2026年高考物理一轮考点复习光的折射全反射（学生版+解析）

第29讲光的折射全反射

学习目标’

I、理解和掌屋射定律及应用。

2、理解和掌握全反射定律及应用。

夯实基础

考点一折射定律的理解与应用

I.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.

sin〃i

(2)表达式:

sing一

(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遵性质的物理量.

siM

(2)定义式:〃=诉

(3)计算公式：〃=?，因为Me,所以任何介质的折射率都大于1.

(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射

角小于折射角.

3.折射率的理解

(I)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.

(4)公式〃=鬻中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，仇总是真空中的光线与法线间

的夹角，仇总是介质中的光线与法线间的夹角.

考点二全反射现象的理解与应用

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，折射光线将消失,只剩下反射

光线的现象.

2.条件：（1）光从光密介质射入光疏介质.⑵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〃）

射向真空或空气时，发生全反射的蛤界角为C,贝iJsinC=］介质的折射

率越大，发生全反射的临界角越小.

考点三光路控制问题分析

平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制：

别

平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球）

项目

玻璃砖上下表面是平行

结构横截面为三角形横截面是员1

的

讶

BL-----------

对光线的作用A圆界面的法线是过圆心

通过三棱镜的光线经两

通过平行玻璃砖的光线的直线，经过两次折射

次折射后，出射光线向

不改变传播方向，但要后向圆心偏折

发生侧移棱镜底边偏折

全反射棱镜，改变光的

应用测定玻璃的折射率改变光的传播方向

传播方向

考点四平行玻璃砖模型的分析

L有关平行玻璃砖中侧移的比较

如图所示，光从空气射向上下表面平行的玻璃砖时，入射角为i,折射角为仇经折射从下表面射

出。设玻璃的折射率为n,厚度为d,求侧移量D,并对不同的光的侧移量进行大小比较。

22

土厂1sine.sineh1l|>/n-sine

【解析】：n=博得sma=n,则cosa=n

dn

由几何关系得1==1.22Q

cosaVn2-sinz0

侧移量D=1sin(0-a)=^===sin(8-a)

经化简后得D=dsin0(l-=dsin9(l--F^=)

、2Vnzsin2、/n2-i

4cos2B+1

讨论：

(1)对于同种色光，由于n不变，当入射角8增大时，sinB增大，cos。减小，1一下^・增大，所

届中

以D增大.即入射角大则侧移大.

(2)对于同一个入射角，由于。不变，很容易由以上关系得到：折射率大则侧移大.

2.关于光通过玻璃砖所用时间的比较

由于n=£,得到v=£,结合以上的计算易得t=!=」M=

vnvccos0cVnz-sinz0

讨论：

(1)对于同种色光，入射角8越大，则光线通过玻璃的时间t越长.

(2)对于不同种的光时，由于

「=［(+一竽)=［卜城“+一康)+焉］，所有可见光中，红光的折射率最小为⑸3,

约为1.5.故9W0.44,而;-±=黑20.5,可得白〈一£，由函数的单调性可知，折射率大

n22sm2。sin20n22smz0

的所用时间比较多.

