的光速为c，求该光在介质中的传播时间t。
