專題34光的傳播-三年（2022-2024）高考物理真題分類匯編（全國(guó)）

專題34光的傳播考點(diǎn)三年考情（2022-2024）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1光的折射定律（5年4考）2024年高考廣東卷：紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以角從MN面射入某長(zhǎng)方體透明均勻介質(zhì)；2024年高考江蘇卷：光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中；2024年高考甘肅卷：一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到半圓柱形均勻透明材料的圓心O；2024年高考全國(guó)理綜甲卷：一束與AB邊平行的光線從圓弧入射到橫截面為四分之一圓玻璃柱。2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試：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。1.光的折射定律和全反射是高考考查頻率較高的知識(shí)，命題熱點(diǎn)主要是：選擇實(shí)際情景；單色光、復(fù)色光或平行光射入三棱鏡、正長(zhǎng)體，多面體、半圓柱，球體，空心球體或組合體，液體，綜合考查光的折射定律、反射定律以及全反射。2.高考對(duì)光的折射定律和全反射的考查，難度中等，可能為選圖題（選擇光路圖、光從液面射出面等），可能給出光路，判斷其正確說(shuō)法，也可能為計(jì)算題，綜合考查相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?？键c(diǎn)2光的全反射（5年5考）2024年高考海南卷：某束光線垂直O(jiān)P射入正三角形OPQ玻璃磚，，恰好在PQ界面發(fā)生全反射；2023年6月高考浙江選考科目：在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體；2022高考遼寧物理：在過(guò)球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射內(nèi)含氣泡的水球。2022年高考廣東物理：水平放置的圓柱形罐體內(nèi)裝了一半的透明液體，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)。考點(diǎn)01光的折射定律1.（2024年高考廣東卷）如圖所示，紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以角從MN面射入某長(zhǎng)方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會(huì)先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說(shuō)法正確的是（）A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點(diǎn)B.逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.逐漸增大時(shí)，入射光可能MN面發(fā)生全反射D.逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大【參考答案】B【名師解析】由于紅光的頻率比綠光小，根據(jù)頻率小折射率小，可知紅光的折射率小于綠光。在MN面，入射光的入射角相同，根據(jù)折射定律，n=，可知綠光在MN面的折射角較小，根據(jù)幾何關(guān)系可知，綠光比紅光更靠近P點(diǎn)，A錯(cuò)誤；根據(jù)發(fā)生全反射的臨界角公式sinC=1/n，可知紅光發(fā)生全反射臨界角較大。逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失，B正確；在MN面，光是從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)，無(wú)論入射角多大，在MN面，都不可能發(fā)生全反射，C錯(cuò)誤；根據(jù)折射定律產(chǎn)生條件，n=，可知入射角逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增小，D錯(cuò)誤。2.（2024年高考江蘇卷）現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示（β1<β2），已知折射率隨濃度增大而變大。則（）A.甲折射率大B.甲濃度小C.甲中光線的傳播速度大D.甲臨界角大【答案】A【解析】入射角相同，由于，根據(jù)折射定律可知，故甲濃度大；根據(jù)，可知光線在甲中的傳播速度較小，由可知折射率越大臨界角越小，故甲臨界角小。故選A3.（2024年高考甘肅卷）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說(shuō)法正確的是（）A.該材料對(duì)紅光的折射率為 B.若，光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光 D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直【答案】ABC【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知從材料內(nèi)發(fā)生折射時(shí)光線的折射角為，故折射率為故A正確；設(shè)臨界角為C，得故，故若，會(huì)發(fā)生全反射，光線c消失，故B正確；由于光線b為反射光線，反射角等于入射角，故當(dāng)入射光a變?yōu)榘坠?，光線b為白光，故C正確；對(duì)同種介質(zhì)，紫光的折射率比紅光大，故若入射光a變?yōu)樽瞎?，折射角將變大，光線b和c不會(huì)垂直，故D錯(cuò)誤。故選ABC。4.（2024年高考全國(guó)理綜甲卷）.