3.水下视深问题

、'、、;;设水深为九'，实际深度为九。由题意作光路图如

、、a11

yd)下

根据折射定律：n=^

sinr

因为i和r均很小则sini〜tani=£

n

d

sinr=tanr=—

s)h

m.isinitanih

则.一4—.—n

sinrtanrhrz

故"=&

n

例题精析‘

［例题1］日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（）

A.雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象

B.光导纤维利用了光的全反射原理.，内芯采用光密介质，外套采用光疏介质

C.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，是光的偏振现象

D.正在鸣笛的火车向我们疾驰而来，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小

［例题2］我国智能驾驶汽车进入快速发展期。某车载雷达系统可以发出激光和超声波（频率高于

20kHz的声波）信号，下列说法正确的是（）

A.激光与超声波都是横波

B.激光与超声波都是纵波

C激光与超声波都能发生衍射

D.激光与超声波都可在真空中传播

［例题3J如图所示，矩形玻璃砖abed平行于光屏P放置于上方高H处，两束平行的单色光A、8斜

射到玻璃砖的Qd面，两个入射点间距离为勺，穿过玻璃砖下表面左后，射在光屏P上两个点

间距离为无2，已知.＞勺。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖，其他条件和状

态保持不变，射在光屏上两个点（）

A.位置不变，距离不变B.位置右移，距离不变

C.位置左移，距离变大D.位置右移，距离变大

［例题4］•束激光以入射角〃从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d,折射率分别为

%、n2,光路如图所示。现用折射率为〃且厚度为2d的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与

射出的位置、角度均与图中相同，贝Mi、物与〃的大小关系为（）

Ch

A.n>nx>n2B.nx>n2>n

C.n>n2>nrD.n2>n>

［例题5］为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱

体上表面水平，如图甲所示。用波长为2的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图

乙的。点观察到亮条纹。下列说法正确的是（）

入射光

A.从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹

B.若将玻璃柱体向上移动距离Ad=：九P点再次出现亮条纹

C.若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则。点亮条纹可能消失

D.若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽

［例题6］如图所示，某水池下方水平放置一直径为d=0.8m的圆环形发光细灯带，。点为圆环中心

正上方，灯带到水面的距离可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上

光的强度。当灯带放在某一深度阳时，发现水面上形成两个以。为圆心的亮区，其中半径q=

1.6m的圆内光强更强，已知水的折射率n=%则（）

B.灯带的深度瓦=^m

C.当湖面中央将出现暗区

D.若仅增大灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大

［例题7］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，4QOP=90。，4OPM=90。，40Mp=45。。现有一束单色光从。。边上的N点垂直边界0Q

射入玻璃砖，在圆弧面户。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

中的折射率为四，则单色光在玻璃放中的传播时间为《)

V2R3V2.R厂(2+砂门6R

AA.n13.---C.-----1J.—

CCCC

［例题8］如图所示，直角三角形48c为玻璃棱镜的截面，其中N4=30。，4C边长为2m。C点固定

在地面上，48边与地面平行。单色光从48边的中点D垂直力8边射入棱镜，光线经棱镜折射后

打在水平地面上的光点比无棱镜时侧移了当m。光在真空中的传播速度为3xl08m/s。现让光

O

线与4B边成30。角斜向右下方从。点射入玻璃棱镜，则()

A.棱镜对单色光的折射率为企

B.棱镜对单色光的折射率为V5

C,斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为7.5x10-9s

D.斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为2.5疗x10--

题型专炼

题型1折射率的计算、折射定律的应用

1.抗冲击玻璃是由两层钢化玻璃和中间一层树脂材料构成的，树脂的折射率比玻璃的小，下列在

抗冲击玻璃中的折射光线可能正确的是()

2.半圆柱体玻璃砖的横截面如图所示，。为圆心，半径0P长为R,一束由。、力两种单色光组成

的复色光沿AP方向从尸。面射入玻璃砖，LAPO=150°,。光恰好在玻璃砖曲面上发生全反

射。已知玻璃对。光的折射率大于玻璃对力光的折射率，光在真空中的传播速度为c,求：

(1)玻璃对。光的折射率；

Q)b光从进入玻璃砖到第•次射玻璃砖所用的时间。

3.如图所示，半球形玻璃砖半径为R,。是底面圆的圆心，。'0与底面垂直，一束单色光从上向

下垂直底面从A点进入玻璃砖，经过曲面和底面两次折射后的出射光线与。4平行。已知点人

(1)玻璃砖的折射率;

(2)另一束同样光线从底面右侧距0点亭R的N点垂直底面射入玻璃砖，光束从进入到射出玻璃砖的

时间。

题型2全反射定律的应用、光导纤维

4.如图甲为水晶透明“平安扣”由同材质同心环形材料组成，将“平安扣”平放在水平桌面上，过环

心的横截面如图乙所示，外环的半径为心细光束从。点射入“平安扣”时，经一次折射后，恰

好在内环上发生全发射，且从外环上第一次的射出点为Q(图中未画出)，并测得圆心角尸OQ

为2仇已知光在真空中的传播速度为c,水晶的折射率为小细光在“平安扣”中由P点入射到

。点出射所经历的时间为()

