内容正文:
2023年高考物理山东卷
第16题
折射
临界问题
当N下端面刚能接收到反射激光时有:
当N下端面恰好全部被照亮时有:
根据(1)可知
联立可得:
所以满足条件的范围为:
b2
b2
d
2a
拓展专题:反射与反弹问题
试题分析
1、考点分析:
难度:中等
历年高考统计:
2023 2022 2021 2020
几何光学 16 7 15 9
波动光学 5 10 7 3
2、情景分析:
反射式光纤位移传感器
测量翘曲
测量安装高度
测量间隙
识别边缘
原件定位
探测震动
命题意图
1、联系教材、紧扣课标
2、联系工农业生产、提升核心素养
突出真实问题情景,选取鲜活素材,贴近学生生活,引导学生从生活中发现问题、提出问题,并逐步由“解题”走向“解决问题”,进而提升学生的核心素养
试题指向与教学启示
1、基础性
2、应用性
科学前沿:如超强超短激光脉冲(2021年 山东卷)
通用技术:如光纤位移传感器(2023年 山东卷)
折射率测量器(2022年 广东卷)
中国传统文化:如小孔成像(2021年 湖北卷)
3、教学启示
①重基础、明概念、知规律
②慎用二级结论
③理论联系实际,更加广泛的了解知识在生活中的实际应用情况。
④了解中国传统文化中的有关科学知识。
感谢聆听
并希望
各位评委和老师留下宝贵的意见
16. 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<)。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)。
(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;
由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大。
由:和
可得:
(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)。
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