2023年高考物理母题题源解密（全国通用）：光的折射、全反射（原卷版）

【母题题文】（2022•山东卷•T10）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射

现象，狭缝E，$2的宽度可调，狭缝到屏的距离为心同一单色光垂直照射狭缝，实验中

分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样.下列描述正确的是（）

A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射

B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大

C.照射两条狭缝时，增加，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大

D.照射两条狭缝时，若光从狭缝百、邑到屏上尸点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一

定是暗条纹

【母题来源二】2022年高考山东卷

【母题题文】（2022•山东卷・T7）柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以。为圆心、

半径为尺的工圆，左则是直角梯形，/P长为R,ZC与CO夹角45°,ZC中点为瓦a、

4

6两种频率的细激光束，垂直48面入射，器件介质对a,b光的折射率分别为1.42、1.40.

保持光的入射方向不变，入射点从Z向8移动过程中，能在面全反射后，从。“面射

出的光是（不考虑三次反射以后的光）（）

A.仅有。光B.仅有b光C.a、b光都可以D.a、6光

都不可以

【母题来源三】2022年高考浙江卷

【母题题文】（2022•浙江6月卷・T8）如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实

验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主

要原因是（）

A,气泡表面有折射没有全反射

B.光射入气泡衍射形成“亮斑”

C.气泡表面有折射和全反射

D.光射入气泡干涉形成“亮斑”

【母题来源四】2022年高考浙江卷

【母题题文】（2022•浙江6月卷・T4）关于双缝干涉实验，下列说法正确的是（）

A.用复色光投射就看不到条纹

B.明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果

C.把光屏前移或后移，不能看到明暗相间条纹

D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大

【母题来源五】2022年高考全国乙卷

【母题题文】（2022•全国乙卷•T34（2））一细束单色光在三棱镜45c的侧面/C上以大

角度由。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N8边的E点，

如图所示，逐渐减小i,E点向8点移动，当5苗，=,时，恰好没有光线从边射出棱镜,

【母题来源六】2022年高考全国甲卷

【母题题文】（2022•全国甲卷•T34（2））如图，边长为a的正方形/8CO为一棱镜的横

截面，M为48边的中点.在截面所在平的，一光线自收点射入棱镜，入射角为60。，经折

射后在5c边的N点恰好发生全反射，反射光线从CZ）边的尸点射出棱镜，求棱镜的折射率

以及P、C两点之间的距离.

【母题来源七】2022年高考广东卷

【母题题文】(2022•广东卷•T16(2))一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明

液体，液体上方是空气，其截面如图所示.一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上

移动，它所发出的光束始终指向圆心O点.当光束与竖直方向成45°角时，恰好观察不到

从液体表面射向空气的折射光束,已知光在空气中的传播速度为。，求液体的折射率〃和激

光在液体中的传播速度V.

【母题题文】(2022•湖南卷•T16(2))如图，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的

屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度8的控制(可视角度

8定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍).透明介质的

折射率〃=2,屏障间隙L=0.8mm.发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间.不

考虑光的衍射.

(1)若把发光像素单元视为点光源，要求可视角度8控制为60。，求屏障的高度d；

(2)若屏障高度d=1.0mm,且发光像素单元的宽度不能忽略，求像素单元宽度x最小为

多少时，其可视角度8刚好被扩为180。(只要看到像素单元的任意一点，即视为能看到该

像素单元).

【母题来源九】2022年高考湖北卷

【母题题文】(2022•湖北・T14)如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球

高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d,A位置

2

离水面的高度为］乩训练员将小球向左水平抛出，入水点在8位置的正上方，入水前瞬间

速度方向与水面夹角为仇小球在N位置发出的一束光线经水面折射后到达5位置，折射光

线与水平方向的夹角也为。.

4

已知水的折射率n=一，求：

3

(1)tan。的值；

(2)8位置到水面的距离从

【母题题文】【2022•河北•T16Q)】如图，一个半径为R的玻璃球，。点为球心.球面内

侧单色点光源S发出的一束光在/点射出，出射光线Z8与球直径SC平行，。=30。.光在

真空中的传播速度为c.求：

(1)玻璃的折射率；

(2)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间.

【命题意图】考查光的折射和全反射现象，需要考生正确做出光路图，然后根据光的传

播规律和几何关系解题，意在考查考生对光的折射和全反射现象的理解能力和运用几何知识

解题的能力.

【考试方向】光的折射和全反射，一直是高考考查的重点，主要是以计算题的形式考查,

需要考生具备一定的作图能力和掌握基本的几何知识.

【得分要点】对光学计算题，一般要正确作出光路图，利用几何知识和光学相关公式解

题.对于光的折射和全反射，考生还需要理解以下方面:

1.各种色光性质比较：在可见光中，红光的折射率〃最小，频率。最小，在同种介质中

（除真空外）传播速度V最大，波长力最大，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C

最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）.