甲

.2MRsin6Dn2Rsin0-2n2Rcos6nn2/?cos0

A.---------B.----------•1—/•

5.某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形A3C,乙4=90。，4B=60。，AC=l,8c边所在

平面镀银。一细光束在截面内从48边的中点户以角度夕入射，折射光线平行于BC边，如图

所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从。点(图中未画出)出射。己知光在真空

中的传播速度为

(I)请在答题k上画出光在棱镜中的光路图：

(2)求该透明材料的折射率〃和sin。；

(3)求光在棱镜中的传播时间九

6.2025年第九届亚洲冬季运动会在哈尔滨举行，开幕式上的“冰灯启梦”表演蔚为壮观。现设计

了一款用某种材料制作的正方体“冰灯”，俯视如图甲所示，是一个边长为L=20cm的正方形,

中心。处有一点光源。对该正方形所在平面内的光线进行研究，发现每条边上只有长度

d=15cm范围内有光线射出。sin37°=0.6,sin8°=^,不计二次反射、折射。求:

（1）该材料的折射率是多少？

（2）如图乙所示，将点光源换成圆形线光源，置于正方形几何中心，线光源上每一点都可以看作点光

源。要让四条边上各处均有光线射;H,线光源的最小半径「是多少？

题型3常见三类光路的控制特点

7.某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示。一由红光、紫光组成的细束复色光

从AB中点P垂直A8入射，依次经过C。、。£和E4的反射后，最后一束光从BC射出。已知

红光照到CO上恰好发生全反射，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（）

A.五棱镜对紫光的折射率为2

B.紫光在CO上不会发生全反射

C.紫光在DE上不会发生全反射

D.红光从尸点开始在五棱镜中传播到8C用时比紫光的短

8.现有一束单色光以相同的入射角〃，射入甲、乙两种介质中，折射光线如图所示（仇（口2）。

下列说法正确的是（）

A.介质甲折射率较大

B.光在介质甲中传播速度较大

C.光在介质甲中波长较天

D.光从甲介质射向空气，发生全反射的临界角较大

9.如图，是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成45。角从其直径

界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为企,玻璃砖的半径为R，真空中的尤速为

A.从八点入射的光其折射角为30°

B.从A点入射的光在玻畸中的传播时间为出

C

C.从。点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长

D.从。点发出的光达弧面时会发生全反射

题型4各种色光的比较与分析

10.如图所示，一束光垂直48边射到半圆形玻璃砖上P点，经玻璃砖的折射后分为两束单色光a、b

射到光屏上，则下列说法正确的是（）

光屏

■A.玻璃砖对单色光a的折射率比对单色光b的大

B.单色光a的波长比单色光b的长

C.在玻璃砖中单色光a的传播速度比单色光b的小

D.若将玻璃砖左侧的入射光从P点逐渐向上移动，则单色光b先消失

11.如图所示，红绿两束单色光，同时沿同•路径从PQ面射入某长方体透明均匀介质，入射角为

心折射光束在PN面发生全反射•，反射光射向MN面，若。逐渐增大，两束光在PN面上的全反

射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，下列说法正确的是

（）

N

M

A.在MN面上，红光比绿光更靠近N点

B.在MN面上，出射光线与界面的夹角红光比绿光的小

C.8逐渐增大时，红光的全反射现象先消失

D.无论。增大到多大，入射光一定不可能在PQ面发生全反射

12.如图所示，a、b是两种单色光射入正六边形冰晶，则冰晶对单色光Q的折射率（填“大于”

