2018高考物理热点复习：光学

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1、2018高考物理热点复习：光学【导读】“光学”作为选考试题，高考中主要集中在两个方面的考查，一是对几何光学的理解和应用；二是物理光学中对不同频率的色光的判断和规律的理解。物理光学一般以选择题形式岀现，而几何光学一般以计算作图题的形式出现。试题难度一般不大，但考生还是经常失分,究其原因，主要是对几何光学中的几何关系、物理光学中不同色光的规律理解应用不到位。【真题】【例题1](2016年全国理综I卷34-2)如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0mo从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，

2、4水的折射率为§o(i)求池内的水深；(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。【解析】(i)光由A射向B发生全反射，光路如图：由反射公式可知：sin&v=l(i)光由A射向B发生全反射，光路如图：由反射公式可知:siWxl,得：sin^=

3、;(ii)光由A点射入救生员眼中光路图如图:p.由

4、AO

5、=3m,由几何关系可得:AB=4m.BO=47mQin45。由折射率公式

6、：兰sina33>/23可知:tana=—；==后23得tana=AQ_3-x带入数据得：心-嚼1,由几何关系得，救生员到池边水平距离为（25“加【例题2】（2001年全国卷-3）在尤射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差〃。普朗克常数久电子电量£和光速则可知该尤射线管发出的尤光的（）（A）最短波长为缶he（B）最长波长为£(C)eU最小频率为万eU（D）最大频率为万【解析】由动能定理可知，电子被加速后的动能为光子的最大能量等于电子动能，可知Xe

7、n光的最大能量为“，即：hvFeU,则尤光的最大频率为：艰二万,D选项正确。由：。二久y可知尤光的最短波长为：入』'A选项错误。故正确选项为D。【点拨】1.几何光学，顾名思义，应重视几何关系。解决几何光学问题的首要关键是画出光路图，并熟悉以下几点：①折射定律/iisin二炖sin&2,本质：同一种光在不同介质中传播速度不同，因而折射率也可表示为r^c/v（其中c为真空中光速，“为介质中光速）；②明确光路可逆，并充分认识几何图形中存在的对称关系，如反射角等于入射角；③理解全反射，发生全反射的条件，一是从光密介质射入光疏介质，二是入射角需大于临界

8、角，即6>Q（其中sin^1//7）；④提高计算能力，近年高考中几何光学的计算问题比较凸显，部分考生在计算的速度和准确度上需进一步提高。2.物理光学，应明确各色光的规律，如下表所示。红光T紫光规律波长久（同一介质中）变小v-Av频率V变大波速y真空中C=3X108m/s介质中变小v=c/n折射率n（或临界角C）变小sind//7干涉的条纹宽度变小WLA/d光子能量吕hv变大E^hv波动性变弱与波长变化规律相同粒子性变强与频率变化规律相同【巩固】1•如图所示，彳6两束不同频率的单色光以45。的入射角射到玻璃砖的上表面上，入射点分别为4B。直线加

9、'垂直玻璃砖且与玻璃砖上表面相交于F点。A.0到F的距离相等。8、b两束光与直线加'在同一平面内（图中纸面内），经过玻璃砖后，m、b两束光相交与图中的P点。则下列判断正确的是（）A.在真空中，日光的传播速度大于b光的传播速度B.在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度C.日光比0光更易发生明显衍射现象D.对同一双缝干涉装置，日光的条纹间距小于6光条纹间距2.（2011年浙江理综17）“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。下图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折身寸时遵循的规律与光的折射规律

10、类似，可表述为sin&i/sin&2=芮/选（式中C是入射角，&2是折射角，小边为别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同，已知o/81T00si『/100sin/辺=0.9仏入射点与出射点之间的距离是〃，入射角为/,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度〃为（）9cfsin/^/l00-81sin2/A/81T00si『,20sinid/l00—81sin務18sin/3.（2013年江苏理综12B-3）题图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面,AB丄

11、BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？（计算结果可