高考物理母题解读选修3-4母题9光的折射

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

② 玻璃的折射率。

②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。

（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，3．

s=0.8m处

尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端

s=3.0m处下潜

有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方

2

h=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不

到深度为

2

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=2d tan r，

联立解得

【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。（θ很小时．sinθ=θ，cosθ =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。

①求介质的折射率。

②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】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θ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θ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．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

n a>n c>n b

B．该单色光在三种介质中的传播速度的大小关系是

v a>v c>v b

C．该单色光在三种介质中的波长的大小关系是

λa>λc>λb

D．该单色光在三种介质中的频率的大小关系是f a>f c>f b

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3R。求出射角 。

离为2/