2023年高考物理母題題源解密（全國通用）：光的折射、全反射（原卷版）

【母題題文】（2022?山東卷?T10）某同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射

現(xiàn)象，狹縫E，$2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為心同一單色光垂直照射狹縫，實驗中

分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣.下列描述正確的是（）

A.圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射

B.遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大

C.照射兩條狹縫時，增加，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大

D.照射兩條狹縫時，若光從狹縫百、邑到屏上尸點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一

定是暗條紋

【母題來源二】2022年高考山東卷

【母題題文】（2022?山東卷?T7）柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，OP右側(cè)是以。為圓心、

半徑為尺的工圓，左則是直角梯形，/P長為R,ZC與CO夾角45°,ZC中點為瓦a、

4

6兩種頻率的細激光束，垂直48面入射，器件介質(zhì)對a,b光的折射率分別為1.42、1.40.

保持光的入射方向不變，入射點從Z向8移動過程中，能在面全反射后，從。“面射

出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有。光B.僅有b光C.a、b光都可以D.a、6光

都不可以

【母題來源三】2022年高考浙江卷

【母題題文】（2022?浙江6月卷?T8）如圖所示，王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實

驗，在失重環(huán)境下，往大水球中央注入空氣，形成了一個空氣泡，氣泡看起來很明亮，其主

要原因是（）

A,氣泡表面有折射沒有全反射

B.光射入氣泡衍射形成“亮斑”

C.氣泡表面有折射和全反射

D.光射入氣泡干涉形成“亮斑”

【母題來源四】2022年高考浙江卷

【母題題文】（2022?浙江6月卷?T4）關(guān)于雙縫干涉實驗，下列說法正確的是（）

A.用復(fù)色光投射就看不到條紋

B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果

C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相間條紋

D.藍光干涉條紋的間距比紅光的大

【母題來源五】2022年高考全國乙卷

【母題題文】（2022?全國乙卷?T34（2））一細束單色光在三棱鏡45c的側(cè)面/C上以大

角度由。點入射（入射面在棱鏡的橫截面內(nèi)），入射角為i,經(jīng)折射后射至N8邊的E點，

如圖所示，逐漸減小i,E點向8點移動，當5苗，=,時，恰好沒有光線從邊射出棱鏡,

【母題來源六】2022年高考全國甲卷

【母題題文】（2022?全國甲卷?T34（2））如圖，邊長為a的正方形/8CO為一棱鏡的橫

截面，M為48邊的中點.在截面所在平的，一光線自收點射入棱鏡，入射角為60。，經(jīng)折

射后在5c邊的N點恰好發(fā)生全反射，反射光線從CZ）邊的尸點射出棱鏡，求棱鏡的折射率

以及P、C兩點之間的距離.

【母題來源七】2022年高考廣東卷

【母題題文】(2022?廣東卷?T16(2))一個水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明

液體，液體上方是空氣，其截面如圖所示.一激光器從罐體底部P點沿著罐體的內(nèi)壁向上

移動，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點.當光束與豎直方向成45°角時，恰好觀察不到

從液體表面射向空氣的折射光束,已知光在空氣中的傳播速度為。，求液體的折射率〃和激

光在液體中的傳播速度V.

【母題題文】(2022?湖南卷?T16(2))如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對光完全吸收的

屏障構(gòu)成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可實現(xiàn)對像素單元可視角度8的控制(可視角度

8定義為某像素單元發(fā)出的光在圖示平面內(nèi)折射到空氣后最大折射角的2倍).透明介質(zhì)的

折射率〃=2,屏障間隙L=0.8mm.發(fā)光像素單元緊貼屏下，位于相鄰兩屏障的正中間.不

考慮光的衍射.

(1)若把發(fā)光像素單元視為點光源，要求可視角度8控制為60。，求屏障的高度d；

(2)若屏障高度d=1.0mm,且發(fā)光像素單元的寬度不能忽略，求像素單元寬度x最小為

多少時，其可視角度8剛好被擴為180。(只要看到像素單元的任意一點，即視為能看到該

像素單元).

【母題來源九】2022年高考湖北卷

【母題題文】(2022?湖北?T14)如圖所示，水族館訓(xùn)練員在訓(xùn)練海豚時，將一發(fā)光小球

高舉在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距離為d,A位置

2

離水面的高度為］乩訓(xùn)練員將小球向左水平拋出，入水點在8位置的正上方，入水前瞬間

速度方向與水面夾角為仇小球在N位置發(fā)出的一束光線經(jīng)水面折射后到達5位置，折射光

線與水平方向的夾角也為。.