或“小于”）冰晶对单色光b的折射率，单色光a在冰晶中的传播速度比单色光b在冰晶中的传播

速度（填"大''或"小”）。如果让太阳光从冰晶射向空气，逐渐增大入射角，则a、匕两种单

色光中，单色光（填%”，或，尸）更容易发生全反射。

太阳光,乙

六边形

冰品

题型5平行玻璃对光路的控制

13.如图所示，横截面为正方形ABC。的玻璃，边长为"，坂璃折射率九=&，平行于对角线4C的

光线从左侧边射入，入射点P在48或力。边上（不包括A、B、D）,光在真空中传播速度为

c,下列说法正确的是（）

A.光在玻璃中传播时间为察

B.入射点尸位置不同，光线在玻璃中传播时间不同

C.人射点尸位置不同，光线从玻璃射出时出射角不同

D.入射点P位置不同，8。边上始终没有光线射出

14.如图所示，白纸平铺在水平桌面上，在白纸上放一块底面为长方形的玻璃砖，画出玻璃砖底面

的四条边界力BCD,在力。边上的a、b两点将AD边平均分为三等分，P是边上的一点，AP=

I。一束单色光从P点射入玻璃砖后刚好在b点发生全反射，仅取走玻璃砖，单色光直接照射到

a点，则玻璃砖4D边长为（）

15.如图所示，矩形/BCD为一透明光学元件的横截面，48边长为L,。为力8边的中点。一细束单

色光从。点射入光学元件，入射角a=45。，光在4D、BC边恰好能发生全反射，最后从CD边的

中点射出该光学元件，且从CD边射出的光刚好与88边的入射光平行，已知光在真空中的传播

速度为c，求：

Bc

O

AD

(1)光学元件对该单色光的折射率;

(2)该单色光在光学元件内传播的时间。

题型6三棱镜对光路的控制

16.实验室中有一直角三棱镜，其横截面A8C如图所示，48=30。。光线从直角边4B上的某点以

入射角。射入棱镜时，恰好能从另一直角边AC垂直射出。已知棱镜折射率为

(2)保持边上光线的入射点不变，逐渐减小入射角，发现当入射角小于a时，斜边8C上才有光

线射出,求sina。

17.如图所示，直角玻璃三棱镜48C置于空气中，一单色细光束从AC的中点。垂直于8C面入射。

棱镜的折射率九=&，△A=60。，AC=2L求：

(1)光第一次从棱镜内射出时的折射角y；

(2)出射点到B点的距离d°

18.如图所示，等腰直角三角形48C为某三楂镜的横截面，一细光束从48边某点平行于8C边射入

三棱镜。已知光在真空中传播的速度为c,三棱镜折射率为1.5,边长度为L不考虑光在三

棱镜内发生的多次反射，则光束在三棱镜中传播的时间为()

A

D-

题型7圆柱玻璃对光路的控制

19.如图所示为一半径为R的半球形玻璃砖的截面图，。为球心，下表面水平。玻璃砖的上方水平

放置一个足够大的光屏，虚线。。1为光轴（过球心0与半球下表面垂直的直线），。1为光轴与光

屏的交点。现有一平行光束垂直于玻璃箱的下表面射入玻璃砖，光束恰好照满下表面，一条从

玻璃砖下表面A点射入的光线，经过玻璃砖后从上表面的B点射出，出射光线与光轴。外相交于

D点,光线8£）与。0]的夹角。=15。，不考虑光在玻璃砖内表面的反射光，04=：R,00.=

3y[2R,求：

（1）玻璃瓶的折射率；

（2）光屏上被光线照亮区域的面积。

20.如图所示，一块横截面为半圆形的柱形玻璃砖置于水平桌面上，其圆心为。、半径为凡若一

细束光从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形侧表面的4点发生全反射；当光从P点以

入射角8=60。入射时，光将从玻璃砖圆形侧表面上的8点（图中未画出）射出。已知OP长为

B.当入射角e=60。时的折射角为45°

C.光在玻璃砖内的传播速度为枭

D.从B点射出的光一定与从尸点射入的光不平行

21.如图所示为四分之一透明介质圆柱体，半径为尺高为3R,一束光垂直射到圆柱体的ABC。

面上。已知透明介质的折射率为乎，不考虑光在介质内的反射透光，则弧面48在上的透光

面积为（）

匕E

A.家产B,京非C,献2D.枭找

第29讲光的折射全反射

学习目标

1、理解和掌屋射定律及应用。

2、理解和掌握全反射定律及应用。

考点一折射定律的理解与应用

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.

