2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計(jì)》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）第1講　光的折射　全反射

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解光纖的工作原理、光纖技術(shù)在生產(chǎn)生活中的

應(yīng)用。3.觀察光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，了解這些現(xiàn)

象產(chǎn)生的條件，知道其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

知道光是橫波。4.通過實(shí)驗(yàn)，了解激光的特性。能舉例說明激光

技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)十六：測量玻璃的折射率。實(shí)驗(yàn)十七：用雙縫干涉測量光的波長光的折射、全反射

是近幾年高考的命

題熱點(diǎn)。以實(shí)際情

景為背景命制的試

題，重點(diǎn)考查學(xué)生

的建模能力，靈活

處理和應(yīng)用有效信

息的能力；理解光

的折射、全反射規(guī)

律，養(yǎng)成規(guī)范的作

圖習(xí)慣，有意識地

解決相關(guān)實(shí)際問題CONTENTS考點(diǎn)一01考點(diǎn)二0203考點(diǎn)三04題型拓展廣度05跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升01考點(diǎn)一折射定律的理解與應(yīng)用1.折射定律（1）內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在

內(nèi)，折

射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折

射角的正弦成

?比。同一平面正

2.折射率

大

于1

?判斷小題1.無論是光的折射，還是反射，光路都是可逆的。

（

√

）2.入射角越大，折射率越大。

（

×

）3.若光從空氣射入水中，它的傳播速度一定增大。

（

×

）

√××√

2.光路的可逆性在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來的折射光

線射到界面上，光線就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射。

2.【圓形玻璃磚】現(xiàn)要測量一玻璃圓盤的折射率，但是由于手邊沒有

角度測量工具，一同學(xué)想到用表盤輔助測量。使一束單色光從11點(diǎn)

處水平射入，發(fā)現(xiàn)從7點(diǎn)處水平射出，則玻璃折射率n為（

）A.1.5B.2

3.【柱狀玻璃磚】一個(gè)柱狀玻璃磚的橫截面如圖所示，它可視為由半

徑為R的四分之一圓OPQ與直角三角形OPM組成，∠OPM＝90°，

∠OMP＝60°。現(xiàn)有一束單色光從OM邊上的S點(diǎn)以入射角i＝45°射入

玻璃磚，折射光線與OQ平行，再經(jīng)圓弧界面反射后從N點(diǎn)垂直邊界

OQ射出。已知光在真空中的速率為c，則

（

）解析：

從N點(diǎn)將光線反向延長交圓弧于E點(diǎn)，連接SE，得到玻璃磚內(nèi)的光路如圖所示，

（1）tanθ的值；

（2）B位置到水面的距離H。

02考點(diǎn)二光的折射與全反射的綜合問題1.定義：光從

介質(zhì)射入

介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大到某

一角度，折射光線

，只剩下反射光線的現(xiàn)象。2.條件：①光從

介質(zhì)射向

介質(zhì)；②入射角

?

?臨界角。光密光疏消失光密光疏大于或

等于

4.應(yīng)用：光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維的原理是利用光的全反射（如圖）。小?判斷小題1.光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言的。同一種介質(zhì)，相對于其他不同

的介質(zhì)，可能是光密介質(zhì)，也可能是光疏介質(zhì)。

（

√

）2.只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射。

（

×

）3.光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，入射角大于等于臨界角時(shí)發(fā)生全反

射現(xiàn)象。

（

×

）√××

分析綜合問題的基本思路（1）判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏

介質(zhì)。（2）判斷入射角是否大于或等于臨界角，明確是否會發(fā)生全反射

現(xiàn)象。（3）畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可

逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識推斷和求解相關(guān)問題?！纠侩娨暀C(jī)遙控器中有一個(gè)用透明介質(zhì)封裝的發(fā)光二極管，如圖

（a）所示，它發(fā)出紅外光來控制電視機(jī)的各種功能。一興趣小組找

來一個(gè)用此種材料制成的半圓柱體，利用插針法測定該透明介質(zhì)的折

射率。實(shí)驗(yàn)中用A、B兩個(gè)大頭針確定入射光路，C、D兩個(gè)大頭針確

定出射光路。P和Q分別是入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，且AB⊥MN，如圖（b）

所示。測得半圓柱體的半徑R＝5cm，OP＝1cm，DQ＝4cm，D到法

線OQ的距離DG＝2cm。已知光速c＝3.0×108m/s。（1）求該透明介質(zhì)的折射率和光在該介質(zhì)中傳播的速度大小；答案：2.5

1.2×108m/s

（2）實(shí)際測得封裝二極管的半球直徑d＝5mm，發(fā)光二極管的發(fā)光

面是以EF為直徑的發(fā)光圓盤，其圓心位于半球的球心點(diǎn)O，如

圖（c）所示。為確保發(fā)光面發(fā)出的紅外光第一次到達(dá)半球面時(shí)

