专题十四 光学电磁波-【创新教程】2019-2023五年高考物理真题分类汇编

　　　　　　专题十四　光学　电磁波 考点１　折射定律及折射率的应用 ◆圆形类介质 １．(２０２２􀅰辽宁卷,５,４分)完全失重时,液滴 呈球形,气泡在液体中将不会上浮．２０２１年１２ 月,在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验 中,航天员向水球中注入空气形成了一个内含 气泡的水球．如图所示,若气泡与水球同心,在 过球心O的平面内,用单色平行光照射这一水 球．下列说法正确的是 (　　) A．此单色光从空气进入水球,频率一定 变大 B．此单色光从空气进入水球,频率一定变小 C．若光线１在 M 处发生全反射,光线２在 N 处一定发生全反射 D．若光线２在 N 处发生全反射,光线１在 M 处一定发生全反射 ２．(２０２１􀅰浙江６月,１２, ３分)用激光笔照射透 明塑料制成的光盘边 缘时观察到的现象如 图所示．入射点O 和两 出射点P、Q 恰好位于光盘边缘等间隔的三 点处,空气中的四条细光束分别为入射光束 a、反射光束b、出射光束c和d,已知光束a 和b间的夹角为９０°,则 (　　) A．光盘材的折射率n＝２ B．光在光盘内的速度为真空中光速的三分 之二 C．光束b、c和d 的强度之和等于光束a 的 强度 D．光束c的强度小于O 点处折射光束OP 的强度 ３．(２０２２􀅰广东卷,１６(２),６分)一个水平放置 的圆柱形罐体内装了一半 的透明液体,液体上方是 空气,其截面如图所示．一 激光器从罐体底部P 点沿 着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始 终指向圆心O 点,当光束与竖直方向成４５° 角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的 折射光束．已知光在空气中的传播速度为c, 求液体的折射率n和激光在液体中的传播 速度v． ４．(２０２２􀅰河北卷,１６(２),８ 分)如图,一个半径为R 的 玻璃球,O 点为球心．球面 内侧单色点光源S发出的 一束光在A 点射出,出射光线AB 与球直径 SC平行,θ＝３０°．光在真空中的传播速度为 c．求: (ⅰ)玻璃的折射率; (ⅱ)从S 发出的光线经多次全反射回到S 点的最短时间． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４３１ 五年真题分类特训􀅰物理 ◆半圆形类介质 ５．(２０２１􀅰江苏卷,７,４分) 某种材料制成的半圆形透 明砖平放在方格纸上,将 激光 束 垂 直 于 AC 面 射 入,可以看到光束从圆弧面 ABC 出射,沿 AC 方向缓慢平移该砖,在如图所示位置 时,出射光束恰好消失,该材料的折射率为 (　　) A．１􀆰２ B．１􀆰４ C．１􀆰６ D．１􀆰８ ６．(２０２１􀅰河北卷,１６(２),８ 分)将两块半径均为R、完 全相同的透明半圆柱体 A、B 正对放置,圆心上下 错开一定距离,如图所示． 用一束单色光沿半径照射 半圆柱体A,设圆心处入射角为θ．当θ＝６０° 时,A 右侧恰好无光线射出;当θ＝３０°时,有 光线沿B 的半径射出,射出位置与A 的圆 心相比下移h．不考虑多次反射．求: (ⅰ)半圆柱体对该单色光的折射率; (ⅱ)两个半圆柱体之间的距离d． ◆玻璃砖类介质 ７．(２０２３􀅰山东卷,１６)(８ 分)一种反射式光纤位 移传感器可以实现微 小位移测量,其部分原 理简化如图所示．两光 纤可等效为圆柱状玻 璃丝 M、N,相距为d, 直径均为２a,折射率为n(n＜ ２)．M、N 下 端横截面平齐且与被测物体表面平行．激光 在M 内多次全反射后从下端面射向被测物 体,经被测物体表面镜面反射至 N 下端面, N 下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到 被测物体距离有关． (１)从 M 下端面出射的光与竖直方向的最 大偏角为θ,求θ的正弦值; (２)被测物体自上而下微小移动,使 N 下端 面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮, 求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范 围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)． ８．(２０２１􀅰广东卷,１６(２),６分)如图所示,一 种光学传感器是通过接收器Q 接收到光的 强度变化而触发工作的．光从挡风玻璃内侧 P 点射向外侧M 点再折射到空气中,测得 入射角为α,折射角为β;光从P 点射向外侧 N 点,刚好发生全反射并被Q 接收,求光从 玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式． 􀪋 