2024年高考物理母题题源系列专题16光的折射、全反射

母题 16

光的折射、全反射

【母题来源一】

2024 年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）

【母题原题】用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干涉条纹消失

B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 【答案】 D

点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握 哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。

【母题来源二】

2024 年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国 II卷）

【母题原题】如图， 是一直角三棱镜的横截面， ， ，一细光束从 BC 边的 D 点折射后，射

到 AC 边的 E 点，发生全反射后经 AB 边的 F 点射出。EG 垂直于 AC 交 BC 于 G ，D 恰好是 CG 的中点。不计多次 反射。

（i）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角；

（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？

【答案】 （1 ）δ=60 ° （2 ）

【解析】试题分析：（1）根据题意画出光路图，根据几何关系找到出射光线与入射光线之间的夹角； （2）要保证在 E 点发生全反射，则在 E 点的入射角要大于等于临界角 C

（ⅰ）光线在 BC 面上折射，由折射定律有

①

式中，n 为棱镜的折射率，i 和 r 分别是该光线 在 BC 面上的入射角和折射角。光线在 AC 面上发生全反射，由反 射1 1 定律有

i2 = r ②

2

式中 i 2 和 r 分2 别是该光线在 AC 面上的入射角和反射角。光线在 AB 面上发生折射，由折射定律有

③

式中 C 是全反射临界角，满足

⑧

由④⑦⑧式知，棱镜的折射率 n 的取值范围应为

⑨

故本题答案是：（1）δ=60 ° （2 ）

点睛：本题考查了几何光学，处理此类题的方法一般是正确画光路图利用几何关系求偏角，还要知道全发射的条 件是 什么。

【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 n 最小，频率 υ最小，在同种介质中（除真空外）传播速度 v 最大，波长 λ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。

【母题 1】下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分）

A. 不同色光在同一种均匀介质中的传播的速度相同

B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的

C. 杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条 纹的相邻条纹间距小

D. 光的偏振特征说明光是横波

E. 水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故 【答案】 BDE