第一部分 专题六 微专题二光学（专题微讲Word）-【赢在微点·考前顶层设计】2022新教材新高考物理大二轮专题复习

新高考对光学部分主要考查内容有：光的折射、全反射、光的干涉、衍射、偏振等现象，对几何光学内容的考查既有选择题，又有计算题，解题时重视光路图和几何知识的运用。对光的现象的考查一般以选择题形式考查。 高考考向1　光的折射和全反射 　 1．熟悉折射率的两个公式 (1)n＝(θ1、θ2分别为入射角和折射角)。 (2)n＝(c为真空中的光速，v为光在介质中的速度)。 2．掌握全反射的条件及临界角公式 (1)全反射的条件：光从光密介质进入光疏介质，入射角大于或等于临界角。 (2)临界角公式：sin C＝。 命题角度1　截面为矩形的玻璃砖 【典例1】　 如图所示，折射率为的上下两面平行的梯形玻璃砖，下表面涂有反射物质，上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN。一细光束以入射角i＝45°射到玻璃砖上表面的A点，会在标尺上的两个位置出现光点(图中未画出)，若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t，则在标尺上出现的两光点的距离为多少？(设光在真空中的速度为c，不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射) 解析　 如图，由光的折射定律n＝，得r＝30°， 由几何关系知，△ACB为等边三角形，四边形BEGF为平行四边形，则GF＝BE， AC＝AB＝BEtan 45°， 光在玻璃中的速度为 v＝＝c， 光在玻璃中的路径长度s＝2AC＝vt＝ct， AC＝AB＝ct， 则在标尺上形成的两光点的距离 GF＝BE＝AB＝ct。 答案　ct 命题角度2　截面为三角形的玻璃砖 【典例2】　 (2020·全国卷Ⅱ)直角棱镜的折射率n＝1.5，其横截面如图所示，图中∠C＝90°，∠A＝30°。截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到BC边上。 (1)光线在BC边上是否会发生全反射？说明理由； (2)不考虑多次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。 解析　(1)如图，设光线在D点的入射角为i，折射角为r。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为θ，由几何关系，有θ＝90°－(30°－r)> 60°，① 根据题给数据得sin θ>sin 60°>，② 即θ大于全反射临界角，因此光线在E点发生全反射。 (2)设光线在AC边上的F点射出棱镜，光线的入射角为i′，折射角为r′，由几何关系、反射定律及折射定律，有i＝30°，③ i′＝90°－θ，④ sin i＝nsin r，⑤ nsin i′＝sin r′，⑥ 由几何关系，r′即从AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角， 联立①③④⑤⑥式并代入题给数据，得 sin r′＝。 答案　(1)会发生全反射，理由见解析　(2) 命题角度3　截面为圆形或半圆形的玻璃砖 【典例3】　(2020·浙江选考科目考试) 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则(　　) A．玻璃砖的折射率为1.5 B．OP之间的距离为R C．光在玻璃砖内的传播速度为c D．光从玻璃到空气的临界角为30° 解析　作出两种情况下的光路图，如图所示， 设OP＝x，在A处发生全反射故有sin C＝＝，由出射光平行可知，光线在B处射出，故n＝，由于sin ∠OBP＝，联立可得n＝，x＝R，故A、B两项错误；由v＝，可得v＝c，故C项正确；由于sin C＝＝，所以临界角不为30°，故D项错误。 答案　C 命题预测 1. (多选)(2021·湖北省十一校第一次联考)如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点发出的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，照射在接收屏上的Q点，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，下列说法正确的是(　　) A．玻璃的折射率为 B．光由B传到M点与再由M传到Q点所需时间比为2∶1 C．球心O到BN的距离R D．若该B点处光源为红光，将其替换为绿光光源，则圆弧上恰好全反射的N点向左移动 解析　对光线BM，由折射定律和几何知识，玻璃的折射率n＝＝，A项正确；光由B传到M点用时t1＝，光在玻璃中的传播速度v＝，则t1＝；光从M传到Q用时t2＝＝，则t1∶t2＝6∶1，B项错误；由全反射规律得sin∠ONB＝＝，则球心O到BN的距离d＝Rsin∠ONB＝R，C项正确，绿光的频率大于红光的频率，绿光的折射率也更大，临界角更小，所以绿光发生全反射的点向左移动，D项正确。 答案　ACD 2．(2021·山东省大教育联盟联考) 如图，厚度为h两面平行的玻璃板水平放置，点光源S非常靠近玻璃板的下表面但并不接触。若玻璃板的折射率为n，则从玻璃板上表面观察(　　) A