2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)：光的折射、全反射專題（原卷版）

專題16光的折射、全反射專題

目錄

近年真題對(duì)比

考向一光的折射

考向二光的全反射問(wèn)題

命題規(guī)律解密

名校模擬探源

易錯(cuò)易混速記

U一_

真題考查解讀

【命題意圖】此專題以考查光的折射定律和全反射知識(shí)為主，注重對(duì)“應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力”

的考查，多以計(jì)算題的形式出現(xiàn)；當(dāng)考查光的干涉、衍射和電磁波問(wèn)題，一般以選擇題形式出現(xiàn)。預(yù)測(cè)高

考將以新情境考查光的折射定律與全反射問(wèn)題,同時(shí)兼顧光的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識(shí)點(diǎn)，將

這部分知識(shí)與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技聯(lián)系考查的可能性較大。

2.命題熱點(diǎn)：

【考查要點(diǎn)】主要考查光的折射定律和全反射規(guī)律的應(yīng)用問(wèn)題；光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象的理解問(wèn)題；

電磁波譜在實(shí)際中的應(yīng)用問(wèn)題。

【課標(biāo)鏈接】（1）光的折射與全反射規(guī)律的應(yīng)用；（2）全反射的臨界角問(wèn)題時(shí)及與實(shí)際應(yīng)用的聯(lián)系問(wèn)題；

光的波動(dòng)性問(wèn)題。

2。23年真題展現(xiàn)

考向一光的折射

1.（2023江蘇卷）地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽(yáng)光斜射向地面的過(guò)程中會(huì)發(fā)生

彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是（）

雄峭

2,（2023全國(guó)甲卷）等腰三角形AaA為一棱鏡的橫截面，ab=ac；一平行于6c邊的細(xì)光束從他

邊射入棱鏡，在歷邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點(diǎn)在乙光的下方，

如圖所示。不考慮多次反射。下列說(shuō)法正確的是（）

B.甲光的頻率比乙光的高

C.在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大

D.該棱鏡對(duì)甲光的折射率大于對(duì)乙光的折射率

E.在棱鏡內(nèi)如邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光的大

3.（2023浙江1月卷）如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖.一細(xì)黃光束從直角邊A5以

角度。入射，依次經(jīng)AC和3C兩次反射，從直角邊AC出射.出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)了a角，則a

（）

4.（2023海南卷）用激光測(cè)玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚與屏戶平行放置，從另一側(cè)用激光筆以一

定角度照射，此時(shí)在屏上的S處有激光點(diǎn)，移走玻璃磚，光點(diǎn)移到S處，回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)畫(huà)出激光束經(jīng)玻璃折射后完整的光路圖________;

（2）已經(jīng)測(cè)出46=h,0A=12,S，=則折射率〃=（用1卜卜、人表示）；

（3）若改用寬更小的玻璃磚做實(shí)驗(yàn)，則SS間的距離會(huì)（填“變大”，“變小”或“不

變”）。

5.（2023全國(guó)乙卷）如圖，一折射率為a的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形AABC,AB=AC=l,

笈邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于8c方向經(jīng)46邊上的〃點(diǎn)射入棱鏡，若這束光被8c邊

反射后恰好射向頂點(diǎn)A,求〃點(diǎn)到/點(diǎn)的距離。

6。（2023山東卷）一種反射式光纖位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)微小位移測(cè)量，其部分原理簡(jiǎn)化如圖所示。

兩光纖可等效為圓柱狀玻璃絲M、N,相距為4直徑均為2“，折射率為“（”〈行）。M、N下端橫截面

平齊且與被測(cè)物體表面平行。激光在M內(nèi)多次全反射后從下端面射向被測(cè)物體，經(jīng)被測(cè)物體表面鏡面反射

至N下端面，N下端面被照亮的面積與玻璃絲下端面到被測(cè)物體距離有關(guān)。

（1）從M下端面出射的光與豎直方向的最大偏角為求。的正弦值；

（2）被測(cè)物體自上而下微小移動(dòng)，使N下端面從剛能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃絲下端

面到被測(cè)物體距離人的相應(yīng)范圍（只考慮在被測(cè)物體表面反射一次的光線）。

7.（2023湖北卷）如圖所示，楔形玻璃的橫截面尸。0的頂角為30°,帆邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)。的距

