2018年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題11 光學(xué)教學(xué)案

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1、 專(zhuān)題11 光學(xué) 熟練利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路圖．加深對(duì)折射率、全反射、臨界角概念的理解．并能結(jié)合實(shí)際，解決問(wèn)題．同時(shí)應(yīng)注意對(duì)物理規(guī)律的理解和對(duì)物理現(xiàn)象、物理情景和數(shù)學(xué)幾何知識(shí)結(jié)合的分析能力的培養(yǎng)． 物理光學(xué)部分應(yīng)遵循歷史發(fā)展線(xiàn)索，理解干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象，并能解釋生活中的相關(guān)物理現(xiàn)象．光的偏振、激光這些內(nèi)容，與生產(chǎn)、生活、現(xiàn)代科技聯(lián)系密切，應(yīng)學(xué)以致用． 一、幾何光學(xué)的常見(jiàn)現(xiàn)象 項(xiàng)目 內(nèi)容 折射 定律 (1)三線(xiàn)共面 (2)分居兩側(cè) (3)入射角正弦與折射角正弦之比為常數(shù)sinθ2(sinθ1)＝n 折射率 定義式:光從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí)n＝s

2、inθ2(sinθ1) 折射率? 決定式:n＝? 物理意義:描述透明介質(zhì)對(duì)光線(xiàn)的偏折作用,n越大,折射光線(xiàn)偏離入射方向的夾角越大? 全反射? 發(fā)生條件:(1)從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)? (2)入射角大于或等于臨界角,即θ1≥C 臨界角：sin C＝? 光的? 色散? 產(chǎn)生原因：(1)太陽(yáng)光是復(fù)色光；? (2)不同的色光折射率不同? 規(guī)律:光的頻率越大,折射率越大? 紅光→紫光:折射率逐漸增大,在介質(zhì)中的速度逐漸減小; (3)臨界角逐漸減小;波長(zhǎng)逐漸減小? 常見(jiàn)光? 學(xué)元件? 的特點(diǎn)? 平行玻璃板:(1)出射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)平行; (2)出射光線(xiàn)發(fā)生側(cè)移? 棱

3、鏡:(1)光線(xiàn)向底邊偏折;(2)能發(fā)生色散? 全反射棱鏡:(1)垂直于直角邊射入,出射光線(xiàn)方向改變90°;(2)垂直于斜邊射入,出射光線(xiàn)方向改變180°? 二、光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象 項(xiàng)目? 內(nèi)容? 光的? 干涉? 雙縫? 干涉? 產(chǎn)生條件:兩光源頻率相等,相位差恒定? 出現(xiàn)明暗條紋的條件:路程差Δs＝nλ,明條紋;Δs＝(n＋)λ,暗條紋? 相鄰條紋間距:Δx＝λ? 光的 干涉? 薄膜 干涉? 產(chǎn)生原因：同一束光分別經(jīng)薄膜的前后表面反射的光疊加而成? 規(guī)律:經(jīng)薄膜上厚度相等的位置反射的光疊加后在同一干涉條紋上,相鄰條紋間距與波長(zhǎng)成正比,與斜面傾角成

4、反比? 應(yīng)用:(1)光干涉法檢查平面的平整度? (2)在光學(xué)鏡頭上涂增透膜d＝?λ? 光的? 衍射? 明顯衍射條件? 障礙物或孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)差不多或者比光的波長(zhǎng)小? 衍射 現(xiàn)象? 單縫衍射:中間條紋亮、寬;兩側(cè)條紋暗、窄;波長(zhǎng)越長(zhǎng),條紋越寬,間距越大? 圓孔衍射:明暗相間的圓形條紋? 圓板衍射:圓形陰影的外側(cè)是明暗相間的圓形條紋,中間是亮斑 (泊松亮斑)? 光的? 偏振? 偏振片有特定的透振方向, 自然光通過(guò)后成為偏振光, 兩偏振光片平行時(shí)透過(guò)的光最強(qiáng), 垂直時(shí)最弱? 【特別提醒】 (1)光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性,光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明

5、光是橫波. (2)光的干涉條紋和光的衍射條紋的最大區(qū)別是研究條紋間距是否均勻,中央條紋和兩側(cè)條紋的亮度是否相同. 三、光電效應(yīng)及光的波粒二象性 項(xiàng)目? 內(nèi)容? 光電? 效應(yīng)? 概念? 金屬在光(包括不可見(jiàn)光)的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象? 規(guī)律? (1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率,ν≥ν0時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)? (2)光電子的最大初動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān),隨ν的增大而增大? (3)光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的? (4)飽和光電流與光強(qiáng)成正比? 光電? 效應(yīng)? 解釋? 光子說(shuō):(1)光在傳播時(shí)是一份一份的,每份叫一個(gè)光子;(2)光子能量E＝hν, h＝6.63×10－3

