专辑34光学综合计算-2020年高考物理最新模拟考试试题分类汇编(4月第一期)(解析版)

1、2020年高考最新模拟试题分类汇编(4月第一期)光学的综合计算1、(2020 江西省新建二中高三 3月线上考试)如图所示，一束宽度为 2R的平行单色光垂直射到半径为R的透明半圆柱体的平面上，在半圆柱体后方的竖直光屏 MN上形成宽度为2R的光带.图中O为半圆柱体截面的圆心，轴线 OA垂直于光屏，己知从 B点射入的光线在射出圆柱体时，光线偏离原方向的角度为15°,OB E 求：2其中折射前：sin 1OB 1sin 11sin 2n(1)半圆柱体的折射率n： (2)0点到光屏MN的距离.【答案】(i)72；&i r(1)根据光的折射定律求解折射率；(2)找到发生全反射的临界角，结

2、合几何关系求解。点到光屏MN 的距离.(1)从B点射入的光线，在圆柱面发生折射，由折射定律:折射后：2= 1 150解得n=1(2)设从C点射出柱面的光线射到光带的边缘：sinC n解得入射角为/ C=45 0由光路图中的几何关系，可得O到光屏MN的距离：OA Rcos450 (R Rsin 450) tan 450解得 OA=( 2 +1)R2、( 2020 - 100所名校高考模拟金典卷五)图示装置可用来测定水的折射率.A点沿AB方向能看到对边上的点 E;当容器内装满水时，仍沿AB方向看去, 得容器直径 CD=12cmi高BG16cm, DE=7cm.已知光在真空中的传播速度为当圆柱形容器

3、内未装水时，从恰好看到底面直径 CD上的点D.测c=3.0 x 10 8m/s ,求：水的折射率n；光在水中的传播速度v.【答案】4/32.25 X 10 8m/s做出光路图，设入射角为i、折射角为r,则：taniCD4BC DE 3则 sini=0.8CD 3,则 sinr=0.6BC 4sin i 4 n sin r 3cc8 ,一可得光在水中的速度：v - 2.25 10 m/svn3、（2020 四川省宜宾市叙州区二中高三下学期第一次在线月考）tanr折射率:由n有一玻璃半球，右侧面镀银，光源 S在其对称轴PO上（。为半球的球心），且PO水平，如图所示，从光源 S发出的一细光束射到半球

4、面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光经过折射进入玻璃半球内，经右侧镀银面反射恰能沿原路返回，若球面半径为 R,玻璃折射率为 J3,求:光源S与球心O之间的距离;折射进入玻璃半球内的光线在球内经过的时间.由题意可知折射光线与镜面垂直，其光路图如图所示，则有:i+r =90°由折射定律可得：sini-n= .3sinr解得：i=60° r=30°在直角三角形 ABO中:BO =Rcosr= -3 R2由几何关系可得:SAO为等腰三角形，所以SO=2BO=、,3r光在玻璃半球内传播的速度c 、3v = cn 3光在玻璃半球内传播的距离S=Rcos3

5、0=&2则光折射进入玻璃半球内的光线在球内经过的时间x 2S 3Rt 一 = v c如图所示，一截面为正三角形的棱镜,4、（2020 江苏省如皋中学高三下学期3月调研）有一束单色光射到它的一个侧面，经折射后与底边平行，再射向另一侧面后射出.求: 光第一次射到棱镜侧面时的入射角大小 出射光线相对于第一次射向棱镜的入射光线偏转的角度【答案】60o60°【解析】如图所示，在 AB面发生折射，折射角r=30。，由光的折射定律sinin sinrsini=、3sin30o= 3则i=60°因折射光线与底边 BC平行，由光路可逆知第二次在AC面折射时的入射角为 30。，折射角为

6、60。，由几何关系可知2 (i-30°) =60°5、（2020 百所名校高三模拟金券三）如图，某棱镜的横截面积为等腰直角三角形ABC,其折射率？?=注,3一束单色光从 AB面的O点入射，恰好在 AC面上发生全反射，O、A的距离？?= 0.45?,求: 光在AB面的入射角的正弦值;(2)光从。点入射到AC面上发生全反射所经历的时间.【答案】(1)正弦值为 冢)(2)时间为2/X 10-9 ?.【解析】(1)由折射率求得临界角后，结合光路图中几何关系可求入射角的正弦值;(2)由折射率求得光在介质中的传播速度，由光路图求得光在玻璃中的对应路程，可计算光的传播时间。根据全反射定律

7、：sinC = 1B彳C C = 60由几何关系得r = 30sini 一 盘n=就3寸 sini = 了 c3V3a 20= n = - x 108m/s由几何关系得s=cosCt = v O彳导 t = 2 v3 X10-96、（2020 四川省成都市20中高三下学期测试）如图所示，MN是一条通过透明球体球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线 CD与MN的交点P到球心。的距离是球半径 R的2 2倍，且与MN所成的夹角30 。已知光在真空中传播速度为 c,求:1。透明体的折射率 n；2t匕单色光在透明球体中的传播时间。【答案】（1）&；（2）2&

8、Rcosr . c【解析】作辅助线，画出光路图，由折射定律结合几何知识去分析求解。在B点光线的入射角、折射角分别标为（1）连接OB、BC,如图所示i、r,在4OCP中有OC OPsin sin OCP解得OCP 135 （45 ° 值舍去）则由几何关系可知 COP 15根据折射定律有在C点有sini n sinrsin(180 135 )sin BCO又 BCO r ,所以i 45因此，透明体的折射率BCO 180i COP 120sin45sin30sinin sinr（2）由（1）中画出的图可知单色光在透明球体中的传播路程为L 2R cos r又单色光在透明球体的传播速度为故此单

9、色光在透明球体中的传播时间L 2Rcosrv c 22、2Rcosrc7、（2020 四川省成都市18中高三下学期测试）如右图所示，两面平行的玻璃砖下表面涂有反射物质，一束与上表面成30o入射的光线，在右端垂直标尺上形成了A、B两个光斑，A、B间距为4cm,已知玻璃砖的d.折射率为J3,画出形成两光斑的光路图，并求此玻璃砖的厚度Ji77777777777777777T777jTffTyTT7TTT【答案】d 6cm光路图如下【解析】光路图如答案所示，注意在下表面反射上表面折射光束入射角i 90o 30o 60o根据折射率n皿得r 30o sin r有几何关系得 CE sin 30o AB si

10、n 60o且 CE 2d tan r解得d 6cm8、（2020 四川省泸县四中高三下学期第一次在线月考）如图所示，有一横截面为四分之一圆的玻璃棱镜，圆心为O,半径为R以。为原点建立直角坐标系 xOy,两个半径恰好与两个坐标轴重合，单色光在0<y<R范围内从第二象限沿 x轴正方向射向棱镜.已知棱镜对单色光的折射率为J2,真空中光速为c.则：(i)在AB弧面上刚好发生全反射的光线，从y轴射入的坐标是多少；该光线离开棱镜的位置坐标；(ii)在AB弧面上发生一次全反射就能射向A点的光线，从y轴射入的坐标是多少； 该光线从射入棱镜到到达A点，所用的时间是多少.【答案】(蛆，也R)(也R,0)()(0,2/3R) 逑R 222 2c【解析】C=45°1解：(根据sinC 可得，全反射的临界角为 n根据题意画出光路图，根据几何关系,光线进入棱镜的纵坐标为 y Rsin 45坐标为2（0,