離為4垂直于如邊的光線映在。。邊的折射角為45。。不考慮多次反射，。。邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為

)

45]Q

c.dD.Od

8.（2023浙江6月卷）在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長(zhǎng)度

9.（2023湖南卷）一位潛水愛(ài)好者在水下活動(dòng)時(shí)，利用激光器向岸上救援人員發(fā)射激光信號(hào)，設(shè)激光

光束與水面的夾角為。，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)。大于41。時(shí)，岸上救援人員才能收到他發(fā)出的激光光

束，下列說(shuō)法正確的是（）

A.水的折射率為------

sin41°

B.水的折射率為r二

sin49°

C.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60。

D.當(dāng)他以a=60。向水面發(fā)射激光時(shí)，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60。

『近年真題對(duì)比』

考向一光的折射

1.（2022?湖北?T14）如圖所示，水族館訓(xùn)練員在訓(xùn)練海豚時(shí)，將一發(fā)光小球高舉在水面上方的A位置,

2

海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距離為d,A位置離水面的高度為耳/訓(xùn)練員將小球向左水

平拋出，入水點(diǎn)在B位置的正上方，入水前瞬間速度方向與水面夾角為1小球在A位置發(fā)出的一束光線

經(jīng)水面折射后到達(dá)B位置，折射光線與水平方向的夾角也為以

4

已知水的折射率"=—,求：

3

（1）tant7的值；

（2）B位置到水面的距離也

考向二光的全反射問(wèn)題

2.（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R的4圓，左則

4

是直角梯形，AP長(zhǎng)為R,AC與CO夾角45。，AC中點(diǎn)為3。a、6兩種頻率的細(xì)激光束，垂直A3面入

射，器件介質(zhì)對(duì)m匕光的折射率分別為142、1.40o保持光的入射方向不變，入射點(diǎn)從A向B移動(dòng)過(guò)程中，

能在面全反射后，從。W面射出的光是（不考慮三次反射以后的光）（）

A.僅有a光B.僅有6光C.a、b光都可以D.a、6光都不可以

3.（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(shí)驗(yàn)，在失重環(huán)境下，往大水

球中央注入空氣，形成了一個(gè)空氣泡，氣泡看起來(lái)很明亮，其主要原因是（）

A.氣泡表面有折射沒(méi)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”

4.(2022?廣東卷?T16(2))一個(gè)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(diǎn)沿著罐體的內(nèi)壁向上移動(dòng)，它所發(fā)出的光束始終指向圓心O點(diǎn)。當(dāng)

光束與豎直方向成45。角時(shí)，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

c,求液體的折射率”和激光在液體中的傳播速度V。

6.(2022年高考全國(guó)甲卷2022?全國(guó)甲卷?T34(2))如圖，邊長(zhǎng)為a的正方形A8C。為一棱鏡的橫截面，

M為邊的中點(diǎn)。在截面所在平的，一光線自M點(diǎn)射入棱鏡，入射角為60。，經(jīng)折射后在邊的N點(diǎn)恰

好發(fā)生全反射，反射光線從C。邊的尸點(diǎn)射出棱鏡，求棱鏡的折射率以及尸、C兩點(diǎn)之間的距離。

7.12022?河北?T16(2)】如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，。點(diǎn)為球心。球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束

光在A點(diǎn)射出，出射光線4B與球直徑SC平行，9=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(diǎn)的最短時(shí)間。

8.(2022?湖南卷?T16(2))如圖，某種防窺屏由透明介質(zhì)和對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)像素單元可視角度。的控制(可視角度。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(diǎn)光源，要求可視角度?？刂茷?0。，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，求像素單元寬度尤最小為多少時(shí)，其可視

角度。剛好被擴(kuò)為180。（只要看到像素單元的任意一點(diǎn)，即視為能看到該像素單元）。

透明介質(zhì)

發(fā)光像素單元

命題規(guī)律解密

從近幾年的高試看，這一專題高考將以新情境考查光的折射定律與全反射問(wèn)題，同時(shí)兼顧光

的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識(shí)點(diǎn)，將這部分知識(shí)與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技聯(lián)系

