2019高考物理三轮冲刺大题提分大题精做17光学

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1、大题精做十七光学1．【2018年全国统一考试】如图，ΔABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90∘，∠B=60∘，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。（i）求出射光相对于D点的入射光的偏角；（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？【解析】(i)光线在BC面上折射，作出多次折射后的光路如图所示：由折射定律有：sini1=nsinr1①式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。光线在AC面上发生全反射，由反射

2、定律有i2=r2②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角。光线在AB面上发生折射由折射定律有nsini3=sinr3③式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角。由几何关系得i2=r2=60°，r1=i3=30°④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(r1–i1)+(180°–i2–r2)+(r3–i3)⑤由①②③④⑤式得δ=60°⑥(ii)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有nsini2≥nsinC>nsini3⑦式中C是全反射临界角，满足nsinC=1⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为2

3、33≤n<2⑨1．【2018全国III卷】如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE=2cm，EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)【解析】过D点作AB边的发现NN'，连接OD，则∠ODN=α为O点发出的光纤在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。根据折射定律

4、有nsin α=sin β①式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知∠β=60°②∠EOF=30°③在ΔOEF中有EF=OEsin ∠EOF④由③④式和题给条件得OE=2 cm⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α=30°⑥由①②⑥式得n=3⑦2．【湖北省武汉市2019届高三调研】如图所示在折射n=53的透明液体中水平一足够大的不透光薄板，薄板下力竖直放置着一把米尺，其零刻恰好与板上的O点重合。距离O为6cm处有一可以透光的小孔P，距离O为12cm处的Q点的正下方竖直放置着高为10cm的平面镜MN，平面镜的上端M到Q的距离为6cm。求(i)紧贴着

5、液面的人能够直接观察到米尺的刻度范围；(ii)通过平面镜人能够观察到米尺的刻度范围。【解析】(1)如图所示，米尺上的A点发出的光线，经过P点射向液面时，刚好发生全反射，A点即为人观察到米尺的上边界。根据折射定律，液体的临界角满足sinC=1n由几何关系得：tanC=OPOA解得：OA=8cm显然，人观察到米尺的下边界为米尺的末端100cm；(2)作出刻度尺通平面镜的成像光路图，米尺上的B点发出的光线，经过平面镜反射从P点射向液面时，刚好发生全反射，B点即为人观察到米尺的上边界。由几何关系PQPO'=QDO'B=QDOB解得：OB=24cm米尺上的C点

6、发出的光，经过平面镜的下边界反射从P点射向液面，可以被人观察到，C点即为人观察到米尺的下边界由几何关系得：PQPO'=QNO'C=QNOC解得：OB=48cm通过平面镜，人能观察到米尺的范围为24cm∼48cm。3．【江苏省南通市2019届高三模拟】有一种用于电子显示屏的发光二极管，其管芯的发光区域是直径为D的圆面，P为O点正上方球面上的一点，发光二极管中半球体介质的半径为R，如图所示.①若介质的折射率n1＝2，真空中光速为c，求光从A点沿直线传播到P点的时间t；②为使从发光面AB发出的光在球面上都不发生全反射，介质的折射率n应满足什么条件？【解析】

7、①光在介质中的传播速度v＝cn1则此光从A点传播到P点的时间t=R2+(D2)2v解得t＝8R2+2D22c.②从A或B点垂直于圆盘射出的光射到球面的入射角最大(设为α)，则sinα＝D2R设光发生全反射的临界角为C，则sinC＝1n不发生全反射应满足sinα

8、c。求：①单色光a在玻璃砖中的传播时间；②玻璃砖对单色光b的折射率。【解析】（1）玻璃对单色光a的折射率为3