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1、高考物理母题解读选修3-4 母题 9 光的折射 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 【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
2、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2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。 【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。 【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
3、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 1 s=0.8m 处 有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方 2 s=3.0m 处下潜 到深度为 2 h=4.0m 时，看到标记刚好被浮标挡住，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
4、 ，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。 5 (2010海南物理 ) 一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射 率为 n 的平板玻璃，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（
5、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】 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】 C 【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
6、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 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
7、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 132， 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 nancnb B 该单色光在三种介质中的传播速度的大小关系是 vavcvb C 该单色光 在三种介质中的波长的大小关系是 acb D 该单色光在三种介质中的频率的大小关系是f afcfb 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
8、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3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，平行于桌 面射到球体表面上，折
9、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2/3R 因此 3 sin 2 ，解得 =60。 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=30o. 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 ，折射 率为 n=3，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是由某种透明物质制成的 1 4 圆柱体 横截面（ O为圆心）折射率2。今有一束平行光以45的入射角向柱体的OA平面，这些 光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出，设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑 OA面的反射，求圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几？