2019-2020年高考物理 63光的传播精解分析.doc

2019-2020年高考物理 63光的传播精解分析高频考点：光的折射定律、折射率、全反射、光导纤维动态发布：xx海南物理第18题、xx江苏物理第12题B 、xx海南物理第18题、xx山东理综卷第37题、xx北京理综第14题、xx全国新课标理综第34题、xx重庆理综第20题命题规律：光的折射定律、折射率、全反射、光导纤维是高考的重要考点，考查光的折射定律、折射率、全反射、光导纤维的试题可能为选择题，也可能为计算题，选择题难度中等，计算题难度中等或偏难。命题分析 考查方式一 考查光的折射定律【命题分析】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。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。高考对折射定律的考查可能为选择题、填空题，难度中等。也可能为计算题，难度中等或偏难。例1（xx海南物理第18题）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=3.0m处下潜到深度为=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）解析：（i）设过P点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：、则：、 由得：（ii）潜水员和Q点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则： 由得：【点评】此题考查光的折射定律、临界角等相关知识点。 例2（xx江苏物理第12题B）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= 【点评】此题考查光的折射定律和光路几何关系。例3 (xx海南物理第18题)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，求出射光线与入射光线之间的距离。（q 很小时sinq=q，cosq =1）【解析】如图，设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为r，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作BDAC，交AC于D点，则BD的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得n=sini/sinr，由几何关系得 BAD=i-r=d/cosr出射光线与入射光线之间的距离为=sin(i-r)当入射角很小时，有sini=i，sinr=r，sin(i-r)= i-r，cosr=1由上述各式联立解得 。【点评】此题考查光的折射定律及其近似关系的应用。考查方式二 考查折射率及其相关知识【命题分析】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。高考对折射率及其相关知识的考查，一般为选择题，难度中等。例4（xx山东理综卷第37题）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。解析：由几何知识可知，入射角i=60，折射角r=30根据折射定律得 n=sini/sinr 代入数据解得n=。由图中几何关系可知，折射光线中恰好射到M点的光线，在M点的入射角仍为30，小于临界角arcsin（/3），不能发生全反射。【答案】n= 不能。【点评】此题考查折射定律、折射率及其相关知识点。 例5（xx北京理综第14题）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【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。 考查方式三. 考查全反射、光导纤维【命题分析】光从光密介质射向光疏介质，入射角大于等于临界角，才能发生全反射。光导纤维是根据全反射原理传导光的，光导纤维的内芯是光密介质，外套是光疏介质。高考对全反射、光导纤维一般为选择题、填空题，难度中等。例6(xx全国新课标理综第34题)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为_.(填入正确选项前的字母) A、 B、 C、 D、【解析】根据折射率定义有，sin1=nsin2， sin3=1/n，已知1=45，2+3=90，解得：n=所以选项A正确。【答案】A【点评】此题考查折射定律、全反射等知识点。对于光的折射问题画出光路图，容易找到几何关系，有助于问题解决。例7（xx山东理综第37题）如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。求该玻璃棒的折射率。若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时_（填“能”“不能”或“无法确定能否”）发生全反射。【解析】根据一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射可知临界角C=45，由sinC=1/n，sin45=/2可得该玻璃棒的折射率n=。若将入射光向N端平移，射到弧面EF上时，入射角增大，大于临界角，所以能发生全反射。【答案】n= 能【点评】此题考查全反射等知识点。解答时要领会恰好发生全反射的含义。例8（xx重庆理综第20题）如题图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧上的光，则 上有光透出的部分的弧长为ApR BpR CpR DpR