4

已知水的折射率n=一，求：

3

(1)tan。的值；

(2)8位置到水面的距離從

【母題題文】【2022?河北?T16Q)】如圖，一個半徑為R的玻璃球，。點為球心.球面內(nèi)

側(cè)單色點光源S發(fā)出的一束光在/點射出，出射光線Z8與球直徑SC平行，。=30。.光在

真空中的傳播速度為c.求：

(1)玻璃的折射率；

(2)從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點的最短時間.

【命題意圖】考查光的折射和全反射現(xiàn)象，需要考生正確做出光路圖，然后根據(jù)光的傳

播規(guī)律和幾何關(guān)系解題，意在考查考生對光的折射和全反射現(xiàn)象的理解能力和運用幾何知識

解題的能力.

【考試方向】光的折射和全反射，一直是高考考查的重點，主要是以計算題的形式考查,

需要考生具備一定的作圖能力和掌握基本的幾何知識.

【得分要點】對光學(xué)計算題，一般要正確作出光路圖，利用幾何知識和光學(xué)相關(guān)公式解

題.對于光的折射和全反射，考生還需要理解以下方面:

1.各種色光性質(zhì)比較：在可見光中，紅光的折射率〃最小，頻率。最小，在同種介質(zhì)中

（除真空外）傳播速度V最大，波長力最大，從同種介質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射的臨界角C

最大，以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）.

2.發(fā)生全反射的條件：（1）光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)對于兩種介質(zhì)來說，光在

其中傳播速度較小的介質(zhì)，亦即絕對折射率較大的介質(zhì)，叫光密介質(zhì)；而光在其中傳播速度

較大的介質(zhì)，亦即絕對折射率較小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì).光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對的.

（2）入射角等于或者大于臨界角臨界角C是指恰好發(fā)生全反射時入射角的大小,

此時折射角等于90°.

全反射和臨界角是光學(xué)部分考查的重點內(nèi)容，處理問題的關(guān)鍵是：依據(jù)發(fā)生全反射的條

件，畫出恰好發(fā)生全反射的邊界光線，利用幾何關(guān)系和臨界角公式求解.

