专题十七 光学中的三类考向-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

新高考方案·专题增分方略物理 专题十七光学中的三类考向 考向（一） 光的折射 [澄清微点] .公式n=m4中，不论光是从真空射入介质，还是 sin 2 从介质射人真空，总是真空中的光线与法线间的 夹角，A2总是介质中的光线与法线间的夹角。 2.折射率与人射角的大小无关，与介质的密度无 关，光密介质不是指密度大的介质。 3.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。 4.同一种色光，在不同介质中波速和波长不同， 频率不变 [典例](2023·邯郸模拟)如图所示，真空中 有一透明圆柱体，其截面是A,B 半径为R的圆，截面内有两CD [思维建模]光的折射问题的分析思路 条同距为号R的平行光线 (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，要注意人 AB和CD(过圆心O),分别从B、D两点射入透 射角，折射角均以法线为标准。 明圆柱体，射出后汇聚于图中的P点。已知圆柱 (3)利用折射定律折射率公式求解。 体的折射率n一√2，光在真空中的传播速度为c, (4)注意在折射现象中光路是可逆的。 sin15=6-2,求： 4 [考法全训] (1)P点到圆心O的距离d: 1.(2023·江苏高考)地球表面附近空气的折射率 (2)光从D点传播到P点所用的时间t1: 随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过 (3)光从B点传播到P点所用的时间12。 程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现 规范解答： 象的是 太阳光线 太阳光线 太阳光线 太阳光线 地球 地球 地球 地球 表面 表面 表面 A B D 2.(2023·赞山市第一次模拟)第四届中国质量获奖 者生产的汽车玻璃以超高 生0 的品质取得了世界八大汽 车厂商的认证。参加社会 实践的某学生利用所学的 d 光学知识测出了一一款汽车玻璃样品的折射率。 如图所示，该学生将一束光线以入射角0=60°从 |118 第七板块 自修专题 空气射向厚度h=2cm的平行板玻璃，测出下： (2)到了中午，若阳光仍能照到水面，则照亮容 界面出射光线的出射点与上界面入射光线的法 器底部的范围如何变化，简要说明原因。 线之间的距离d=1cm。则此玻璃的折射率 n为 ( 》 A.3 B马 2 D. 3 3.截面为梯形的容器贮满 水，靠墙放置在房间内水 平桌面上，如图所示。早 晨的阳光穿过窗户照射到水面，某时刻观察到 阳光恰好照亮容器的整个底部。已知容器梯面 倾角。的正弦值为g,水的折射率为专，求： (1)此时光线与水面的夹角0： 考向（二） 光的全反射 [重点强调] 范解落： 1.发生全反射现象的条件 (1)光从光密介质射入光疏介质。 (2)入射角大于或等于临界角。 2.临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从 光密介质（折射率为）射向真空或空气时，发 生全反射的临界角为C,则sinC=】。介质的 折射率越大，发生全反射的临界角越小。 [典例](2023·奉安高三调研)如图所示， ABDO为某玻璃材料的截面，ABO部分为直角三 角形棱镜，∠A=30°，OBD部分是半径为R的四 分之一圆柱状玻璃，O点 为圆心。一束单色光从 P点与AB成30°角斜射 30 入玻璃材料，刚好垂直OA [思维建模]全反射问题的分析思路 边射出，射出点离0点停R,已知真室中的光速为c (1)首先确定光是从光密介质进入光疏介质。 (1)求该单色光在玻璃材料中发生全反射的临界 (2)应用inC-上确定临界角。 角的正弦值； : (3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。 (2)现将该光束绕P点沿逆时针方向在纸面内转动 (4)如发生全反射，画出人射角等于临界角时的临界光 至水平方向，观察到BD面上有光线从Q点射出 路图。 (Q点未画出)。求光束在玻璃材料中的传播时： (5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进 间（不考虑圆柱BD弧面部分的发射光线）。 行分析、断，运算，解决问题。 铺119 新高考方案·专题增分方略物理 [考法全训口 他发现只有当α大于41时，岸上救援人员才能收 1.(2023·湖北高考)如图所示， 到他发出的激光光束，下列 岸敕提人贝， 楔形玻璃的横截面PCOQ的 说法正确的是 ( )水面 顶角为30°，OP边上的点光0∠30 A.水的折射率为 带水 源S到顶点O的距离为d,垂直于OP边的光线 sin 41" 爱好者激光器 SV在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射， B水的折射率为mS OQ边上有光射出部分的长度为 ( C.当他以a=60°向水面发射激光时，岸上救援人 A 名 C.d D.2d 员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° 2.(2023·湖南高考)（多选）一位潜水爱好者在水 D.当他以a=60°向水面发射激