⑵表达式：黑=儿奥/空气

(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.

2.折射率

(1)折射率矩一个反映介质的光学性质的物理量.

(3)计算公式：〃=泉因为zc,所以任何介质的折射率都大于！.

(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(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乂司一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.

(4)公式〃=鬻中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，仇总是真空中的光线与法线间

sin

的夹角，〃2总是介质中的光线与法线间的夹角.

考点二全反射现象的理解与应用

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，折射光线将消失,只剩下反射

光线的现象.

2.条件：（1）光从光密介质射入光疏介质.⑵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〃）

射向真空或空气时，发生全反射的蛤界角为C,贝iJsinC=］介质的折射

率越大，发生全反射的临界角越小.

考点三光路控制问题分析

平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体（球）对光路的控制：

别

平行玻璃砖三棱镜圆柱体（球）

项目

玻璃砖上下表面是平行

结构横截面为三角形横截面是员1

的

人飞、

讨

对光线的作用A圆界面的法线是过圆心

通过三棱镜的光线经两

通过平行玻璃砖的光线的直线，经过两次折射

次折射后，出射光线向

不改变传播方向，但要后向圆心偏折

发生侧移棱镜底边偏折

全反射棱镜，改变光的

应用测定玻璃的折射率改变光的传播方向

传播方向

考点四平行玻璃砖模型的分析

1有关平行玻璃店中侧移的比较

如图所示，光从空气射向上下表面平行的玻璃砖时，入射角为i，折射角为仇经折射从下表面射

出。设玻璃的折射率为n,厚度为d,求侧移量D,并对不同的光的侧移量进行大小比较。

22

土厂1sine.sineh1l|>/n-sine

【解析】：n=博得sma=n,则cosa=n

dn

由几何关系得1==1.22Q

cosaVn2-sinz0

侧移量D=1sin(0-a)=^===sin(8-a)

经化简后得D=dsin0(l-=dsin9(l--F^=)

、2Vnzsin2、/n2-i

4cos2B+1

讨论：

(1)对于同种色光，由于n不变，当入射角8增大时，sinB增大，cos。减小，1一下^・增大，所

届中

以D增大.即入射角大则侧移大.

(2)对于同一个入射角，由于。不变，很容易由以上关系得到：折射率大则侧移大.

2.关于光通过玻璃砖所用时间的比较

由于n=£,得到v=£,结合以上的计算易得t=!=」M=

vnvccos0cVnz-sinz0

讨论：

(1)对于同种色光，入射角8越大，则光线通过玻璃的时间t越长.

(2)对于不同种的光时，由于

「=［(+一竽)=［卜城“+一康)+焉］，所有可见光中，红光的折射率最小为⑸3,

约为1.5.故9W0.44,而;-±=黑20.5,可得白〈一£，由函数的单调性可知，折射率大

n22sm2。sin20n22smz0

的所用时间比较多.