考查的可能性較大

名校模擬探源

1.（2023?江蘇南京二模）下列光現(xiàn)象中屬于衍射的是（）

A.水中的氣泡看起來(lái)特別明亮

B.白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶

C.在陽(yáng)光照射下肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋

D.某彩色光照射圓盤(pán)后，在適當(dāng)?shù)奈恢?，影的中心出現(xiàn)一個(gè)亮斑

2.（2023?江蘇南通三模）莊子與惠子游于濠梁之上。莊子曰：“脩魚(yú)出游從容，是魚(yú)之樂(lè)也?！比?/p>

在橋上觀魚(yú)（）

A.人能看到魚(yú)，魚(yú)不能看到人

B.人看到的魚(yú)是經(jīng)反射所成的像

C.魚(yú)看到的人的位置比人的實(shí)際位置低

D.人看到的魚(yú)的位置比魚(yú)的實(shí)際位置高

3.（2023?重慶第七次聯(lián)考）（多選）如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖均來(lái)自物理課本，下列說(shuō)法

正確的是（）

lllllllllllllllll

甲乙丙丁

A.圖甲為雙縫干涉示意圖，若換成頻率更高的單色光照射雙縫，則實(shí)驗(yàn)得到的條紋間距應(yīng)該更大

B.圖乙為光照到圓盤(pán)上得到的衍射圖樣

C.圖丙為劈尖干涉的示意圖，兩玻璃片間墊有一些紙片，若從兩玻璃片之間抽出部分紙片，則從上往

下看可以觀察到條紋間距變大

D.圖丁所示為相機(jī)拍攝車(chē)前擋玻璃的照片，右圖中能明顯減弱汽車(chē)玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉

原理

4.（2023?廣東大灣區(qū)一模）（多選）美麗的彩虹是由于太陽(yáng)光照射在眾多微小的“水球”而發(fā)生的

反射和折射現(xiàn)象。如圖所示是某一均勻介質(zhì)球的截面圖，AB.必是該介質(zhì)球的兩條直徑，4。e60°,一

束激光以平行于4?的方向從C點(diǎn)射入介質(zhì)球，經(jīng)過(guò)一次折射打到6點(diǎn)。設(shè)光在空氣中的傳播速度為c,則

（）

A.該介質(zhì)球的折射率為追

B.光在該球中的速度為

C.光線在8點(diǎn)離開(kāi)介質(zhì)球的方向與直線4?夾角為60°

D.光線經(jīng)介質(zhì)球反射和折射后，可能沿平行于的方向射出

5.（2023?廣東廣州天河一模）如圖所示，圓心為。、半徑為"的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光

線從尸點(diǎn)垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角。=60°時(shí)，光線從玻璃磚圓形表

面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c,則（）

A.玻璃枝的折射率為1.5

B.O尸之間的距離為2R

2

c.光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為走C

3

D.光從玻璃到空氣的臨界角為30°

6.（2023?廣東湛江一模）（多選）夜晚高速公路路標(biāo)在燈光的照射下特別亮，主要是因?yàn)槭褂昧擞?/p>

大量均勻透明介質(zhì)球組成的反光材料.如圖所示，介質(zhì)球的球心位于。點(diǎn)，半徑為尼平行于直徑A03的

單色光從空氣射入介質(zhì)球，其中一條光線沿CD射入球體，在球內(nèi)表面經(jīng)一次反射后，再次折射回空氣中時(shí)

出射光線恰好與CD平行.已知CD與A8間的距離為走R,光在真空中的傳播速度為。，則（）.

2

A.光線經(jīng)過(guò)一次折射一定射到6點(diǎn)B.光線經(jīng)過(guò)一次折射對(duì)應(yīng)的折射角為45°

C.該介質(zhì)球的折射率為石D.光在該介質(zhì)球中的傳播速度為gc

7.（2023?福建寧德5月檢測(cè)）（多選）彩虹的形成可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。。點(diǎn)是空中球形雨

滴的球心，太陽(yáng)光（復(fù)色光）從〃點(diǎn)射入，因光的折射率不同，從而形成彩虹，其中光束a和光束6是彩

虹最外側(cè)的兩束光。則（）

A.光束a的折射率比光束b的折射率小

B.光束a為紫光，光束6為紅光

C.光束a的波長(zhǎng)比光束力的波長(zhǎng)長(zhǎng)