2.发生全反射的条件：（1）光从光密介质入射到光疏介质对于两种介质来说，光在

其中传播速度较小的介质，亦即绝对折射率较大的介质，叫光密介质；而光在其中传播速度

较大的介质，亦即绝对折射率较小的介质叫光疏介质.光密介质和光疏介质是相对的.

（2）入射角等于或者大于临界角临界角C是指恰好发生全反射时入射角的大小,

此时折射角等于90°.

全反射和临界角是光学部分考查的重点内容，处理问题的关键是：依据发生全反射的条

件，画出恰好发生全反射的边界光线，利用几何关系和临界角公式求解.

1,（2022•河北石家庄市高三下学期二模）正定南城门护城河水下装有红绿两色彩灯，如

图，A.B为水下同一深度处两个相距较远的彩灯（均可看做点光源），夜晚站在桥上附看

平静的水面，灯A在水面形成的亮斑的半径较大，下列说法正确的是（）

___c__c__

AB

A.灯A是绿色光源

B.在水中灯A发出的光的传播速度小于灯B发出的光的传播速度

C.灯A发出的光的光子能量大于灯B发出的光的光子能量

D.灯A、B发出的光用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距△XHAAXB

2、（2022•湖北省常德市高三下学期高考模拟）彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后

在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的.彩虹形成的示意图如图所示，一束

白光£由左侧射入水滴，。、6是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光

线（。、6是单色光）.下列关于。光与b光的说法正确的是（）

A.水滴对a光的折射率大于对b光的折射率

B.a光在水滴中的传播速度等于b光在水滴中的传播速度

C.用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，。光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条

纹间距

D.a、6光在由空气进入水滴后波长要变长

E.若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射,

则a光也一定能够发生全反射

3、（2022•江苏连云港市高三下学期二模）如图所示，矩形必〃为一玻璃砖的横截面，玻

璃砖油面镀银且足够长.由单色光1、2组成的一细光束，在abed平面内从〃面上的。

点以入射角，•射入玻璃砖，该玻璃砖对单色光1、2的折射率分别为〃।和〃2，已知力＞巧,

下列说法正确的是（）

A.单色光1、2从cd面射出玻璃砖后平行

B.增大入射角i,单色光1在M面先发生全反射

C.单色光1在玻璃砖内的路程大于单色光2

D.当入射角i趋近于90。时，单色光1、2在cd面出射点的距离趋向于无穷大

4、（2022•江苏连云港市高三下学期二模）如图，某同学观察肥皂膜干涉现象,将有肥皂膜

的铁丝圈挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色.下列

说法正确的是（）

A.条纹形状是相互平行的竖直线

B.从上向下，条纹的间距越来越小

C.紫光的条纹数比黄光要少一些

D.干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的

5、（2022•江苏盐城市高三下学期二模）劈尖干涉是一种薄膜干涉，将一平板玻璃放置在另

一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当

光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示.现从所示装置中抽去一张纸片，从上

往下看到的干涉条纹是（）

11W

IIIIIIIIIII

AlllllllllllBIIIIIIIIc||||川|||D

IIIIII

6、（2022•山东聊城市高三下学期一模）如图所示，ZO8是截面为扇形的玻璃砖的横截面

图，其顶角8=83。，今有一束单色光在横截面内从。4的中点E沿垂直的方向射入玻

璃砖，一部分光线经面反射后恰好未从面射出，不考虑多次反射，则玻璃砖的折射

率为（）

7、（2022•山东日照市高三下学期一模）如图所示，由黄光和紫光组成的一束复色光沿着半

圆形玻璃砖的半径入射，在界面上分成"、人两束光，下列说法正确的是（）

A.仍束光是黄光和紫光，6束光是紫光

B.”、6两束光分别通过相同的单缝，可能只观察到。的衍射现象

C.〃在玻璃砖中的传播速度大于h在玻璃砖中的传播速度

D.用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距Ax.

8、（2022•山东淄博市高三下学期一模）如图所示，一透明半圆柱体折射率为〃=2,半径

为乩长为L.一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，有光线从部分柱面射出.则

该部分柱面的面积为（）

nRLnRL2nRLnRL

A.————C.---------D.-------

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9、（2022•天津市实验中学高三下学期第三次阶段测试）在我国古代学者沈括的著作《梦溪

笔谈》中有如下记载：“若莺飞空中，其影随莺而移；或中间为窗隙所束，则影与莺遂相违,

曙东则影西，瑁西则影东.”意思是说，若鹤鹰在空中飞翔，它的影子随鹤鹰而移动；如鹳

鹰和影子中间被窗户孔隙所约束，影子与鹳鹰做相反方向移动，鹤鹰向东则影子向西移，鹤

鹰向西则影子向东移.这里描述的是光的（）

A.直线传播现象B.折射现象

C.干涉现象D.衍射现象

10、（2022•浙江杭州市高三下学期二模）一束激光垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑如