3.水下视深问题

、'、、;;设水深为九'，实际深度为九。由题意作光路图如

、、a11

yd)下

根据折射定律：n=^

sinr

因为i和r均很小则sini〜tani=£

n

d

sinr=tanr=—

s)h

m.isinitanih

则.一4—.—n

sinrtanrhrz

故"=&

n

例题精析‘

【例题9］日常生活和科技中处处蕴含物理知识，下列说法正确的是（）

A.雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的衍射现象

B.光导纤维利用了光的全反射原理，内芯采用光密介质，外套采用光疏介质

C.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，是光的偏振现象

D.正在鸣笛的火车向我们疾驰而来，我们听到的声波频率与该波源的频率相比变小

【答案】B

【来源】2025届宁夏回族自治区石嘴山市第三中学高三下学期三模物理试题

【详解】A.雨后路面上的油膜形成彩色的条纹，是光的干涉现象，故A错误：

B.光导纤维利用了光的全反射原理，所以内芯采用光密介质，外套采用光疏介质，故B正确：

C.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，是光的衍射现象，故C错误；

D.正在鸣笛的火车向我们疾驰而来，根据多普勒效应可知，我们听到的声波频率与该波源的频率

相比变大，故D错误。

故选B。

【例题101我国智能驾驶汽车进入快速发展期。某车载雷达系统可以发出激光和超声波（频率高于

20kHz的声波）信号，下列说法正确的是（）

A.激光与超声波都是横波

B.激光与超声波都是纵波

C.激光与超声波都能发生衍射

D.激光与超声波都可在真空中传播

【答案】C

【来源】2025届北京市昌平区高三下学期一模物理试卷

【详解1AB.声波是纵波，光是横波，A错误，B错误；

C.衍射是波的特性，激光和超声波都可以发生衍射，C正确；

D.激光可以在真空中传播，超声波的传播需要依靠介质，超声波不能在真空中传播，D错误。

故选C。

［例题11］如图所示，矩形玻璃砖必cd平行于光屏P放置于上方高“处，两束平行的单色光A、B斜

射到玻璃砖的ad面，两个入射点间距离为勺，穿过玻璃砖下表面左后，射在光屏P上两个点

间距离为%2，已知小＞不。不考虑光在玻璃砖中的反射。只向上平移玻璃砖，其他条件和状

态保持不变，射在光屏上两个点（

A.位置不变，距离不变B.位置右移，距离不变

C.位置左移，距离变大D.位置右移，距离变大

【答案】A

【来源】2025届四川省遂宁市高三下学期4月三诊物理试题

【详解】根据光的折射知识可知，两束单色光射出玻璃后仍相互平行，根据题意作出光的天射的光

路图，如图所示

当只向上平移玻璃破，如图虚线的位置，由于入射角不变，折射角不变，则移动玻璃砖前后，同一

个光线在玻璃砖内的折射光线平行，射出玻璃砖后的折射光线平行，根据几何关系可得，向上平移

玻璃豉后，穿过玻璃砖下表面光线通过平移前的出射点，则射在光屏P上的位置不变，距离不变。

故选A。

［例题12］一束激光以入射角。从空气射入双层薄膜后再进入空气，薄膜厚度均为d,折射率分别为

的、n2,光路如图所示。现用折射率为〃且厚度为24的薄膜取代原双层薄膜，若光线射入与

射出的位置、角度均与图中相同，则叫、电与〃的大小关系为（）

A.n>nx>n2B.nx>n2>n

C.n>n2>nxD.n2>n>Hi

【答案】D

【来源】2025届安徽省滁州市高三下学期第二次教学质量监测物理试题

【详解】根据题意画出光路图如图所示

根据折射定律，在川介质中，有小=舞

在〃2介质中，有n2=器

换为〃的介质后，有百瑞

由图可知a>P>Y

可得"2>几>/

故选D。

［例题13］为了研究光的干涉现象，某同学将弓形的玻璃柱体平放在固定的标准平板玻璃上，玻璃柱

体上表面水平，如图甲所示。用波长为2的红光垂直照射玻璃柱体上表面，从上向下看，在图

乙的P点观察到亮条纹。下列说法正确的是（）

入射光

甲

A.从上向下看到外疏内密的明暗相间的环状条纹

B.若将玻璃柱体向上移动距离AdP点再次出现亮条纹

C.若更换形状相同，折射率更小的玻璃柱体，则P点亮条纹可能消失

