2022届优质校一模数学试卷汇编——光 学生版.docx
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1、专题 15光常考题型题 型考查年份关联知识点光的折射与全反射2021浙江6月12题根据反射与折射定律画出光路图,折射率的波长表达式和速度表达式2021河北卷16(2)折射和全反射的综合问题2021广东卷16(2)光的折射定律、折射率;发生全反射的条件、临界角2021湖南卷16(2)折射和全反射的综合问题2021全国甲卷34(1)折射率的波长表达式和速度表达式2021全国乙卷34(2)用插针法测介质折射率的实验步骤和数据处理2021辽宁卷4题光的频率、折射、全反射、临界角光的波动性2021江苏卷6题薄膜干涉的原理2021湖北卷5题折射定律,及双缝干涉实验2021浙江6月16题薄膜干涉现象和原理方
2、法点拨1光的折射和全反射题型的分析思路(1)确定要研究的光线,有时需根据题意,分析、寻找临界光线、边界光线为研究对象(2)找入射点,确认界面,并画出法线(3)明确两介质折射率的大小关系若光疏光密:一定有反射光线和折射光线若光密光疏:如果入射角大于或等于临界角,一定发生全反射(4)根据反射定律、折射定律列出关系式,结合几何关系,联立求解。(充分考虑三角形、圆的特点,运用几何图形中的角关系、三角函数、相似三角形、全等三角形等,仔细分析光传播过程中产生的几何关系)2光的色散问题(1)在同一介质中,不同频率的光的折射率不同,频率越高,折射率越大。(2)由n、n可知,光的频率越高,在介质中的波速越小,波
3、长越小。3光的衍射和干涉问题(1)光的衍射是无条件的,但发生明显的衍射现象是有条件的。(2)两列光波发生稳定干涉现象时,光的频率相等,相位差恒定,条纹间距:x。例1(2021湖北卷5)如图所示,由波长为1和2的单色光组成的一束复色光,经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是波长为1和2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上,从另一侧面M和N位置出射,则()A12,M是波长为1的光出射位置B12,N是波长为1的光出射位置C12,N是波长为1的光出射位置D12,M是波长为1
4、的光出射位置【方法点拨】本题结合图像考查楞次定律与法拉第电磁感应定律。“一硬质细导线的圆环”可判断圆环【解析】由双缝干涉条纹间距的公式x,可知当两种色光通过同一双缝干涉装置时,波长越长条纹间距越宽,由屏上亮条纹的位置可知12,反射光经过三棱镜后分成两束色光,由图可知M光的折射角大,又由折射定律可知,入射角相同时,折射率越大的色光折射角越大,由于12,则n1n2,所以N是波长为1的光出射位置,故C正确,ABD错误。【答案】C例2:( 2021全国乙卷34(2)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路,O和O分别是入射点和出射点
5、,如图(a)所示。测得玻璃砖厚度为h15.0 mm,A到过O点的法线OM的距离AM10.0 mm,M到玻璃砖的距离MO20.0 mm,O到OM的距离为s5.0 mm。(1)求玻璃砖的折射率;(2)用另一块材料相同,但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验,玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射,入时角从0逐渐增大,达到45时、玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。【解析】(1)从O点射入时,设入射角为,折射角为。根据题中所给数据可得:,再由折射定律可得玻璃砖的折射率:。(2)当入射角为45时,设折射角为,由折射定律:可求得:30再设此玻璃砖上下表面的夹角为,光路图如图所示,而
6、此时出射光线恰好消失,则说明发生全反射,有:sin C解得:C45由几何关系可知:+30C即玻璃砖上下表面的夹角:15。试题汇编光的折射与全反射1(2022届苏州八校联盟第二次适应性检测)如图所示,两单色光a、b由空气斜射向平行玻璃砖,折射后合成一束复色光。下列说法正确的是()Aa、b两光在玻璃砖中的折射率nanbBa、b两光在玻璃砖中的传播时间tatbCa、b两光从该玻璃砖射向空气时的临界角CaCbD增大入射角,a、b可能不会从另一侧射出2(2022届嘉兴市选考模拟测试)(多选)如图所示是一块扇形玻璃棱镜的竖直截面,其圆心角为90,OC边沿水平方向,OD边沿竖直方向。由a、b两单色光组成的入
7、射光从OC边的A点入射,入射角60,a光从圆弧边的B点竖直向下出射,其中BC弧长占整个CD弧长的,b光从圆弧边向左下方出射。则()Aa光在棱镜中的折射率为Bb光的频率比a光小Cb光的光子动量比a光大Db光在棱镜中的传播时间比a光短3(2022届广州12月调研)如图,竖直放置在水平地面上的方形玻璃砖折射率n,左表面镀有反射膜。一束单色光以入射角i45射到玻璃砖右表面的A点,经左、右两表面反射后在地面上出现两个光点(图中未画出)。已知玻璃砖的厚度为d,不考虑多次反射,求地面上两光点的距离。4(2022届广东阶段性学习效率检测调研)光导纤维导光的原理,如图所示,某光在有机玻璃丝内传播时,如果从有机玻
8、璃射向空气的入射角大于临界角,光会发生全反射,于是光在有机玻璃丝内沿着锯齿形路线传播。若玻璃丝长为1,内芯的折射率n,MN代表入端面。某光线以入射角60从玻璃丝的MN端面传播到另一端面,求光从入射端面到出射断面传播所需要时间为多少?5(2022届百校联盟12月联考)如图所示,在直角三棱镜截面中,A30,一束单色光从AB边上的D点射入且光线与AC边平行,在进入棱镜后AC边发生全反射,反射光线与AB边平行,已知ADL,BCL,该单色光在真空中传播速度为c,求:(1)直角三棱镜的折射率;(2)单色光从AB边射入到从AB边射出需要的时间。6(2022届夏津一中12月月考)眼球结构类似球体,眼睛发生病变
9、时,会使眼球内不同部位对光的折射率发生变化。现在用一个玻璃球模拟眼球,研究对光的传播的影响。玻璃球用两个折射率不同、半径均为R的半球拼合在一起,拼合面为MN,球心为O,Q为MO的中点,PQ垂直MN交左半球于P点。一束单色光从P点以跟PQ反向延长线成30方向射入。该单色光在左、右半球的折射率分别为n1和n2,真空中的光速为c。(1)通过计算说明此单色光能否从右半球射出?(2)计算此单色光在玻璃球中传播第一次到达右半球与空气交界面所用时间。光的波动性7(2022届百校联盟12月联考)(多选)下列说法正确的是()A彩超是利用超声波的多普勒效应B电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强
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