6、4 J·s? 逸出功:電子脫離金屬時(shí)克服原子核引力做功的最小值W＝hν? 光強(qiáng):P＝nhν? 光電效應(yīng)方程:Ek＝hν－W? 物質(zhì)波? 每個(gè)實(shí)物粒子對(duì)應(yīng)一種波,叫物質(zhì)波? 物質(zhì)波的波長(zhǎng)λ＝? 波粒二? 象性? 概率波:只能預(yù)測(cè)粒子在某區(qū)域出現(xiàn)的概率,概率符合波動(dòng)規(guī)律? 考點(diǎn)一、光的折射、全反射 例1．【2017·北京卷】如圖所示，一束可見(jiàn)光穿過(guò)平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是 A．紅光 B．黃光 C．綠光 D．紫光 【答案】D 【變式探

7、究】(2016·四川理綜，5，6分)某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定半圓形玻璃磚的折射率n.如圖甲所示，O是圓心，MN是法線(xiàn)，AO、BO分別表示某次測(cè)量時(shí)光線(xiàn)在空氣和玻璃磚中的傳播路徑．該同學(xué)測(cè)得多組入射角i和折射角r，作出sin i－sin r圖象如圖乙所示，則( ) A．光由A經(jīng)O到B，n＝1.5 B．光由B經(jīng)O到A，n＝1.5 C．光由A經(jīng)O到B，n＝0.67 D．光由B經(jīng)O到A，n＝0.67 【答案】B 【解析】在題圖乙中任取一點(diǎn)，對(duì)應(yīng)sin r>sin i，即折射角大于入射角，可知光由B經(jīng)O到A，A、C錯(cuò)誤．由折射定律和題圖乙可知，n＝sin i(sin r)＝k(1)，當(dāng)sin

8、 r＝0.9時(shí)，sin i＝0.6，代入數(shù)據(jù)得n＝1.5，B正確，D錯(cuò)誤． 【變式探究】(2015·四川理綜，3，6分)直線(xiàn)P1P2過(guò)均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱(chēng)，由空氣射入玻璃球的光路如圖所示．a(chǎn)、b光相比( ) A．玻璃對(duì)a光的折射率較大 B．玻璃對(duì)a光的臨界角較小 C．b光在玻璃中的傳播速度較小 D．b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短 【答案】C 【解析】從題圖中看出，b光線(xiàn)進(jìn)入玻璃后偏折程度較大，因此玻璃對(duì)b光折射率大，A錯(cuò)誤．根據(jù)sin C＝n(1)知，折射率大的臨界角小，B錯(cuò)誤．根據(jù)v＝n(c)知，折射率大的傳播速度小，C正確．由幾何關(guān)系知，b在玻璃中

9、運(yùn)動(dòng)路程長(zhǎng)，結(jié)合b的傳播速度小，可知b在玻璃中的傳播時(shí)間較長(zhǎng)，D錯(cuò)誤． 考點(diǎn)二、光的折射、全反射的計(jì)算 例2.【2017·江蘇卷】人的眼球可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，折射率相同、半徑不同的兩個(gè)球體共軸，平行光束寬度為D，對(duì)稱(chēng)地沿軸線(xiàn)方向射入半徑為R的小球，會(huì)聚在軸線(xiàn)上的P點(diǎn)．取球體的折射率為，且D=R，求光線(xiàn)的會(huì)聚角α．（示意圖未按比例畫(huà)出） 【答案】30° 【解析】由幾何關(guān)系，解得 則由折射定律，解得 且，解得 【變式探究】如圖所示，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°.一束平行于AC邊的光線(xiàn)自AB邊的P點(diǎn)射入三棱鏡，在AC邊發(fā)生反射后從BC邊的M點(diǎn)射

10、出．若光線(xiàn)在P點(diǎn)的入射角和在M點(diǎn)的折射角相等． (1)求三棱鏡的折射率； (2)在三棱鏡的AC邊是否有光線(xiàn)透出，寫(xiě)出分析過(guò)程．(不考慮多次反射) 【解析】(1)光路圖如圖所示， 由反射定律可知∠PNA＝∠MNC ⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式得∠PNA＝r ⑦ 由幾何關(guān)系得r＝30° ⑧ 聯(lián)立①②⑧式得n＝ ⑨ (2)設(shè)在N點(diǎn)的入射角為i″，由幾何關(guān)系得i″＝60° ⑩ 此三棱鏡的全反射臨界角滿(mǎn)足nsin θc＝1 ? 由⑨⑩?式得θc＝arcsin 3(3)，