一玻璃柱的折射率，其橫截面為四分之一圓，圓的半徑為R，如圖所示。截面所在平面內(nèi)，一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大，距離為h時(shí)，光線進(jìn)入柱體后射到BC邊恰好發(fā)生全反射。求此時(shí)h與R的比值?！敬鸢浮俊窘馕觥咳鐖D，畫(huà)出光路圖可知設(shè)臨界角為C，得，根據(jù)可得解得故可得故可知5.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）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（）A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】根據(jù)折射定律n上sinθ上=n下sinθ下由于地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，則n下>n上，則θ下逐漸減小，畫(huà)出光路圖如下則從高到低θ下逐漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向。能描述該現(xiàn)象的是圖A。6.（2023高考全國(guó)甲卷）（5分）等腰直角三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab=ac。一平行于bc邊的細(xì)光束從ab邊射入棱鏡，在bc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。A.甲光的波長(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)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)bc邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光大【參考答案】ACE【命題意圖】本題考查光的折射定律、光路圖、光速與折射率關(guān)系、波長(zhǎng)與頻率關(guān)系及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！窘忸}思路】根據(jù)折射定律，畫(huà)出甲乙兩光的光路圖，可知相同入射角情況下，乙光的折射角r較小，由折射定律n=sini/sinr可知，乙光的折射率較大，D錯(cuò)誤；由n=c/v可知，在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光大，C正確；根據(jù)光的頻率越大，折射率越大可知，甲光的頻率比乙光低，B錯(cuò)誤；根據(jù)光的頻率與波長(zhǎng)成反比可知，甲光的波長(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)，A正確；根據(jù)畫(huà)出的光路圖可知，在棱鏡內(nèi)bc邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光大，E正確?！痉椒偨Y(jié)】正確畫(huà)出光路圖是正確解題的關(guān)鍵。7.（2023高考湖南卷）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α，如圖所示。他發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)α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B.水的折射率為C.當(dāng)他以α=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α=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°【參考答案】BC【名師解析】根據(jù)題述，當(dāng)α＞41°時(shí)，即從水面下的入射角小于49°時(shí)，光線才能射出水面，水面全反射臨界角為C=49°，由sinC=1/n可得n=1/sin49°，B正確A錯(cuò)誤；當(dāng)他以α=60°向水面發(fā)射激光時(shí)，入射角i=30°，由折射定律n=sinr/sini可得射出水面的折射角正弦值sinr=1/2sin49°，折射角大于30°，岸上救援人員接收到激光束的方向與水面小于60°，C正確D錯(cuò)誤。8.（2023高考湖北卷）如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為（）A. B. C. D.【參考答案】C【名師解析】設(shè)光纖在OQ界面的入射角為，折射角為，幾何關(guān)系可知，則有折射定律光纖射出OQ界面的臨界為發(fā)生全反射，光路圖如下，其中光線在AB兩點(diǎn)發(fā)生全反射，有全反射定律即AB兩處全反射的臨界角為，AB之間有光線射出，由幾何關(guān)系可知，C正確。9．（2022新高考海南卷）如圖為一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半徑與球的半徑之比為1?3..。當(dāng)細(xì)光束以30°的入射角射入球中。其折射光線剛好與內(nèi)壁相切，則該透明材料的折射率為A.B.1.5C.D.2【參考答案】B【名師解析】由圖中幾何關(guān)系可知，折射角的正弦值sinr=1/3，由折射定律可得該透明材料的折射率為n=sin30°/sinr=1.5，選項(xiàng)B正確。10.（2022高考湖北物理）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，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d。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θ。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θ。已知水的折射率，求:（1）tanθ的值；（2）B位置到水面的距離H?！緟⒖即鸢浮浚?）