D.經(jīng)過(guò)相同的單縫衍射裝置，光束6比光束a的衍射現(xiàn)象更明顯

8.（2023?福建漳州三模）某種材料制成的透明磚的截面如圖所示，在。。為直角三角形，ZC=60°,

OB=d.一細(xì)束單色光線從充的中點(diǎn)尸垂直于灰面入射后，在"面恰好發(fā)生全反射。已知光在真空中

的速度大小為c,則（）

c

光從空氣射入透明磚頻率變小

光從空氣射入透明磚波長(zhǎng)變長(zhǎng)

透明磚對(duì)該光的折射率為2叵

3

光線從戶點(diǎn)射到％面用時(shí)為色

9.（2023?湖南衡陽(yáng)二模）（多選）如圖所示，如切為半圓柱體玻璃的橫截面，切為直徑，一束由

藍(lán)光和黃光組成的復(fù)色光沿方向從真空射入玻璃，分兩束分別射到圓柱面的氏C兩點(diǎn)。只考慮第一次

射向圓弧的光線，下列說(shuō)法正確的是（）

A.從8C兩點(diǎn)射出的光分別是黃光、藍(lán)光

B.光從。傳到方與光從。傳到。的時(shí)間相等

C.若從圓弧面只有一處光線射出，則一定是從8點(diǎn)射出

D.若僅將復(fù)色光的入射點(diǎn)從。平移到〃的過(guò)程中，可能出現(xiàn)從圓弧射出的兩束光線平行

10.（2023?江蘇南京二模）如圖所示，某同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)量?jī)擅嫫叫胁ＡТu的折射率，他先在

紙上緊貼玻璃磚畫(huà)出參考線以'仍'，釘上大頭針，、P2,然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。并畫(huà)出光路圖，則下列說(shuō)法正確

A.入射角i盡量小一些，可以減小誤差

B.耳、巴及鳥(niǎo)、舄之間的距離取的小一些，可以減小誤差

C.若在釘大頭針舄不小心使玻璃板平移到了虛線框位置，則最終測(cè)得的折射率偏大

D.若把。加誤畫(huà)在了其他操作均正確，則測(cè)得的折射率偏小

11.（2023?湖南教學(xué)聯(lián)盟第一次聯(lián)考）光程是光學(xué)中的概念，定義為光在介質(zhì)中經(jīng)過(guò)的幾何路程與

該介質(zhì)折射率的乘積。當(dāng)兩束相干光的光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)亮條紋。瑞利干涉儀就是

利用這個(gè)原理測(cè)量氣體的折射率。如圖甲所示，兩束光的光程差為零時(shí)，屏幕上。點(diǎn)為零級(jí)干涉亮條紋。

將長(zhǎng)度為/、裝有待測(cè)氣體的透明薄管放在S后面，如圖乙所示，零級(jí)亮條紋移至屏幕上的9點(diǎn)，。點(diǎn)為第

上級(jí)干涉亮條紋。已知空氣的折射率為人,所用光的波長(zhǎng)為；I,待測(cè)氣體的折射率為（）

甲乙

kAkA（左+1）2

B.—+nC./D.-------------

A.--Ho0

12.（2023?湖南張家界模擬考）日暈是一種常見(jiàn)的大氣光學(xué)現(xiàn)象，如圖甲所示。太陽(yáng)光線經(jīng)卷層云

中同一冰晶的兩次折射，分散成單色光，形成日暈。冰晶截面可看作正六邊形。如圖乙所示為一束紫光在

冰晶上的折射光路，4為冰晶上的入射角，為為經(jīng)過(guò)第一個(gè)界面的折射角，為為光線離開(kāi)冰晶的折射角，％

為出射光相對(duì)入射光的偏轉(zhuǎn)角。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在冰晶內(nèi)紅光的傳播速度比紫光的小

B.若仇=4=60°,則冰晶對(duì)紫光的折射率為百

C.保持入射角不變，將紫光改為紅光，偏轉(zhuǎn)角將增大

D.若紅光和紫光均能使同一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，紫光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大

13.（2023?廣東韶關(guān)一模）如圖所示，半圓形玻璃磚半徑為兄直徑A5與熒光屏初V（足夠大）

平行且相距為2R.頻率相同的兩束平行光a、6均以53°角同時(shí)射入玻璃成，a光從圓心。入射，恰好從半

圓弧的三等分點(diǎn)。射出，6光從半圓弧的中點(diǎn)C射出.不考慮光在半圓弧上的反射，sin5