2020年新高考名校物理50热点模拟试题分项解析50 与实际相关光的传播问题（解析word版）.docx

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1、热点50与实际相关光的传播问题高考真题1.（10分）（2019全国理综I卷33）如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）。已知水的折射率为（i）求桅杆到P点的水平距离；（ii）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。【命题意图】本题考查折射定律、全反射及其相关知识点。【解

2、题思路】（i）设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1，到P点的水平距离为x1；桅杆高度为h1，P点处水深为h2：微光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有①②由折射定律有sin53°=nsinθ③设桅杆到P点的水平距离为x，则x=x1+x2④联立①②③④式并代入题给数据得x=7m⑤（ii）设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为，由折射定律有sin=nsin45°⑥设船向左行驶的距离为x'，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x'1，到P点的水平距离为x'2，

3、则⑦⑧⑨联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x'=⑩2.（2017全国II卷·34·2）一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。【答案】1.55【解析】设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点S’，连接DS’，交反光壁与E点，由光源

4、射向E点的光线，反射后沿ED射向D点；设光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示。设液体的折射率为n，由折射定律：nsini1=sinr1Nsini2=sinr2依题意：r1+r2=90°联立解得：n2=由几何关系：sini1==，sini2==联立解得：n==1.55.3.（2019海南物理）.一透明材料制成的圆柱体的上底面中央有一球形凹陷，凹面与圆柱体下底面可透光，表面其余部分均涂有遮光材料。过圆柱体对称轴线的截面如图所示。O点是球形凹陷的球心，半径OA与OG夹角θ=120°。平行光沿轴线方向

5、向下入射时，从凹面边缘A点入射的光线经折射后，恰好由下底面上C点射出。已知，，。（i）求此透明材料的折射率；θABCFGOD（ii）撤去平行光，将一点光源置于球心O点处，求下底面上有光出射的圆形区域的半径（不考虑侧面的反射光及多次反射的影响）。【答案】：（i）（ii）【解析】：（i）平行光沿轴线方向向下入射时，折射后恰好由下底面上C点射出，如答图1示。容易看出入射角i=60°，折射角的正切为，所以折射角r=30°，透明材料的折射率为θABCFGOir答图1（ii）见答图2示，由几何关系得，所以由于射到圆弧

6、面上的光线不发生折射，设全反射的临界角为a，，即临界角a小于45°，所以下底面上有光出射的圆形区域的半径为阳庞留根4.（2015天津理综）中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子。涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，则两光A、在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光B、以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C、分别照射同一光电管，若b光能引起光电效

7、应，a光一定也能D、以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光【答案】C【解析】由图可知，光线a的折射率大于b，根据可以确定a光在同种玻璃中速度小于b光，选项A错误。以相同的入射角度射入平行玻璃砖，折射率越大侧移量越大。b光折射率小，则b光侧移量小，选项B错误。根据折射率大，频率大，光的频率越大光子能量越大，就越容易发生光电效应可知，a光的折射率大，频率大，光子能量大。两光分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能引起光电效应，选项C正确。根据全反射临界角公式，，折射率

8、越大，临界角越小，越容易发生全反射，在水外越不容易看到。两光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是折射率小的b光，选项D错误。5.（10分）（2016`·全国理综I·34-2）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面