D,若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，条纹间距变宽

【答案】B

【来源】2025届山东省日照市高三下学期校际联合考试（二模）物理试题

【详解】A.由于空气膜等厚处是条形的，因此形成的干涉条纹是条形的，由于空气膜的厚度越向

外增加得越快，因此条纹间距越来越小，条纹越来越密，故A错误；

B.在图乙的。点观察到亮条纹，则有尸点的光程差dx=2d=N/l

若将玻璃柱体向上移动距离Ad=；九则光程差为4/=2x（d+=2d+2=（N+1乂

所以P点再次出现亮条纹，故B正确；

C.户点亮条纹与折射率无关，故C错误；

D.若用紫色光垂直照射玻璃柱体上表面，由于紫色光波长小于红色光波K,条纹间距变窄，故D

错误。

故选

［例题14］如图所示，某水池下方水平放置一直径为d=0.8m的圆环形发光细灯带，。点为圆环中心

正上方，灯带到水面的距离“可调节，水面上面有光传感器（图中未画出），可以探测水面上

光的强度。当灯带放在某一深度砥时，发现水面上形成两个以。为圆心的亮区，其中半径rl=

1.6m的圆内光强更强，已知水的折射率九=/则（）

A,湖面能被照亮的区域半径为2.0m

B.灯带的深度自=¥m

C.当h1三篝m时，湖面中央将出现暗区

D.若仅增大灯带的半径，则湖面上中间光强更强的区域也变大

【答案】C

【来源】2025届江西省景德镇市高三下学期第三次质检物理物理试题

【详解】AB.设临界角为C,则sinC=；

d

如图所示，设湖面能被照亮的区域半径为r,由几何关系知sinC=l^=,r=r.+d

心+（如产

解得r=2.4m,故AB错误;

*5

c.设重叠区域恰好为零，灯带深度为垢，画出光路图，如下图所示

所以当八0式誓时，湖面中央出现暗区，故c正确：

D.水面形成两个以。为圆心的亮区，若仅增大圆环灯带的半径，光环向外扩大，重叠的区域变

小，则湖面上中间光强的区域变小，故D错误。

故选C。

[例题15]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0PM

组成，4QOP=90。，4。PM=90。，NOMP=45。。现有一束单色光从0Q边上的N点垂直边界0Q

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

中的折射率为遮，则单色光在玻璃砖中的传播时间为（）

A.包B.咨C,空空D.竺

cccc

【答案】c

【来源】2025届河北省石家庄市普通高中高三下学期教学质量检测（三）物理试卷

【详解】根据题意作图，如图

解得C=45°

根据几何关系可知光程为s=.R+RR=R+>f2R

2sin4502

光在介质中的速度为u=-

n

则单色光在玻璃砖中的传播时间为t=£="空

VC

故选C。

［例题16］如图所示，直角三角形力8c为玻璃棱镜的截面，其中/A=30。，AC边长为2m。C点固定

在地面上，力8边与地面平行。单色光从48边的中点。垂直48边射入棱镜，光线经棱镜折射后

打在水平地面上的光点比无棱镜时侧移了?m。光在真空中的传播速度为3xl08m/s。现让光

线与边成30。角斜向右下方从D点射入玻璃棱镜，则（）

A.棱镜对单色光的折射率为企

B.棱镜对单色光的折射率为百

C.斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为7.5x10-9s

D.斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间为2.5bxlO's

【答案】BC

【来源】2025屈山东省滨州市高三下学期二模物理试题

【详解】AB.根据题意光路如图

可知a=30°

几何关系知仇=30°,故。2=*+a=60°

则折射率"徵=百

故A错误，B正确;

CD.分析可知光路如图

sin600

题意可知从。的入射角为60。，则有n=

sin%

解得&=300

几何关系可知夕4=%=30°

可知在M点的入射角有sin（90。-30°）>sinC=；

可知在M点产生全反射，光最终垂直8C边的N点射出棱镜，几何关系可知DM=AD=结等,

MN=MCcos30°,MC=AC-AM=AC-ADcos300x2

因为九=£

V

则斜射入玻璃棱镜的光线在棱镜中的传播时间t=-=吧”