都不發(fā)生全反射，發(fā)光二極管的發(fā)光面半徑r最大應(yīng)為多大？答案：1mm

解得r＝1mm。1.（2023·湖北高考6題）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為

30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN

在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的

長度為

（

）C.d

A.β＝30°B.β＝37.5°C.若略微增大α，則光線可以從液面射出D.若略微減小i，則光線可以從液面射出

03考點(diǎn)三光路控制光的色散現(xiàn)象1.常見元件對光路的控制類別項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體（球）結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面是

平行的橫截面為三角形橫截面是圓

類別項(xiàng)目平行玻璃磚三棱鏡圓柱體（球）對光線的作用

通過平行玻璃磚的

光線不改變傳播方

向，但要發(fā)生側(cè)移

通過三棱鏡的光

線經(jīng)兩次折射

后，出射光線向

棱鏡底邊偏折

圓界面的法線是

過圓心的直線，

光線經(jīng)過兩次折

射后向圓心偏折應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡，改

變光的傳播方向改變光的傳播方

向2.各種色光的比較分析顏色紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫頻率ν低→高同一介質(zhì)中的折射率小→大同一介質(zhì)中的速度大→小同一介質(zhì)中的波長大→小通過同一棱鏡的偏折角小→大同一介質(zhì)中的臨界角大→小同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小

A.平行于AC邊的光線①B.平行于入射光線的光線②C.平行于CB邊的光線③D.平行于AB邊的光線④解析：

光線從O點(diǎn)垂直AB邊射入棱鏡后經(jīng)AC邊和CB邊反射，平

行于入射光線從O'點(diǎn)射出，故B正確。2.【三棱鏡的色散】（多選）如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白

光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色

散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶。下列說法中正確的是

（

）A.a側(cè)是紅光，b側(cè)是紫光B.在真空中a側(cè)光的波長小于b側(cè)光的波長C.三棱鏡對a側(cè)光的折射率大于對b側(cè)光的折射率D.在三棱鏡中a側(cè)光的速率比b側(cè)光小

3.【平行玻璃磚的色散】如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，

變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是（

）A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光

04題型拓展廣度蜃景與霓虹【典例1】（2024·江蘇南京模擬）我國唐朝張志和在《玄真子》一

書中指出：“背日噴乎水成虹霓之狀”，宋朝蔡卞在《毛詩名物解》

中同樣提到：“以水噴日，自側(cè)視之，則暈為紅霓”。上面引述的意

思是：背著太陽向空中噴水，從側(cè)面觀察，可以看到霓虹現(xiàn)象。虹是

射向水珠的太陽光經(jīng)過兩次折射和一次反射發(fā)生色散形成的，水珠的

形狀可看作球形，下列關(guān)于虹的光路正確的是

（

）解析：紅光的折射率最小，折射程度最小，臨界角最大，第一次折射

時(shí)，紅光在最上，反射時(shí)，紅光在最下，第二次折射時(shí)，最下為紅

光，依次為紅、黃、藍(lán)、紫，故選D?！镜淅?】如圖甲所示，夏天，在平靜無風(fēng)的海面上，向遠(yuǎn)方望

去，有時(shí)能看到山峰船舶、樓臺、亭閣、集市等出現(xiàn)在遠(yuǎn)方的空中。

如圖乙所示，沙漠里有時(shí)也會看到遠(yuǎn)處的水源、仙人掌近在咫尺，可

望而不可即，這就是“蜃景”。下列有關(guān)蜃景的說法錯誤的是

（

）A.海面上，上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小B.沙面上，上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小C.A是蜃景，B是景物D.C是蜃景，D是景物解析：海面上，下層空氣的溫度比上層的低，密度比上層的大，

故海面附近的空氣折射率從下到上逐漸減小，光線向上射，人眼

逆著光有時(shí)會看到空中樓閣，這是蜃景；沙面上，下層空氣的溫

度比上層的高，密度比上層的小，故沙漠地表附近的空氣折射率

從下到上逐漸增大，光向下射時(shí)，人眼逆著光有時(shí)會看到遠(yuǎn)處的

水源、仙人掌，這是蜃景。故A、C、D正確，與題意不符；B錯

誤，與題意相符。故選B。05跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.（2023·江蘇高考5題）地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增

