2016年高考物理母题题源系列专题14光的折射全反射(含解析).doc

PAGE  PAGE 12 专题14光的折射、全反射 【母题来源一】2016年全国新课标Ⅰ卷 【母题原题】如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。 （i）求池内的水深； （ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。 【答案】（i）m≈2.6 m（ii）0.7 m nsin i=sin θ① 由几何关系有 sin i=② 式中，l=3 m，h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得 h=m≈2.6 m③ （ii）设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ=45°。由折射定律有 nsini=sin θ ④ 式中，i是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有 sini=⑤ x+l=a+h ⑥ 式中h=2 m。联立③④⑤⑥式得 x=(3–1)m≈0.7 m⑦ 【考点定位】光的折射定律 【名师点睛】本题主要考查了光的折射定律的应用；解题关键是根据题意画出完整的光路图，然后根据光的折射定律结合几何关系列出方程求解；此题意在考查考生应用数学处理物理问题的能力。 【母题来源二】2016年全国新课标Ⅲ卷 【母题原题】如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。 【答案】 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示，设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为，反射角为，玻璃折射率为n，由于为等边三角形，有 i=60° 【考点定位】光的折射定律 【方法技巧】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题。 【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】(多选)下列说法正确的是：（） A、在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高 B、光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大 C、水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 D、全息照相主要是利用了光的衍射现象 E、沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象 【答案】ABE 考点：全反射、光的衍射 【名师点睛】本题考查了光的折射定律以及全反射的条件，掌握光的全反射与折射的区别，理解光的干涉原理及条件。 【母题2】(多选)如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，为过C点的AB面的垂线，a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB变从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是：（） A、在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B、a光的频率大于b光的频率 C、两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大 D、若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角 E、