VV

代入题中数据，联立解得£=7.5x10-9s

故C正确，D错误。

故选BCo

题型1折射率的计算、折射定律的应用

22.抗冲击玻璃是由两层钢化玻璃和中间一层树脂材料构成的，树脂的折射率比玻璃的小，下列在

抗冲击玻璃中的折射光线可能正确的是（）

【来源】2025届江苏省宿迁市高三下学期三模物理试卷

【详解】树脂的折射率比玻璃的小，则光由玻璃射向树脂时折射角大于入射角，从树脂的下表面射

出到玻璃时，折射角小于入射角，且射入树脂时的入射光线与射出树脂时的折射光线平行。

故选B。

23.半圆柱体玻璃砖的横截面如图所示，。为圆心，半径OP长为R,一束由〃、人两种单色光组成

的复色光沿AP方向从P。面射入玻璃砖，24Po=150。，。光恰好在玻璃砖曲面上发生全反

射。已知玻璃对。光的折射率大于玻璃对力光的折射率，光在真空中的传播速度为c,求:

A

O

（1）玻璃对。光的折射率；

（2池光从进入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所用的时间。

【答案】⑴叫=?

⑵”逆

C

【来源】2025届山东省潍坊市高三下学期二模物理试题

【详解】（I）。光在玻璃中传播路径如图所示

由题意可知i=60°r+C=90°

由折射定律％=黑

«光恰好在玻璃砖曲面上发生全反射，则小=-i-

解得加=y

（2）玻璃对〃光的折射率大于玻璃对方光的折射率，则少光第一次到达曲面时不会发生全反射设方

光的折射率为％,则肌=黑

光在玻璃砖中传播速度u=-

光在玻璃砖中传播距离，=2/?sinr2

光在玻璃中传播时间t=：

联立解得£=W

24.如图所示，半球形玻璃砖半径为R,。是底面圆的圆心：。'。与底面垂直，一束单色光从上向

下垂直底面从A点进入玻璃砖，经过曲面和底面两次折射后的出射光线与0A平行。已知点A

(1)玻璃砖的折射率；

(2)另一束同样光线从底面右侧距。点旁R的N点垂直底面射入玻璃砖，光束从进入到射出玻璃砖的

时间。

【答案】(1)百

(2个

【来源】2025届齐鲁名校教研共同体”高三下学期第六次联考物理试卷

【详解】(I)如图，在△力。0中，sin^DAO=y

故4=600

根据平行关系可以知道乙'=60°

则根据折射定律可以知道Nr=4/

故4力C8是等腰三角形，又乙BCO=60°

所以々=々'=30°

所以光线的曲面上的E和尸点发生全反射，有几何关系光线在玻期曲中走过的路程为s=4x

乎R=2\f2R

=-

V

故光在玻璃中运动的时间为£=士=出

VC

题型2全反射定律的应用、光导纤维

25.如图甲为水晶透明“平安扣”由同材质同心环形材料组成，将“平安扣”平放在水平桌面上，过环

心的横截面如图乙所示，外环的半径为R。细光束从~点射入“平安扣”时，经一次折射后，恰

好在内环上发生全发射，且从外环上第一次的射出点为Q（图中未画出），并测得圆心角POQ

为2仇已知光在真空中的传播速度为c,水晶的折射率为〃。细光在“平女扣”中由尸点入射到

Q点出射所经历的时间为（）

2

2nRcos6nnzRcosO

C.L/.

【答案】A

【来源】2025届河北省部分校高三下学期5月模拟冲刺卷物理试题

【详解】作出光在水晶中的光路如图所示

设P点到内表面发生全发射的点距离为/,根据图中几何关系和正弦定理有一J=」万

sin(TT-C)sinO

光在内环上刚好发生全反射，WJsinC=-

n

由对•称性可知，光从P点射入到从。点射出的时间为tm

又光在水晶中的传播速珈w

2n2Rsin0

联立解得£=

故选A。

26.某透明材料制成的三棱镜，其截面为直角三角形A8C,乙4=90。，zB=60°,AC=l,8c边所在

平面镀银。一细光束在截面内从A8边的中点P以角度。入射，折射光线平行于8c边，如图

所示。第一次射到AC边时恰好发生全反射，最终从。点(图中未画出)出射。已知光在真空

中的传播速度为

(1)请在答题卡上画出光在棱镜中的光路图:

(2)求该透明材料的折射率〃和sin。；

(3)求光在棱镜中的传播时间九

(3)t=£

【来源】2025届山东省日照市高三下学期校际联合考试(二模