1、1专题 39 光学和电磁波一、 选择题和填空题1（2018 江苏物理）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波，该电磁波A是横波B不能在真空中传播C只能沿着梳子摇动的方向传播D在空气中的传播速度约为 3108m/s【参考答案】AD【解题思路】电磁波是横波，可以在真空中传播，可以沿任何方向传播，在真空中的传播速度约为3108m/s，由于空气的折射率约等于 1，所以在空气中的传播速度约为 3108m/s，选项 AD 正确 BC 错误。 二、计算题1（2018 高考理综 II 卷）（10 分）如图， ABC 是一直角三棱镜的横截面， A=90， B=60，一细光束从 BC 边的 D 点折射
2、后，射到 AC 边的 E 点，发生全反射后经 AB 边的 F 点射出。 EG 垂直于 AC 交 BC 于G， D 恰好是 CG 的中点。不计多次反射。（i）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角；（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？【命题意图】 本题考查光的折射定律、反射定律及其相关的知识点。【参考答案】【解题思路】（ ）光线在 BC 面上折射，由折射定律有2式 中 i2和 r2分 别 是 该 光 线 在 AC 面 上 的 入 射 角 和 反 射 角 。 光 线 在 AB 面 上 发 生 折 射 ， 由 折 射 定 律 有式 中 i3和 r3分 别 是 该 光 线 在 AB 面
3、 上 的 入 射 角 和 折 射 角 。 由 几 何 关 系 得i2=r2=60， r1=i3=30F 点 的 出 射 光 相 对 于 D 点 的 入 射 光 的 偏 角 为 =（ r1i1）+（180 i2r2）+（ r3i3）由 式 得 =60 2（10 分）（2018 高考全国理综 III）如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形 ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于 AC 边上。 D 位于 AB 边上，过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F。该同学在 D 点正上方向下顺着直线 DF 的方向观察。恰好可以看到小标记3的像；过
4、 O 点做 AB 边的垂线交直线 DF 于 E； DE=2 cm， EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)【命题意图】 本题考查折射定律、光在三棱镜中传播及其相关的知识点。【解题思路】过 D 点作 AB 边的发现 N，连接 OD，则 ODN为 O 点发出的光纤在 D 点的入射角；设该光线在 D 点的折射角为 ，如图所示。根据折射定律有43(10 分) （2019 广东七校联考）如图为一玻璃球过球心的横截面，玻璃球的半径为 R， O 为球心， AB 为直径，来自 B 点的光线 BM 在 M 点射出，出射光线平行于 AB，另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射，已知 A
5、BM30，求：(i)玻璃的折射率；(ii)球心 O 到 BN 的距离。【参考答案】 D【命题意图】本题考查折射定律和全反射及其相关知识点。【解题思路】(i)设光线 BM 在 M 点的入射角为 i，折射角为 r，由几何知识可知 i30， r60，（2分）根据折射定律知 n （2 分）sin rsin i得 n （2 分） 34（8 分）（2019 四川成都摸底）某种透明材料制成的空心球体外径是内径的 2 倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示。一束单色光（纸面内）从外球面上 A 点入射，入射角为 45时，光束经折射后恰好与内球面相切。5（i）求该透明材料的折射率；（ii）欲使光束从 A 点入射后
6、恰好在内球面上发生全反射，则应将入射角变为多少度？【命题意图】此题考查折射定律、全反射及其相关知识点。【解题思路】（i）如答图 2，设光束经折射后到达内球面上 B 点在 A 点，由题意知，入射角 i45，折射角 rBAO由几何关系有：sinr AOB0.5（1 分）由折射定律有：n sin（2 分）代入数据解得：n （1 分）（ii）如答图 3，设在 A 点的入射角为 i时，光束经折射后到达内球面上 C 点，并在 C 点恰发生全反射，则光束在内球面上的入射角ACD 恰等于临界角 C65 (8 分) （2018 海南高考物理）如图，由透明介质构成的半球壳的内外表面半径分别为 R 和 2。一横截面半径为 R 的平行光束入射到半球壳内表面，入射方向与半球壳的对称轴平行，所有的入射光线都能从半球壳的外表面射出。已知透明介质的折射率为 2n。求半球壳外表面上有光线射出区域的圆形边界的半径。不考虑多次反射。【参考答案】 312R【命题意图】此题考查折射定律及其相关的知识点。 在玻璃与水的分界面上，有： sinC玻水7解得： 2sin3
