2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題14 光的折射、全反射（含解析）

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1、2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題14 光的折射、全反射（含解析） 【母題來(lái)源一】 xx年安徽卷第18題 【母題原題】18．如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角和入射角i相等時(shí)，出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為。已知棱鏡頂角為α，則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為： （ ） A． B． C． D． 【母題來(lái)源二】 xx年福建卷第13題 【母題原題】13.如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長(zhǎng)分別為λa、λb，

2、該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb。則 ： （ ） A.λa<λb，na >nb B.λa>λb，na λb，na >nb 【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(duì)光的折射和全反射現(xiàn)象的理解能力和運(yùn)用幾何知識(shí)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(diǎn)，主要是以計(jì)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(shí)。 【得分要點(diǎn)】 對(duì)光學(xué)計(jì)算

3、題，一般要正確作出光路圖，利用幾何知識(shí)和光學(xué)相關(guān)公式解題。對(duì)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(jiàn)光中，紅光的折射率n最小，頻率υ最小，在同種介質(zhì)中（除真空外）傳播速度v最大，波長(zhǎng)λ最大，從同種介質(zhì)射向真空時(shí)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(shí)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(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō)，光在其中傳播速度較小的介質(zhì)，亦即絕對(duì)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(duì)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(duì)的． (2)入射角

4、等于或者大于臨界角 臨界角C是指恰好發(fā)生全反射時(shí)入射角的大小，此時(shí)折射角等于90°。 全反射和臨界角是光學(xué)部分考查的重點(diǎn)內(nèi)容，處理問(wèn)題的關(guān)鍵是：依據(jù)發(fā)生全反射的條件，畫(huà)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。 【母題1】打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線的夾角θ切割在θ1<θ<θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射，僅考慮如圖所示的光線第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況，則下列判斷正確的是： （ ） A．若θ>θ2，光線一定在OP邊發(fā)生全反射 B．若θ>θ2，光線會(huì)從OQ邊射出

5、 C．若θ<θ1，光線會(huì)從OQ邊射出 D．若θ<θ1，光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射 【母題2】如圖所示，AOB是由某種透明物質(zhì)制成的圓柱體橫截面(O為圓心)，折射率為。有一束平行光以45°的入射角射向柱體的OA平面，這些光線中有一部分不能從柱體的AB面上射出，設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射，則圓柱體AB面上有光線出射的部分占AB表面的比例為： （ ） A．1:4 B．1:3 C．2:3 D．1:2 【母題3】一束光線從折射率為1.5的玻璃射向空氣，入射角為45°。下列四幅光路圖中正確的是： （

6、 ） 【母題4】一束紅色的細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖（a）所示，對(duì)其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光線的強(qiáng)度隨著θ的變化而變化，如圖（b）的圖線所示。下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．透明體對(duì)紅光的折射率為 B．紅光在透明體中的速度大小與在真空中的相同 C．紅光的折射光線的頻率會(huì)隨著折射光線強(qiáng)度的增大而增大 D．紅光在透明體內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角為 【母題5】如圖，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在白光屏上呈現(xiàn)七色光帶。若入射點(diǎn)由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半

7、徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失。在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是： （ ） A．增強(qiáng)，紫光 B．增強(qiáng)，紅光 C．減弱，紫光 D．減弱，紅光 【母題6】如圖所示，直線OO′與上下表面平行的玻璃磚垂直且與其上表面交于N點(diǎn)。a、b為兩束不同頻率的單色光，以45°的入射角射到玻璃磚的上表面，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．在真空中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度

8、 C．同時(shí)增大入射角(始終小于90°)，則a光在下表面先發(fā)生全反射 D．對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬 【母題7】如圖所示，一個(gè)玻璃三棱鏡的截面為等腰直角△ABC，∠A為直角，玻璃三棱鏡的折射率為 。此面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊的中點(diǎn)，對(duì)這條光線進(jìn)入棱鏡之后的光路分析正確的是： （ ） A. 直接射到AC邊上，發(fā)生全反射現(xiàn)象 B. 直接射到BC邊上，發(fā)生全反射現(xiàn)象 C. 直接射到AC邊上，部分光線從AC邊射出 D. 直接射到BC邊上，部分光線從BC邊射出 【母題8】a、b兩種單色光以相同的入射角從空氣斜射向某種玻

9、璃中，光路如圖所示。關(guān)于a、b兩種單色光，下列說(shuō)法中正確的是： （ ） A．該種玻璃對(duì)b光的折射率較大 B．b光在該玻璃中傳播時(shí)的速度較大 C．兩種單色光從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小 D．在同樣的條件下，分別用這兩種單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光的干涉圖樣的相鄰條紋間距較大 【母題9】圓形玻璃磚的橫截面如圖所示， O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線，足夠大的光屏PQ與直徑MN垂直并接觸于N點(diǎn)，已知半圓形玻璃磚的半徑R=10cm，折射率，一細(xì)束激光沿半徑方向射向圓心O點(diǎn)，入射光線與OO′夾角θ=30°，光屏PQ上出現(xiàn)兩個(gè)光斑，則這兩個(gè)光斑之間的距離

10、為： （ ） A．cm B．cm C． cm D．cm ，則這兩個(gè)光斑之間的距離為；故選C. 考點(diǎn)：光的反射定律及光的折射定律. 【母題10】現(xiàn)在高速公路上的標(biāo)志牌都用“回歸反光膜”制成，夜間行車(chē)時(shí)，它能把車(chē)燈射出的光逆向返回，所以標(biāo)志牌上的字特別醒目。這種“回歸反光膜”是用球體反射元件制作的。如圖反光膜內(nèi)部均勻分布著直徑為10m的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率，為使入射的車(chē)燈光線經(jīng)玻璃珠折射一反射一再折射后恰好和入射光線平行，第一次入射時(shí)昀入射角i應(yīng)是： （ ） A．15° B．30° C．45° D．60°