大，太陽光斜射向地面的過程中會發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述

該現(xiàn)象的是

（

）1234567891011解析：地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜

射向地面過程中，某分界面上折射角小于入射角，光線隨高度降

低，越來越靠近法線，A正確，B、C、D錯誤。12345678910112.（2024·江蘇南京模擬）圖為“水流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)裝置。長直開口透

明塑料瓶內(nèi)裝有適量清水，在其底側(cè)開一小孔，水從小孔流出形成

彎曲不散開的水流，用細(xì)激光束透過塑料瓶水平射向該小孔，觀察

到激光束沒有完全被限制在水流內(nèi)傳播，下列操作有助于激光束完

全被限制在水流內(nèi)傳播的是

（

）A.增大該激光的強(qiáng)度B.向瓶內(nèi)再加適量清水C.改用頻率更低的激光D.改用折射率更小的液體1234567891011解析：

增大該激光的強(qiáng)度，激光的臨界角不變，現(xiàn)象不會改

變，故A錯誤；當(dāng)向瓶內(nèi)加一些清水，則從孔中射出的水流速度會

變大，水流軌跡會變得平直，激光在水和空氣界面處的入射角會變

大，則會有大部分光在界面處發(fā)生全反射，這種現(xiàn)象相當(dāng)于光導(dǎo)纖

維的導(dǎo)光現(xiàn)象，故B正確；水從小孔流出形成彎曲的水束，激光沒

有完全被限制在水束內(nèi)，是因?yàn)楣鈴乃湎蚩諝獾娜肷浣切∮谂R界

角，出現(xiàn)折射現(xiàn)象，當(dāng)換用頻率更低的激光，臨界角變大，更不容

易發(fā)生全反射，將有更多激光不能被限制在水流內(nèi)傳播，故C錯

誤；改用折射率更小的液體時(shí)，臨界角變大，更不容易發(fā)生全反

射，將有更多激光不能被限制在水流內(nèi)傳播，故D錯誤。12345678910113.（2024·山西太原模擬）如圖所示，我國航天員在天宮課堂上演示

了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可

以形成一個(gè)同心球形氣泡。假設(shè)液體球與氣泡半徑之比為5∶2，當(dāng)

細(xì)光束以37°的入射角射入液體球中，折射光線剛好與其內(nèi)壁相

切，sin37°取0.6。該液體的折射率為（

）A.1.2B.1.3C.1.4D.1.51234567891011

12345678910114.（多選）一束光在光導(dǎo)纖維中傳播的示意圖如圖所示，光導(dǎo)纖維對

該束光的折射率為n，光導(dǎo)纖維的長度為L，圖中該束光剛好在光導(dǎo)

纖維與空氣的交界面處發(fā)生全反射。已知空氣對該束光的折射率為

1，光在真空中傳播的速度為c，下列說法正確的是（

）A.光導(dǎo)纖維對該束光的折射率n＞1B.光導(dǎo)纖維對該束光的折射率n＜11234567891011

1234567891011

A.30°B.45°C.60°D.75°1234567891011

12345678910116.虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，

可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后，

在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所

示。M、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為

（

）A.紫、紅、紅、紫B.紅、紫、紅、紫C.紅、紫、紫、紅D.紫、紅、紫、紅1234567891011解析：

由題圖可知，射到M點(diǎn)的光線進(jìn)入玻璃球時(shí)的折射角小

于射到N點(diǎn)的光線進(jìn)入玻璃球時(shí)的折射角，所以玻璃對射到M點(diǎn)的

光的折射率大于玻璃對射到N點(diǎn)的光的折射率，故M點(diǎn)的顏色為紫

色，N點(diǎn)的顏色為紅色；同理可得P點(diǎn)的顏色為紅色，Q點(diǎn)的顏色為

紫色，所以A正確。1234567891011

7.（2024·江蘇宿遷一模）如圖為直角棱鏡的橫截面，圖中∠bac＝

90°，bc邊距離頂點(diǎn)a足夠遠(yuǎn)，現(xiàn)有某單色光以入射角i＝45°從ab邊

射入，在ac邊上恰好發(fā)生全反射，則該單色光在此棱鏡中的折射率

為（

）1234567891011

1234567891011

1234567891011

1234567891011

答案：30°

1234567891011

1234567891011

解得r＝60°由幾何關(guān)系可得θ＝（i－α）＋（r－β）＝30°。1234567891011（2）光通過透明材料的時(shí)間。

123456789101110.（2024·四川成都模擬）如圖為放置在水平面上的某矩形容器的剖

面圖，右側(cè)壁CD為鍍銀鏡面，左側(cè)壁AB為屏幕，容器底部S處發(fā)