；（2）【命題意圖】本題平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、折射定律?！窘忸}思路】（1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，小球入水前瞬間豎直方向速度vy==，，d=vxt，聯(lián)立解得：vx=，tanθ==4/3。（2）因可知，從A點(diǎn)射到水面的光線的入射角為α，折射角為，則由折射定律可知解得由幾何關(guān)系可知解得11.（2022·全國(guó)理綜乙卷·34）（2）.一細(xì)束單色光在三棱鏡的側(cè)面上以大角度由D點(diǎn)入射（入射面在棱鏡的橫截面內(nèi)），入射角為i，經(jīng)折射后射至邊的E點(diǎn)，如圖所示，逐漸減小i，E點(diǎn)向B點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)時(shí)，恰好沒(méi)有光線從邊射出棱鏡，且。求棱鏡的折射率?！緟⒖即鸢浮?.5【名師解析】因?yàn)楫?dāng)時(shí)，恰好沒(méi)有光線從AB邊射出，可知光線在E點(diǎn)發(fā)生全反射，設(shè)臨界角為C，則由幾何關(guān)系可知，光線在D點(diǎn)的折射角為則聯(lián)立可得n=1.512.（2022年1月浙江選考）如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心O點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細(xì)光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當(dāng)入射光束a繞O點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)小角度時(shí)，b、c、d也會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A.光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于B.光束c逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于C.光束d順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度大于D.光速b、c之間的夾角減小了【參考答案】B【名師解析】設(shè)入射光線a的入射角為，則反射角為，光束c的折射角為，光束d的反射角也為，入射光束a繞O點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)小角度時(shí)，入射角變?yōu)椤Ｓ煞瓷涠煽芍瓷浣堑扔谌肷浣?，則光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度等于，故A錯(cuò)誤；由折射定律有，，可得，即光束c逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于，故B正確；光束d的反射角變化與光束c的折射角變化相等，則光束d順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于，故C錯(cuò)誤；光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度等于，光束c逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于，則光速b、c之間的夾角減小的角度小于，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)02光的全反射1.（2024年高考海南卷）一正三角形OPQ玻璃磚，某束光線垂直O(jiān)P射入，恰好在PQ界面發(fā)生全反射，則玻璃磚的折射率（）A. B. C. D.2【答案】C【解析】如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知光線在PQ界面的入射角為根據(jù)全反射的臨界條件可得解得故選C。2.．（2023年6月高考浙江選考科目）在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體，直角邊的長(zhǎng)度為0.9m，水的折射率，細(xì)燈帶到水面的距離，則有光射出的水面形狀（用陰影表示）為（）A．B．C．D．【參考答案】D【名師解析】燈帶發(fā)出的光從水面射出的時(shí)發(fā)生全反射臨界角的正弦值則燈帶上的一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光的發(fā)生全反射的臨界角如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可得則一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光在水面上能看到的的圓，光射出的水面形狀邊緣為弧形，AB錯(cuò)誤。在等腰直角三角形發(fā)光體中，斜邊上的高為0.45m=0.64m，大于斜邊上高的兩個(gè)端點(diǎn)發(fā)出的光在上面上內(nèi)看到的光面寬度2r=0.6m，所以光帶射出水面的光面中間有無(wú)法射出光線的等腰三角形區(qū)域，所以則有光射出的水面形狀為圖D，C錯(cuò)誤D正確。3.（2023高考福建卷）如圖，一教師用側(cè)面開(kāi)孔透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)。瓶?jī)?nèi)裝有適量清水．水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔，使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi)，觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中，有助于光束更好地沿液流傳播的是（）A.減弱激光強(qiáng)度B.提升瓶?jī)?nèi)液面高度C.