（新课标）2020高考物理二轮复习专题七第2讲光学讲义.doc

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1、第2讲　光学典题再现1.(2020·山东等级考模拟)如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中．某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出．若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为(　　)A.　　　　　　　　B.C.D.解析：选D.设介质中发生全反射的临界角为α，如图．则由全反射临界角与α的关系可知：sinα＝.由图，经多次全反射后从右端射出时，入射角和反射角满足关系：n＝.联立两式可得n＝.考情分析典题再现2.(2019·高考全国卷Ⅰ)如图，一艘帆船静止在湖面上，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

2、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.(1)求桅杆到P点的水平距离；(2)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.解析：(1)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x2-14-；桅杆高度为h1，P点处水深为h2；激光束在水中与竖直方向的夹角为θ.由几何关系有＝tan53°①＝tanθ②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

3、得x＝7m．⑤(2)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i′，由折射定律有sini′＝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，则x′1＋x′2＝x′＋x⑦＝tani′⑧＝tan45°⑨联立⑤⑥⑦⑧⑨式并代入题给数据得x′＝(6－3)m≈5.5m．⑩答案：(1)7m　(2)5.5m考情分析命题研究从近年的高考全国卷试题可以看出，光的折射、折射率的计算是高考热点．山东模考对该部分的考查与全国卷类似，只是题型变为单选题，且为必考题．在备考过程中要重视对光的折射定律的复习，除

4、此之外，多普勒效应、电磁波谱、电磁波等知识点也不能忽视-14-　光的折射和全反射现象分析【高分快攻】1．全反射的条件(1)光从光密介质进入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．2．光的色散问题(1)在同一介质中，不同频率的光对应的折射率不同，频率越高，对应的折射率越大．(2)光的频率越高，在介质中的波速越小，波长越小．3．必备数学知识(1)平行线、三角形、圆等有关几何定理；(2)三角函数知识；(3)相似三角形的性质；(4)勾股定理；(5)正弦、余弦定理．【典题例析】(2019·高考全国卷Ⅲ)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边B

5、C射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．(1)求棱镜的折射率；(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．[解析]　(1)光路图及相关量如图所示．光束在AB边上折射，由折射定律得＝n①式中n是棱镜的折射率．由几何关系可知α＋β＝60°②-14-由几何关系和反射定律得β＝β′＝∠B③联立①②③式，并代入i＝60°得n＝.④(2)设改变后的入射角为i′，折射角为α′，由折射定律得＝n⑤依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θC，且sinθC＝⑥由几何关系得θC＝α′＋30°⑦由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为sin

6、i′＝.[答案]　(1)　(2)【题组突破】1．(2018·高考全国卷Ⅲ)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边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在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

7、有nsinα＝sinβ①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△OEF中有EF＝OEsin∠EOF④由③④式和题给条件得OE＝2cm⑤根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°⑥由①②⑥式得n＝.答案：见解析-14-2．(2019·高考天津卷)某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度______．A．选用两光学表面间距大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．