专题17光学电磁波相对论-2018年高考题和高考模拟题物理分项版汇编(Word版含解析)

9．如图所示，△ABM为透明柱状介质的横截面，其中∠A=300。一束单色光从AM的中点P以一定的入射角入射，恰好能在AB边上发生全发射，且反射后的光线垂直BM边射出。已知BM边的长度为a，光在真空中的传播速度为c，求：

（i）该透明介质的折射率;

（ii）该单色光在透明介质中的传播时间。

【来源】【全国百强校】湖北省黄冈市黄冈中学2018届高三5月适应性考试理科综合物理试题

【答案】 (1) (2) 【解析】（i）单色光在透明介质中的传播路线如图所示

由几何关系可知，当单色光在AB边上刚好发生全反射时，其临界角为60o 由可得 带入数据可得

【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律画出光路图，运用几何知识结合解决这类问题．

10．如图所示的圆柱形容器中盛满折射率n=2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L=2H，在圆心正上方高度h处有一点光源S，要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，h应该满足什么条件？

、临界角公式、光速公式，

【来源】【全国百强校】福建省厦门市外国语学校2018届高三下学期5月适应性考试（最后压轴模拟）理综物理试题 【答案】

【解析】要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，点光源发出的光必须全部能折射进入空气中，根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像．当光射向水面时，入射角应不大于临界角，光线才能射入空气中．由几何知识求出h应满足的条件． 点光源S通过平面镜所成像为，如图所示

要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，即相当于像发出的光 则入射角i≤C ,C为全反射临界角，则有： 根据几何关系得：解得： 故 ，且L=2H

【点睛】本题要利用对称性作出平面镜所成的像，点光源发出的光好像从虚像发出的．再根据临界角和几何知识求解h满足的条件．

11．如图所示，圆形的光学仪器（斜线阴影）内有一个半径为2R的圆形空腔，空腔左面侧壁上有一台激光器，可以沿空腔的直径方向发出在真空中速度为c的激光束。空腔中放置了一个比空腔略小（半径可视为2R）的折射率为2的透明圆柱状光学材料，光学材料的圆心在空腔的圆心O点，并且材料中被挖掉了一块半径为R的截面为半圆形的柱体（圆心和O点重合），挖掉的部分为真空。（反射与折射在同一界面时只考虑折射）

①求激光从发出到照射到空腔壁的时间。

②激光器始终开启，若光学材料围绕空腔圆心O点顺时针转 动900，空腔壁上能被激光照射到的圆弧长度为多少？（只考虑折射光线照射的圆弧长度）

【来源】湖北省黄冈中学2018届高三5月第三次模拟考试理综物理试题 【答案】 (1)

(2)

（2）在O处，光从光密介质射入光疏介质，发生全反射的临界角为C，则sinC=1/n 解得C=300， 所以照射的弧长范围为 12．如图所示,宽度为的平行光束从空气中斜射到一平板玻璃的上表面,入射角i=60°,该光束由两种不同的单色光a和b组成,玻璃对两种单色光的折射率分别为，试求：

①两种单色光在玻璃中的传播时间之比；

②为使光从玻璃下表面出射时，两种光各自的光束不重叠，玻璃板的厚度d的最小值。 【来源】【全国百强校】江西省抚州市临川区第一中学2018届高三全真模拟考试理综物理试卷 【答案】 ① ②