2020年高考物理《物理光学与几何光学》专项练习及答案解析.doc

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1、高考物理《物理光学与几何光学》专项练习1.(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是________。A．O1点在O点的右侧B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光

2、线有可能通过B点正上方的D点【答案】：BCD【解析】：据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故A错。光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B对。紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点下方的C点，故C对。若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B点上方的D点，故D对。若蓝光沿AO方向射入，据折射定律，知折射光线不能通过B点正上方的D点，故E错。2.(2018·湖南省衡阳八中质检)如图所示，内径为R、外径

3、为2R的环状玻璃砖的圆心为O，折射率为n＝2，一束平行于对称轴O′O的光线由A点进入玻璃砖，到达B点(未标出)刚好发生全反射．求：①玻璃砖的临界角；②A点处光线的入射角和折射角．【答案】(2)①45°②45°30°1【解析】(2)①根据临界角公式有sinC＝，n解得临界角C＝45°；②由题意可知，光线沿AB方向射到内球面的B点时刚好发生全反射，在B点的入射角等于临界角C，在△OAB中，OA＝2R，OB＝R，光路图如图所示：设A点处光线的入射角为i，折射角为r.sin180°－Csinr由正弦定理得＝，2RR1

4、得sinr＝，2sini则r＝30°，在A点，由折射定律得n＝，sinr解得i＝45°.3.(2019·湖北省荆门市第一次模拟)如图所示，MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为333的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离OA＝R.一细束单色光垂直射向半球体21的平面，在平面的入射点为B，OB＝R，求：2①光线从透明半球体射出时，出射光线偏离原方向的角度；②光线在光屏形成的光斑到A点的距离．1【答案】(2)①30°②R2【解析】(2)①光路图如图所示，设∠BCO＝β，折射角为i.1

5、R1对△OBC，有：sinβ＝2＝2Rsini又n＝＝3sinβ3解得：sini＝2所以：i＝60°.故出射光线偏离原方向α＝60°－30°＝30°②由几何知识有CD＝R，OD＝3R3所以AD＝R21故AP＝ADtanα＝R24．(2018·滕州模拟)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的

6、像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线。(1)在图上补画出所需的光路。(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角。(3)用所测物理量计算折射率的公式为n＝________。(4)为了保证在CD得到出射光线，实验过程中，光线在AB的入射角应适当________(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)。(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象

7、，由图象可知该玻璃的折射率n＝________。sini【答案】：(1)见解析图(2)见解析图(3)(4)小一些(5)1.5sinr【解析】：连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示。(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。sini(3)由折射定律可得n＝。sinr(4)为了保证能在CD上有出射光线，实验过程中，光线在AB上的入射角应适当小一些，才

8、不会使光线在CD上发生全反射。sini(5)图象的斜率k＝＝n，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。sinr5.(2018·山东烟台一模)图示是一个半圆柱形透明物体的侧视图，现在有一细束单色光从左侧沿轴线OA方向射入。3(1)将该细束单色光平移到距O点处的C点，此时透明物体右侧恰好不再有光线射出，不考虑在透明物体3内反射后的光线，画出光路图，并求出透明物体