图甲所示.现在光屏前放置一透明的玻璃圆柱体，让激光垂直圆柱体轴线入射，光束经过圆

柱体后照射在光屏上，如图乙所示.则在光屏上观察到的光斑形状可能为（）

11、（2022•山西太原市高三下学期一模）如图为水流导光实验装置示意图,在透明塑料瓶

下侧开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水就从小孔中流出.用红色激光从瓶的另一侧水平射

向小孔，从外界观察到光在水流中呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出。那么：光呈锯齿形

路线传播而并不从侧方射出，说明红光在水与空气的界面上发生了多次（填“折射”“折

射及反射”或“全反射”）；在瓶中水量减少的过程中，单位长度的水柱内，锯齿的数目将

（填“增加”"减少'’或"保持不变”）；若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，若只

有一种色光从水流的侧方射出，则该光的颜色是（填“红光”或"绿光”）.

12、（2022•四川德阳市高三下学期二模）如图所示，一束宽度为d的平行光射向截面为正

三角形的玻璃三棱镜，入射光与48界面夹角为45°,玻璃的折射率〃=虚，光束通过三

棱镜后到达与BC界面平行的光屏PQ.光从8C界面射出时与的夹角为_______,光屏

P0上光斑的宽度为.

13、（2022•浙江杭州市高三下学期二模）小明想测量一块平行玻璃砖的折射率.

①如图所示，该玻璃砖的48面光洁，C,。面粗糙，下列说法正确的是（填字母）.

A.如果A面被磨损会直接影响到折射率的测量

B.B面不宜直接用手去触碰

C.C面不宜直接用手去触碰

D.D面边缘有缺损不会影响到折射率的测量

②经过一系列正确的操作（如图），作图得到如图所示的图样，并测得

44=44=40.0mm,AyA3-20.0mm,A4A5-12.8mm,则该玻璃砖的折射率为

（结果保留3位有效数字）.

14、（2022•山东日照市高三下学期一模）2021年12月9日，王亚平在太空实验授课中，

进行了水球光学实验.在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气,

形成球形气泡，内外两球面球心均在。点，如图所示.一束单色光从外球面上的“点以与

4

AO连线成，角度射入球中.已知水的折射率为一，内球面半径为3尺外球面半径为5尺

3

光速为c,sin37°=0.6,求：

（1）光在水中的传播速度V；

（2）能使光在内球表面上发生全反射的入射角/的取值范围.

15、(2022•重庆市普通高中高三下学期二模)图是半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，

。为半圆圆心，为直径，点E位于半圆弧上，且一束极细的单色光以平行于

D

OE的方向从距48边一的。点由真空中射入玻璃砖，经Z8边一次反射后射到E点.求：

2

①该玻璃砖对该单色光的折射率；

②试分析、判断光线会不会从E点射出.

16、(2022•江苏盐城市高三下学期二模)眼球结构类似球体，眼睛发生病变时，会使眼球

内不同部位对光的折射率发生变化.现在用一个玻璃球模拟眼球，研究对光的传播的影响.

玻璃球用两个折射率不同、半径均为R的半球拼合在一起，拼合面为MN,球心为。，Q

为M。的中点，尸。垂直交左半球于尸点.一束单色光从尸点以跟PQ反向延长线成

30°方向射入.该单色光在左、右半球的折射率分别为勺=J5和&=啦，真空中的光速

为c.

(1)通过计算说明此单色光能否从右半球射出？

(2)计算此单色光在玻璃球中传播第一次到达右半球与空气交界面所用时间。

17、(2022•湖南衡阳市高三下学期一模)如图所示，半圆柱体的玻璃砖截面的半径R=20cm,

直径与光屏MN垂直并接触于4点。一束激光a从圆弧侧面射向玻璃砖的圆心。，当

入射光线与竖直直径48之间的夹角为53°时，在光屏上出现两个光斑，且4点左侧

光斑与4点之间的距离为15cm.已知sin37。=0.6,cos37°=0.8.

(1)求玻璃砖的折射率”；

(2)若改变激光。的入射方向，使激光经过。点后在光屏上只剩一个光斑，求此光斑

离/点的最远距离.

18.(2022•河南许昌市高三下学期二模)如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNP。,MQ=l,

MN=2l,一束单色光在纸面内以0=45。的人射角从空气射向MQ边的中点O,该单色光折射

到上的4点，MA=回,光在真空中传播的速度为c.求：

2

(1)玻璃砖对该单色光的折射率；

(2)该单色光在玻璃砖中传播的时间。

MAN

O

Q

19、(2022•河南洛阳市高三下学期二模)2022年2月4日举办的北京冬奥会开幕式令世界

沸腾.在这场感觉、听觉、视觉交织融合的饕盛宴背后，最大的“功臣”非LED显示技术

莫属.发光二