《2023届高考物理一轮复习热点题型归类训练》专题31 光学（解析版）

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专题 31 光学
目录
题型一 几何光学.......................................................................................................................... 1
类型 1 折射定律和折射率的理解及应用.............................................................................. 1
类型 2 全反射现象的理解和综合分析.................................................................................. 7
题型二 物理光学........................................................................................................................ 14
类型 1　光的干涉现象........................................................................................................ 14
类型 2　光的衍射和偏振现象............................................................................................ 17
类型 3　电磁振荡、电磁波................................................................................................ 19
题型三 几何光学与物理光学的综合......................................................................................... 22
类型 1　光的折射现象和物理光学.................................................................................... 22
类型 2　全反射现象和物理光学........................................................................................ 23
类型 3　光学与其他知识的综合问题................................................................................. 24
题型一 几何光学
【解题指导】1．光的折射和全反射的三个公式：(1)n＝；(2)n＝；(3)sin C＝.
2.解题关键：准确作出光路图；充分运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形
等知识．
类型 1 折射定律和折射率的理解及应用
1.对折射率的理解
(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小 v
＝。
(2)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。
(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
2.光路的可逆性
在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就
会逆着原来的入射光线发生折射。
3.解决光的折射问题的思路
(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，要注意入射角、折射角均以法线为标准。
(3)利用折射定律、折射率公式求解。
(4)注意折射现象中光路是可逆的。　　
4.常见介质对光路的控制
　类别
项目　
平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
结构 玻璃砖上下表面是平行的 横截面为三角形 横截面是圆
对光线
的作用
通过平行玻璃砖的光线不改
变传播方向，但要发生侧移
通过三棱镜的光线经
两次折射后，出射光
线向棱镜底边偏折
圆界面的法线是过圆
心的直线，经过两次
折射后向圆心偏折
应用 测定玻璃的折射率 全反射棱镜，改变光
的传播方向 改变光的传播方向
【例 1】(2022·重庆市上学期一诊)用某种材料做成的直角三棱镜 ABC，如图 6所示，一束
光线从 AB 面的中点 P平行于底边 BC 射入棱镜，经 BC 面反射后垂直于 AC 边射出，已知
AB 长为 a，真空中光速为 c，求：
(1)该材料对光的折射率；
(2)该光在三棱镜中的传播时间。
【答案】　(1)　(2)
【解析】　(1)画出光路如图
由几何关系可知，光线在 P点的入射角 i＝60°，折射角为 r＝30°，则折射率 n＝＝＝。
(2)光线在玻璃中的速度 v＝＝
PD＝BP＝a
BD＝2PBcos 30°＝
DC＝－＝
光在三棱镜中传播距离
x＝PD＋DCsin 60°＝a＋×＝
传播时间 t＝＝。
【例 2】.如图，小伟学习了光学后，在自己家门上开了一个半径为 1.5 cm 的圆孔，圆孔正
对门外走廊的中心线，门厚度为 4 cm，门外走廊的宽度为 d＝243 cm.他通过小孔观察门外
走廊墙壁，能够看到与小孔在同一水平高度上距墙拐角最近的点是 P点；然后切割了一块
高等于门厚度的圆柱形玻璃，恰好镶嵌到小孔中，把圆孔补好，他通过玻璃向外看同一墙
壁，能看到距离墙拐角最近的位置为P′点，P′点到墙拐角的距离为 L′＝90 cm，P、P′在同
一水平高度．求：
(1)P点到墙拐角的距离 L；
(2)该玻璃的折射率．
【答案】　(1)1.6 m　(2)1.33
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