11、有i″>θc ? 此光線(xiàn)在N點(diǎn)發(fā)生全反射，三棱鏡的AC邊沒(méi)有光線(xiàn)透出． 【答案】 (1) (2)沒(méi)有；理由見(jiàn)解析 【變式探究】一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝. (1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線(xiàn)到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？ (2)一細(xì)束光線(xiàn)在O點(diǎn)左側(cè)與O相距2(3)R處垂直于AB從下方入射，求此光線(xiàn)從玻璃磚射出點(diǎn)的位置． (2)設(shè)光線(xiàn)在距O點(diǎn)2(3)R的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系知sin α＝2(3)，即α＝60°

12、＞θ ⑤ 光線(xiàn)在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射，最后由G點(diǎn)射出，考慮整體幾何關(guān)系，得出光路如圖所示．由反射定律和對(duì)稱(chēng)性可得OG＝OC＝2(3)R ⑥ 射到G點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出． 【答案】 (1)R (2)O點(diǎn)左右側(cè)與O相距2(3)R處 考點(diǎn)三、光的波動(dòng)性 例3．【2017·新課標(biāo)Ⅱ卷】（5分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是________（選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A

13、．改用紅色激光 B．改用藍(lán)色激光 C．減小雙縫間距 D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) E．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) 【答案】ACD 【變式探究】(2016·天津理綜，2，6分)如圖所示是a、b兩光分別經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則( ) A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大 B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大 C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光的飽和電流大 D．若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大 【答案】D 【解析】

14、由干涉條紋間距Δx＝d(λ)·L可知，λa<λb，νa>νb同種均勻介質(zhì)，對(duì)頻率大的波折射率更大即na>nb，光在介質(zhì)中的傳播速度v＝n(c)，故vaEb，D正確． 【變式探究】[2015·浙江自選，13(1)，4分]以下說(shuō)法正確的是( ) A．真空中藍(lán)光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng) B．天空中的彩虹是由光的干涉形成的 C．光纖通信利用了光的全反射原理 D．機(jī)械波在不同介質(zhì)中傳播，波長(zhǎng)保持不變 【答案】C 【解析】真空中藍(lán)光的波長(zhǎng)比

15、紅光的波長(zhǎng)短，A錯(cuò)誤．天空中的彩虹是由光的折射形成的，B錯(cuò)誤．光纖通信利用了光的全反射傳遞信息，C正確．機(jī)械波在不同的介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變，速度變化，因而波長(zhǎng)會(huì)變化，D錯(cuò)誤． 1．【2017·北京卷】如圖所示，一束可見(jiàn)光穿過(guò)平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍(lán)光，則光束a可能是 A．紅光 B．黃光 C．綠光 D．紫光 【答案】D 【解析】根據(jù)題意作出完整光路圖，如圖所示，a光進(jìn)入玻璃磚時(shí)光線(xiàn)偏折角較大，根據(jù)光的折射定律可知玻璃磚對(duì)a光的折射率較大，因此a光的頻率應(yīng)高于b光，故選D。

16、2．【2017·天津卷】明代學(xué)者方以智在《陽(yáng)燧倒影》中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有一面五色”，表明白光通過(guò)多棱晶體折射會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說(shuō)法正確的是 A．若增大入射角i，則b光先消失 B．在該三棱鏡中a光波長(zhǎng)小于b光 C．a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生 D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓低 【答案】D 3．【2017·北京卷】物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如，利用波的干涉，可將無(wú)線(xiàn)電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。 如圖所示，兩個(gè)可發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波的天線(xiàn)對(duì)

17、稱(chēng)地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè)，它們類(lèi)似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線(xiàn)同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為λ1和λ2的無(wú)線(xiàn)電波。飛機(jī)降落過(guò)程中，當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說(shuō)法正確的是 A．天線(xiàn)發(fā)出的兩種無(wú)線(xiàn)電波必須一樣強(qiáng) B．導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無(wú)線(xiàn)電波之間的干涉 C．兩種無(wú)線(xiàn)電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D．兩種無(wú)線(xiàn)電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 【答案】C 【解析】由于兩無(wú)線(xiàn)電波波源對(duì)稱(chēng)分布在跑道兩側(cè)，兩種波長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)電波各自發(fā)生干涉，在跑道處干涉均加強(qiáng)，兩種無(wú)線(xiàn)電波各自在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定，但不重合，當(dāng)接收到的λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí)，表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。由

18、題意，天線(xiàn)發(fā)出的兩種無(wú)線(xiàn)電波不必一樣強(qiáng)，A錯(cuò)誤；導(dǎo)航利用了兩種波長(zhǎng)的無(wú)線(xiàn)電波各自的穩(wěn)定干涉，B錯(cuò)誤；若兩種無(wú)線(xiàn)電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合，則接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)的位置，不一定在跑道上，D錯(cuò)誤；故選C。 5．【2017·新課標(biāo)Ⅱ卷】（5分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是________（選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。 A．改用紅色激光 B．改用藍(lán)色激光 C．減小雙縫間距