1,（2022?河北石家莊市高三下學(xué)期二模）正定南城門護城河水下裝有紅綠兩色彩燈，如

圖，A.B為水下同一深度處兩個相距較遠的彩燈（均可看做點光源），夜晚站在橋上附看

平靜的水面，燈A在水面形成的亮斑的半徑較大，下列說法正確的是（）

___c__c__

AB

A.燈A是綠色光源

B.在水中燈A發(fā)出的光的傳播速度小于燈B發(fā)出的光的傳播速度

C.燈A發(fā)出的光的光子能量大于燈B發(fā)出的光的光子能量

D.燈A、B發(fā)出的光用同一裝置做雙縫干涉實驗，屏幕上相鄰亮條紋間距△XHAAXB

2、（2022?湖北省常德市高三下學(xué)期高考模擬）彩虹是由陽光進入水滴，先折射一次，然后

在水滴的背面反射，最后離開水滴時再折射一次形成的.彩虹形成的示意圖如圖所示，一束

白光￡由左側(cè)射入水滴，。、6是白光射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光

線（。、6是單色光）.下列關(guān)于。光與b光的說法正確的是（）

A.水滴對a光的折射率大于對b光的折射率

B.a光在水滴中的傳播速度等于b光在水滴中的傳播速度

C.用同一臺雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，。光相鄰的亮條紋間距小于b光的相鄰亮條

紋間距

D.a、6光在由空氣進入水滴后波長要變長

E.若a光、b光在同一介質(zhì)中，以相同的入射角由介質(zhì)射向空氣，若b光能夠發(fā)生全反射,

則a光也一定能夠發(fā)生全反射

3、（2022?江蘇連云港市高三下學(xué)期二模）如圖所示，矩形必〃為一玻璃磚的橫截面，玻

璃磚油面鍍銀且足夠長.由單色光1、2組成的一細光束，在abed平面內(nèi)從〃面上的。

點以入射角，?射入玻璃磚，該玻璃磚對單色光1、2的折射率分別為〃?和〃2，已知力＞巧,

下列說法正確的是（）

A.單色光1、2從cd面射出玻璃磚后平行

B.增大入射角i,單色光1在M面先發(fā)生全反射

C.單色光1在玻璃磚內(nèi)的路程大于單色光2

D.當入射角i趨近于90。時，單色光1、2在cd面出射點的距離趨向于無窮大

4、（2022?江蘇連云港市高三下學(xué)期二模）如圖，某同學(xué)觀察肥皂膜干涉現(xiàn)象,將有肥皂膜

的鐵絲圈掛在酒精燈右側(cè)，在火焰中分別加入不同金屬元素，火焰會呈現(xiàn)不同的顏色.下列

說法正確的是（）

A.條紋形狀是相互平行的豎直線

B.從上向下，條紋的間距越來越小

C.紫光的條紋數(shù)比黃光要少一些

D.干涉條紋是由一束反射光和另一束入射光疊加產(chǎn)生的

5、（2022?江蘇鹽城市高三下學(xué)期二模）劈尖干涉是一種薄膜干涉，將一平板玻璃放置在另

一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當

光從上方入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖所示.現(xiàn)從所示裝置中抽去一張紙片，從上

往下看到的干涉條紋是（）

11W

IIIIIIIIIII

AlllllllllllBIIIIIIIIc||||川|||D

IIIIII

6、（2022?山東聊城市高三下學(xué)期一模）如圖所示，ZO8是截面為扇形的玻璃磚的橫截面

圖，其頂角8=83。，今有一束單色光在橫截面內(nèi)從。4的中點E沿垂直的方向射入玻

璃磚，一部分光線經(jīng)面反射后恰好未從面射出，不考慮多次反射，則玻璃磚的折射

率為（）

7、（2022?山東日照市高三下學(xué)期一模）如圖所示，由黃光和紫光組成的一束復(fù)色光沿著半

圓形玻璃磚的半徑入射，在界面上分成"、人兩束光，下列說法正確的是（）

A.仍束光是黃光和紫光，6束光是紫光

B.”、6兩束光分別通過相同的單縫，可能只觀察到。的衍射現(xiàn)象

C.〃在玻璃磚中的傳播速度大于h在玻璃磚中的傳播速度

D.用同一裝置做雙縫干涉實驗，屏幕上相鄰亮條紋間距Ax.

8、（2022?山東淄博市高三下學(xué)期一模）如圖所示，一透明半圓柱體折射率為〃=2,半徑

為乩長為L.一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，有光線從部分柱面射出.則

該部分柱面的面積為（）

nRLnRL2nRLnRL

A.————C.---------D.-------

632

9、（2022?天津市實驗中學(xué)高三下學(xué)期第三次階段測試）在我國古代學(xué)者沈括的著作《夢溪

筆談》中有如下記載：“若鶯飛空中，其影隨鶯而移；或中間為窗隙所束，則影與鶯遂相違,

曙東則影西，瑁西則影東.”意思是說，若鶴鷹在空中飛翔，它的影子隨鶴鷹而移動；如鸛

鷹和影子中間被窗戶孔隙所約束，影子與鸛鷹做相反方向移動，鶴鷹向東則影子向西移，鶴

鷹向西則影子向東移.這里描述的是光的（）

A.直線傳播現(xiàn)象B.折射現(xiàn)象

C.干涉現(xiàn)象D.衍射現(xiàn)象

10、（2022?浙江杭州市高三下學(xué)期二模）一束激光垂直照射在光屏上，形成一圓形光斑如

圖甲所示.現(xiàn)在光屏前放置一透明的玻璃圓柱體，讓激光垂直圓柱體軸線入射，光束經(jīng)過圓

柱體后照射在光屏上，如圖乙所示.則在光屏上觀察到的光斑形狀可能為（）

11、（2022?山西太原市高三下學(xué)期一模）如圖為水流導(dǎo)光實驗裝置示意圖,在透明塑料瓶

下側(cè)開一個小孔，瓶中灌入適量清水，水就從小孔中流出.用紅色激光從瓶的另一側(cè)水平射

向小孔，從外界觀察到光在水流中呈鋸齒形路線傳播而并不從側(cè)方射出。那么：光呈鋸齒形

路線傳播而并不從側(cè)方射出，說明紅光在水與空氣的界面上發(fā)生了多次（填“折射”“折

射及反射”或“全反射”）；在瓶中水量減少的過程中，單位長度的水柱內(nèi)，鋸齒的數(shù)目將

（填“增加”"減少'’或"保持不變”）；若在同樣的水流下分別用紅光和綠光照射，若只

有一種色光從水流的側(cè)方射出，則該光的顏色是（填“紅光”或"綠光”）.

