新高考物理三轮冲刺专项训练压轴题11 光学（原卷版）.doc

压轴题11光学

1.本专题是光学部分的典型题型，包括光的折射、光的全反射的知识解决实际问题。高考中经常在选择题中命题，计算题中也有考到，2024年高考对于光学的考查仍然是热点。

2.通过本专题的复习，不仅利于完善学生的知识体系，也有利于培养学生的物理核心素养。

3.用到的相关知识有:光的全反射，光的反射定律和折射定律知识等。近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在，重点考几何光学作图，利用折射定律计算等。

考向一：光的折射和折射率

1．折射定律

(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

(2)表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12为比例常数)。

2．折射率

(1)定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。

(2)计算公式：n＝eq\f(c,v).因为vc，所以任何介质的折射率都大于1。

3．对折射率的理解

(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v＝eq\f(c,n)。

(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。

①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。

②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。

4．光路的可逆性

在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。

5．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制

项目

平行玻璃砖

三棱镜

圆柱体(球)

结构

上下表面平行

横截面为三角形

横截面是圆

对光线

的作用

通过平行玻璃砖的光不改变传播方向，但要发生侧移

通过三棱镜的光经过两次折射后，出射光向棱镜底边偏折

圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折

应用

测定玻璃的折射率

全反射棱镜，改变光的传播方向

改变光的传播方向

考向二：全反射

1.光密介质与光疏介质

介质

光密介质

光疏介质

折射率

大

小

光速

小

大

相对性

若n甲＞n乙，则甲相对乙是光密介质

若n甲＜n丙，则甲相对丙是光疏介质

2.全反射

(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象．

(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角。

(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝eq\f(1,n)。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。

3．光导纤维：光导纤维的原理是利用光的全反射(如图)。

4.分析综合问题的基本思路

(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质。

(2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象。

(3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题。

5.求解全反射现象中光的传播时间的注意事项

(1)在全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化，即v＝eq\f(c,n)。

(2)在全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定。

(3)利用t＝eq\f(s,v)求解光的传播时间。

01折射定律折射率

1.如图所示，半径为R的玻璃半圆柱体，圆心为O。两条平行红光射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB＝60°。已知该玻璃对红光的折射率n＝eq\r(3)，两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d等于()

A.eq\f(1,2)R B.eq\f(\r(3),2)R

C.eq\f(1,3)R D.eq\f(\r(3),3)R

02全反射

2.如图所示，截面为半圆形玻璃砖的半径为R，一束单色平行光向右垂直直面射向玻璃砖，在玻璃砖右侧可看到圆弧面上有三分之二的区域被照亮。已知光在真空中的速度为c。

(1)求该玻璃砖对此单色光的折射率；

(2)自不同点入射的光在玻璃砖中的传播时间不同，计算得出最短传播时间(不考虑光在玻璃砖内的多次反射)。

一、单选题

1．（2024·江西南昌·二模）如图所示，昌昌同学为了测量某溶度糖水折射率，将圆柱形透明薄桶放在水平桌面上，倒入半桶糖水；再将圆柱体竖直插入水中，圆柱体的中轴线与圆桶的中轴线重合；用刻度尺测量圆柱体在糖水中成的像的直径SKIPIF10；已知圆