改用折射率更小液體D.增大激光器與小孔之間的水平距離【參考答案】B【名師解析】若想使激光束完全被限制在液流內(nèi)，則應(yīng)使激光在液體內(nèi)發(fā)生全反射現(xiàn)象，根據(jù)全反射臨界角，可知應(yīng)該增大液體的折射率或則增大激光束的入射角。減弱激光的強(qiáng)度，激光的臨界角，折射率均不會(huì)改變，故A錯(cuò)誤；提升瓶?jī)?nèi)液面的高度，會(huì)造成開(kāi)口處壓強(qiáng)增大，水流的速度增大，水流的更遠(yuǎn)，進(jìn)而增大了激光束的入射角，則會(huì)有大部分光在界面處發(fā)生全反射，有助于光速更好的沿液流傳播，故B正確；若改用折射率更小的液體，臨界角變大，更不容易發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；增大激光器與小孔之間的水平距離不能改變液體的折射率或激光束的入射角，現(xiàn)象不會(huì)改變，故D錯(cuò)誤。4.（2023高考河北卷）制造某型芯片所使用的銀灰色硅片覆上一層厚度均勻的無(wú)色透明薄膜后，在自然光照射下硅片呈現(xiàn)深紫色。關(guān)于此現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A.上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理相同 B.光在薄膜的下表面發(fā)生了全反射C.薄膜上下表面的反射光發(fā)生了干涉 D.薄膜厚度發(fā)生變化，硅片總呈現(xiàn)深紫色【參考答案】C【名師解析】．上述現(xiàn)象是由于光的干涉造成的，彩虹的形成原理主要為光的折射，上述現(xiàn)象與彩虹的形成原理不相同，故A錯(cuò)誤；硅片呈現(xiàn)深紫色的原因是薄膜的厚度正好使紫光在薄膜上下表面的反射光發(fā)生干涉，振動(dòng)加強(qiáng)，故B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)光的干涉中相互加強(qiáng)的條件，可知當(dāng)薄膜的厚度發(fā)生變化時(shí)，滿足加強(qiáng)條件的波長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致硅片呈現(xiàn)不同的顏色，故D錯(cuò)誤。5.（2022高考遼寧物理）完全失重時(shí)，液滴呈球形，氣泡在液體中將不會(huì)上浮。2021年12月，在中國(guó)空間站“天宮課堂”的水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，航天員向水球中注入空氣形成了一個(gè)內(nèi)含氣泡的水球。如圖所示，若氣泡與水球同心，在過(guò)球心O的平面內(nèi)，用單色平行光照射這一水球。下列說(shuō)法正確的是（）A.此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率一定變大B.此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率一定變小C.若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射D.若光線2在N處發(fā)生全反射，光線1在M處一定發(fā)生全反射【參考答案】C【命題意圖】本題考查光的折射、全反射及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn).【名師解析】由于光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以此單色光從空氣進(jìn)入水球，頻率不變，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由光路圖可看出光線1入射到水球的入射角小于光線2入射到水球的入射角，則光線1在水球外表面折射后的折射角小于光線2在水球外表面折射后的折射角，設(shè)水球半徑為R、氣泡半徑為r、光線經(jīng)過(guò)水球后的折射角為α、光線進(jìn)入氣泡的入射角為θ，根據(jù)幾何關(guān)系，由正弦定理可得由此可知光線2的θ大于光線1的θ，故若光線1在M處發(fā)生全反射，光線2在N處一定發(fā)生全反射，C正確、D錯(cuò)誤。6.（2022山東物理）柱狀光學(xué)器件橫截面如圖所示，右側(cè)是以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，左則是直角梯形，長(zhǎng)為R，與夾角，中點(diǎn)為B。a、b兩種頻率的細(xì)激光束，垂直面入射，器件介質(zhì)對(duì)a，b光的折射率分別為1.42、1.40。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b光 C.a、b光都可以 D.a、b光都不可以【參考答案】A【命題意圖】本題考查光的折射定律、反射定律及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?！久麕熃馕觥慨?dāng)兩種頻率的細(xì)激光束從A點(diǎn)垂直于AB面入射時(shí)，激光沿直線傳播到O點(diǎn)，經(jīng)第一次反射沿半徑方向直線傳播出去。

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，如下圖可知，激光沿直線傳播到CO面經(jīng)反射向PM面?zhèn)鞑?，根?jù)圖像可知，入射點(diǎn)從A向B移動(dòng)過(guò)程中，光線傳播到PM面的入射角逐漸增大。

當(dāng)入射點(diǎn)為B點(diǎn)時(shí)，根據(jù)光的反射定律及幾何關(guān)系可知，光線傳播到PM面的P點(diǎn)，此時(shí)光線在PM面上的入射角最大，設(shè)為，由幾何關(guān)系得

根據(jù)全反射臨界角公式得，，兩種頻率的細(xì)激光束的全反射的臨界角關(guān)系為故在入射光從A向B移動(dòng)過(guò)程中，a光能在PM面全反射后，從OM面射出；b光不能在PM面發(fā)生全反射，故僅有a光。