12、（2022?四川德陽市高三下學(xué)期二模）如圖所示，一束寬度為d的平行光射向截面為正

三角形的玻璃三棱鏡，入射光與48界面夾角為45°,玻璃的折射率〃=虛，光束通過三

棱鏡后到達與BC界面平行的光屏PQ.光從8C界面射出時與的夾角為_______,光屏

P0上光斑的寬度為.

13、（2022?浙江杭州市高三下學(xué)期二模）小明想測量一塊平行玻璃磚的折射率.

①如圖所示，該玻璃磚的48面光潔，C,。面粗糙，下列說法正確的是（填字母）.

A.如果A面被磨損會直接影響到折射率的測量

B.B面不宜直接用手去觸碰

C.C面不宜直接用手去觸碰

D.D面邊緣有缺損不會影響到折射率的測量

②經(jīng)過一系列正確的操作（如圖），作圖得到如圖所示的圖樣，并測得

44=44=40.0mm,AyA3-20.0mm,A4A5-12.8mm,則該玻璃磚的折射率為

（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）.

14、（2022?山東日照市高三下學(xué)期一模）2021年12月9日，王亞平在太空實驗授課中，

進行了水球光學(xué)實驗.在空間站中的微重力環(huán)境下有一個水球，如果在水球中心注入空氣,

形成球形氣泡，內(nèi)外兩球面球心均在。點，如圖所示.一束單色光從外球面上的“點以與

4

AO連線成，角度射入球中.已知水的折射率為一，內(nèi)球面半徑為3尺外球面半徑為5尺

3

光速為c,sin37°=0.6,求：

（1）光在水中的傳播速度V；

（2）能使光在內(nèi)球表面上發(fā)生全反射的入射角/的取值范圍.

15、(2022?重慶市普通高中高三下學(xué)期二模)圖是半徑為R的半圓柱形玻璃磚的橫截面，

。為半圓圓心，為直徑，點E位于半圓弧上，且一束極細的單色光以平行于

D

OE的方向從距48邊一的。點由真空中射入玻璃磚，經(jīng)Z8邊一次反射后射到E點.求：

2

①該玻璃磚對該單色光的折射率；

②試分析、判斷光線會不會從E點射出.

16、(2022?江蘇鹽城市高三下學(xué)期二模)眼球結(jié)構(gòu)類似球體，眼睛發(fā)生病變時，會使眼球

內(nèi)不同部位對光的折射率發(fā)生變化.現(xiàn)在用一個玻璃球模擬眼球，研究對光的傳播的影響.

玻璃球用兩個折射率不同、半徑均為R的半球拼合在一起，拼合面為MN,球心為。，Q

為M。的中點，尸。垂直交左半球于尸點.一束單色光從尸點以跟PQ反向延長線成

30°方向射入.該單色光在左、右半球的折射率分別為勺=J5和&=啦，真空中的光速

為c.

(1)通過計算說明此單色光能否從右半球射出？

(2)計算此單色光在玻璃球中傳播第一次到達右半球與空氣交界面所用時間。

17、(2022?湖南衡陽市高三下學(xué)期一模)如圖所示，半圓柱體的玻璃磚截面的半徑R=20cm,

直徑與光屏MN垂直并接觸于4點。一束激光a從圓弧側(cè)面射向玻璃磚的圓心。，當

入射光線與豎直直徑48之間的夾角為53°時，在光屏上出現(xiàn)兩個光斑，且4點左側(cè)

光斑與4點之間的距離為15cm.已知sin37。=0.6,cos37°=0.8.

(1)求玻璃磚的折射率”；

(2)若改變激光。的入射方向，使激光經(jīng)過。點后在光屏上只剩一個光斑，求此光斑

離/點的最遠距離.

18.(2022?河南許昌市高三下學(xué)期二模)如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNP。,MQ=l,

MN=2l,一束單色光在紙面內(nèi)以0=45。的人射角從空氣射向MQ邊的中點O,該單色光折射

到上的4點，MA=回,光在真空中傳播的速度為c.求：

2

(1)玻璃磚對該單色光的折射率；

(2)該單色光在玻璃磚中傳播的時間。

MAN

O

Q

19、(2022?河南洛陽市高三下學(xué)期二模)2022年2月4日舉辦的北京冬奧會開幕式令世界

沸騰.在這場感覺、聽覺、視覺交織融合的饕盛宴背后，最大的“功臣”非LED顯示技術(shù)

莫屬.發(fā)光二