高考物理母题解读（十三）选修3-4母题9光的折射

1 高考母题解读高考母题解读 高考题千变万化 但万变不离其宗 千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来 研究高考母题 掌握母题解法规律 使学生触类旁通 举一反三 可使学生从题海中跳出 来 轻松备考 事半功倍 母题 9 光的折射光的折射 解法归纳 光的折射遵循光的折射定律 入射角的正弦与折射角的正弦的比值等于介质的折射率 在 光的折射中 光路是可逆的 介质的折射率等于光在真空中的传播速度与介质中传播速度 的比值 n c v 光的色散实验表明 同一介质对各种色光的折射率不同 频率越高的光 折射率越大 分析光的折射问题可画出光路图 利用折射定律和相关几何关系列方程解答 典例 9 分 2012 新课标理综 一玻璃立方体中心有一点状光源 今在立方体的部分 表面镀上不透明薄膜 以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体 已知该玻 璃的折射率为 求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值 2 2 考点定位 此题考查光的折射及其相关知识 2 2012 山东理综 如图所示 一玻璃球体的半径为 R O 为球心 AB 为直径 来自 B 点的光线 BM 在 M 点射出 出射光线平行于 AB 另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射 已知 ABM 30 求 玻璃的折射率 球心 O 到 BN 的距离 3 考点定位 此题考查光的折射定律 全反射及其相关知识 3 2011 海南物理 一赛艇停在平静的水面上 赛艇前端有一标记 P 离水面的高度为 h1 0 6m 尾部下端 Q 略高于水面 赛艇正前方离赛艇前端 0 8m 处有一浮标 示意如图 一潜水员在浮标前方 1 s 3 0m 处下潜到深度为 4 0m 时 看到标记刚好被浮标 2 s 2 h 挡住 此处看不到船尾端 Q 继续下潜 h 4 0m 恰好能看 见 Q 求 i 水的折射率 n ii 赛艇的长度 l 可用根式表示 4 2010 江苏物理 如图所示 一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质 经下表面反 射后 从上面的A点射出 已知入射角为i A与O 相距l 介质的折射率为n 试求介质 的厚度d 解析 设折射角为 r 由折射定律n sini sinr 几何关系 l 2dtanr 联立解得 d 22 sin 2sin ni l i 点评 此题考查光的折射定律和光路几何关系 4 5 2010 海南物理 一光线以很小的入射角 射入一厚度为 d 折射率为 n 的平板玻璃 i 求出射光线与入射光线之间的距离 很小时 sin cos 1 6 2011 山东理综卷 如图所示 扇形 AOB 为透明柱状介质的横截面 圆心角 AOB 60 一束平行于角平分线 OM 的单色光由OA 射入介质 经 OA 折射的光线恰平行于 OB 求介质的折射率 折射光线中恰好射到 M 点的光线 填 能 或 不能 发生全反射 7 2010 北京理综 对于红 黄 绿 蓝四种单色光 下列表述正确的是 A 在相同介质中 绿光的折射率最大B 红光的频率最高 C 在相同介质中 蓝光的波长最短D 黄光光子的能量最小 解析解析 红 黄 绿 蓝四种单色光的频率依次增大 光从真空进入介质频率不变 选项 B 错误 由色散现象可知同一介质对频率大的光有较大的折射率 蓝光的折射率较大 选 项 A 错误 频率大的光在真空中和介质中的波长都较小 蓝光的频率最大 波长最短 选 项 C 正确 频率大 光子能量大 对于红 黄 绿 蓝四种单色光 红光光子的能量最小 选项 D 错误 答案答案 C C 点评点评 此题考查色散 折射率与频率的关系 频率与波长的关系 光子能量等知识点 8 2008 全国理综 I 一束由红 蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入 射角 射入 穿过玻璃砖自下表射出 已知该玻璃对红光的折射率为 1 5 设红光与蓝光穿 过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2 则在 从 0 逐渐增大至 90 的过程中 5 A t1始终大于t2 B t1始终小于t2 C t1先大于后小于t2 D t1先小于后大于t2 9 2008 全国理综 II 一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上 经两次折射后从玻 璃板另一个表面射出 出射光线相对于入射光线侧移了一段距离 在下列情况下 出射光 线侧移距离最大的是 A 红光以 30 的入射角入射 B 红光以 45 的入射角入射 C 紫光以 30 的入射角入射 D 紫光以 45 的入射角入射 11 如图所示 三种介质a b c 一束单色光由介质a 射入介质b 再由介质b射入介质c 其中 1 3 2 则关于三种介质的说法正确的是 A 该单色光在三种介质中的折射率的大小关系是 na nc nb B 该单色光在三种介质中的传播速度的大小关系是 va vc vb C 该单色光在三种介质中的波长的大小关系是 a c b D 该单色光在三种介质中的频率的大小关系是fa fc fb 6 12 2011 福建理综卷第 14 题 如图 半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方 一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖 在 O 点发 生反射和折射 折射光在白光屏上呈现七色光带 若入射点由 A 向 B 缓慢移动 并保持白光沿半径方向入射到 O 点 观察到各色 光在光屏上陆续消失 在光带未完全消失之前 反射光的强度变 化以及光屏上最先消失的光分别是 A 减弱 紫光 B 减弱 红光 C 增强 紫光 D 增强 红光 答案 C 解析 此题考查光的反射 光的折射 全反射等知识点 入射点 由 A 向 B 缓慢移动 入射角增大 折射角增大 反射光强度增强 光屏上最先消失的光是折射率较大的紫光 选项 C 正确 13 2008 宁夏理综 一半径为R的 1 4 球体放置在水平面上 球体由折射率为的透明材料制成 现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线 平行3 于桌面射到球体表面上 折射入球体后再从竖直表面射出 如图所示 已知入射光线与桌 面的距离为 求出射角 2 3R 7 因此 解得 60 3 sin 2 15 9 分 2013 年 3 月吉林二模 如图所示 有一截面是直角三角形的棱镜 ABC A 30 它对红光的折射率为 n1 对紫光的折射率为 n2 在距 AC 边 d 处有一与 AC 平 行的光屏 现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直 AB 边射入棱镜 1 红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少 2 若两种光都能从 AC面射出 求在光屏 MN 上 两光点间的距离 16 9 分 2012 年 3 月陕西渭南市质检 如图 16 所示 半圆形玻璃砖的半径R 10cm 折 8 射率为 n 直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点 激光a以入射角i 30 射入玻璃砖3 的圆心O 在屏幕MN上出现了两个光斑 求这两个光斑之间的距离L 17 10 分 2012 年 3 月东北四校一模 如图所示 AOB