2020高考物理大二轮复习专题强化练:(二十一) 几何光学 Word版含解析.docx
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1、专题强化练(二十一)几何光学(满分:70分时间:40分钟)(共8小题,12题每题5分,38题每题10分,共70分)1.(考点1)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。O点为圆心,OO为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO夹角较小时,光屏出现三个光斑。逐渐增大角,当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则。(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,全部选对得5分,每选错1个扣3分,最低得0分)A.玻璃砖对A光的折射率比玻璃砖对B光的折射率小B.A光在玻璃砖中的传播
2、速度比B光在玻璃砖中的传播速度小C.光屏上出现三个光斑时,NQ区域A光的光斑离N点更近D.时,光屏上只有1个光斑E.2时,光屏上只有1个光斑解析根据题干描述“当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=时,光屏NQ区域B光的光斑消失”,说明A光先发生了全反射,A光的临界角小于B光的临界角,而发生全反射的临界角C满足:sin C=1n,可知玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,故A错误;玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,由n=cv知,A光在玻璃砖中传播速度比B光的小。故B正确;由玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,即A光偏折大,所以NQ区域A光的光斑离N点更近,故C正确;当时,B光尚未发生全反
3、射现象,故光屏上应该看到2个亮斑,其中包含NP侧的反射光斑(A、B重合)以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑。故D错误;当12时,A、B两光均发生了全反射,故仅能看到NP侧的反射光斑(A、B重合)。故E正确。故选BCE。答案BCE2.(考点3)(2019山东济南质检)某同学测量玻璃砖的折射率,准备了下列器材:激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示,直尺与玻璃砖平行放置,激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面,在直尺上观察到A、B两个光点,读出OA间的距离为20.00 cm,AB间的距离为6.00 cm,测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1=10.00 cm,玻璃砖厚
4、度d2=4.00 cm。玻璃的折射率n=,光在玻璃中的传播速度v= m/s。(光在真空中传播速度c=3.0108 m/s,结果保留2位有效数字,sin 37=0.6,cos 37=0.8)解析作出光路图如图所示,根据几何知识可得tan i=10cm10cm=1,所以入射角i=45,tan r=3cm4cm=34,所以折射角r=37,故折射率n=sinisinr1.2,故v=cn=2.5108 m/s。答案1.22.51083.(考点1)(2019云南二模)一同学在水平桌面上铺放一张白纸,将一横截面是直角三角形的玻璃砖平放在白纸上,并用铅笔将其边缘画在白纸上,得到如图所示的直角三角形ABC,在白
5、纸上做一垂直BC边的直线,在该直线上竖直插上P1、P2两颗大头针,然后从玻璃砖的另一个面透过玻璃砖观察P1、P2的像,在白纸上竖直插上P3、P4两颗大头针,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像,大头针的位置如图所示。(1)作出该光束完整的光路图;(2)测得出射光线与AB边的夹角为(为锐角),测出直角三角形顶角A的角度为,求该玻璃砖的折射率n。解析(1)光路图如图所示。(2)由光路图的几何关系得:折射角为:=2-入射角为:=2-2玻璃的折射率为:n=sin(2-)sin(2-2)=coscos2。答案(1)见解析图(2)coscos24.(考点2)(2018吉林三模)如图所示,
6、一束截面为圆形(半径为R=1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区,屏幕S至球心距离D=(2+1) m,不考虑光的干涉和衍射。(1)若玻璃半球对紫色光的折射率为n=2,求出圆形亮区的半径r;(2)若将题干中紫光改为白光,在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色?简述原因。解析(1)如图,紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E到亮区中心G的距离r就是所求最大半径。设紫光临界角为C,由全反射的知识得:sin C=1n,又AB=Rsin C=Rn,OB=Rcos C=Rn2-1n,BF=ABtan C=Rnn2-1,GF=D-(OB+BF)
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