专题31 光学-2024届高考物理一轮复习热点题型归类训练

专题31 光学 目录 题型一 几何光学 1 类型1 折射定律和折射率的理解及应用 1 类型2 全反射现象的理解和综合分析 13 题型二 物理光学 27 类型1　光的干涉现象 27 类型2　光的衍射和偏振现象 33 类型3　电磁振荡、电磁波 38 题型三 几何光学与物理光学的综合 45 类型1　光的折射现象和物理光学 45 类型2　全反射现象和物理光学 49 类型3　光学与其他知识的综合问题 55 题型一 几何光学 【解题指导】1．光的折射和全反射的三个公式：(1)n＝；(2)n＝；(3)sin C＝. 2.解题关键：准确作出光路图；充分运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形等知识． 类型1 折射定律和折射率的理解及应用 1.对折射率的理解 (1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝。 (2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 2.光路的可逆性 在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。 3.解决光的折射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准。 (3)利用折射定律、折射率公式求解。 (4)注意折射现象中光路是可逆的。　　 4.常见介质对光路的控制 　类别 项目　 平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球) 结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形 横截面是圆 对光线 的作用 通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移 通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折 圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折 应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光的传播方向 改变光的传播方向 【例1】（2023·安徽·校联考模拟预测）一块玻璃砖的横截面为直角三角形，如图所示，，，直角边的长度为。一束蓝光平行于从斜边上的点射向玻璃砖，与夹角，光线经面折射后从面上的点射出。已知该玻璃砖对蓝光的折射率，真空中的光速为，则蓝光从点传播到点所用时间为（　　）    A． B． C． D． 【例2】（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）现要测量一玻璃圆盘的折射率，但是由于手边没有角度测量工具，一同学想到用表盘辅助测量。使一束单色光从11点处水平射入，发现从7点处水平射出，则玻璃折射率n为（　　）    A．1.5 B．2 C． D． 【例3】．（2023·湖南·模拟预测）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为由半径为的四分之一圆与直角三角形组成，，。现有一束单色光从边上的点以入射角射入玻璃砖，折射光线与平行，再经圆弧界面反射后从点垂直边界射出。已知光在真空中的速率为，则（　　）    A．该单色光在玻璃砖材料中的折射率为 B． C． D．该单色光在玻璃砖材料中的传播时间为 【例3】（2023春·河南南阳·高三南阳中学校考阶段练习）如图所示，某透明材料的横截面是半径为的半圆，为直径，O为圆心。P为圆周上的一点，P到的距离为；透明材料的折射率为，底面用吸光材料涂黑。入射光平行于射向圆面上的P点，经两次折射后射出。已知真空中的光速为，求： （1）出射光线与开始的入射光线间的夹角； （2）光通过透明材料的时间。    【例4】．（2023·四川成都·统考三模）如图为放置在水平面上的某矩形容器的剖面图，右侧壁为镀银镜面，左侧壁为屏幕，容器底部处发射一束与夹角为的激光束， 光束经反射后打到上的点。已知，。 （ⅰ）求的距离； （ⅱ）向容器内缓慢注入某溶液至上的光点位置下降至点，已知的距离，溶液对该光束的折射率，求液面的深度。      【例5】．（2023春·陕西汉中·高三校联考阶段练习）图为一个透明的玻璃圆柱体的横截面，其半径，是过圆心的一条水平直径。有一激光源S，发射出一条很细的水平激光束，恰好与玻璃圆柱体顶部相切。现将激光源S沿竖直方向缓慢向下移动时，水平激光束第一次从B点射出。求 （ⅰ）玻璃的折射率n； （ⅱ）经B点反射的光束在玻璃圆柱体中的传播时间t（从进入玻璃圆柱体开始计时，只考虑一次反射，真空中的光速）。    【例6】．（2023春·全国·高三期末）2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象课后张同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是2R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角，经折射后恰好与内球面在