19、 D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) E．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) 【答案】ACD 6．【2017·江蘇卷】人的眼球可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，折射率相同、半徑不同的兩個(gè)球體共軸，平行光束寬度為D，對(duì)稱(chēng)地沿軸線(xiàn)方向射入半徑為R的小球，會(huì)聚在軸線(xiàn)上的P點(diǎn)．取球體的折射率為，且D=R，求光線(xiàn)的會(huì)聚角α．（示意圖未按比例畫(huà)出） 【答案】30° 【解析】由幾何關(guān)系，解得 則由折射定律，解得 且，解得 7．【2017·新課標(biāo)Ⅰ卷】（10分）如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點(diǎn)為球心；下半部是半徑為R、高位2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平

20、行于中心軸OC的光線(xiàn)從半球面射入，該光線(xiàn)與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線(xiàn)恰好與入射光線(xiàn)平行（不考慮多次反射）。求該玻璃的折射率。 【答案】 由幾何關(guān)系，入射點(diǎn)的法線(xiàn)與OC的夾角為i。由題設(shè)條件和幾何關(guān)系有③ 式中L是入射光線(xiàn)與OC的距離。由②③式和題給數(shù)據(jù)得④ 由①③④式和題給數(shù)據(jù)得⑤ 8．【2017·新課標(biāo)Ⅱ卷】（10分）一直桶狀容器的高為2l，底面是邊長(zhǎng)為l的正方形；容器內(nèi)裝滿(mǎn)某種透明液體，過(guò)容器中心軸DD′、垂直于左右兩側(cè)面的剖面圖如圖所示。容器右側(cè)內(nèi)壁涂有反光材料，其他內(nèi)壁涂有吸光材料。在剖面的左下角處有一點(diǎn)光源，已知由液體上表面的D點(diǎn)射出的

21、兩束光線(xiàn)相互垂直，求該液體的折射率。 【答案】1.55 【解析】設(shè)從光源發(fā)出直射到D點(diǎn)的光線(xiàn)的入射角為i1，折射角為r1，在剖面內(nèi)做光源相對(duì)于反光壁的鏡像對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C，連接CD，交反光壁于E點(diǎn)，由光源射向E點(diǎn)的光線(xiàn)，反射后沿ED射向D點(diǎn)；光線(xiàn)在D點(diǎn)的入射角為i2，折射角為r2，如圖所示； 設(shè)液體的折射率為n，由折射定律：① ② 依題意：③ 聯(lián)立①②③解得：④ 由幾何關(guān)系：⑤ ⑥ 聯(lián)立④⑤⑥解得：n=1.55 9．【2017·新課標(biāo)Ⅲ卷】（10分）如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點(diǎn)是半球的球心，虛線(xiàn)OO′表示光軸（過(guò)球心O與半球底面垂直的直線(xiàn)）。已知玻璃的折射率為1.

22、5?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線(xiàn)能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線(xiàn)）。求 （i）從球面射出的光線(xiàn)對(duì)應(yīng)的入射光線(xiàn)到光軸距離的最大值； （ii）距光軸的入射光線(xiàn)經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離。 【答案】（i） （ii） 【解析】（i）如圖，從底面上A處射入的光線(xiàn)，在球面上發(fā)生折射時(shí)的入射角為i，當(dāng)i等于全反射臨界角i0時(shí)，對(duì)應(yīng)入射光線(xiàn)到光軸的距離最大，設(shè)最大距離為l。 ① 設(shè)n是玻璃的折射率，由全反射臨界角的定義有 ② 由幾何關(guān)系有③ 聯(lián)立①②③式并利用題給條件，得④ （ii）設(shè)與光軸距的光線(xiàn)在球面B點(diǎn)折射時(shí)的入射角和折射角分別為

23、i1和r1，由折射定律有 ⑤ 設(shè)折射光線(xiàn)與光軸的交點(diǎn)為C，在△OBC中，由正弦定理有⑥ 由幾何關(guān)系有⑦ ⑧ 聯(lián)立⑤⑥⑦⑧式及題給的條件得 ⑨ 1．【2016·全國(guó)卷Ⅰ】【物理——選修34】 (2)如圖1，在注滿(mǎn)水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A，它到池邊的水平距離為3.0 m．從點(diǎn)光源A射向池邊的光線(xiàn)AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為3(4). 圖1 (i)求池內(nèi)的水深； (ii)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0 m．當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，他的眼睛所接受的光線(xiàn)與豎直方向的夾角恰好為45°.求救生員的眼睛到池

24、邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)． （2）【答案】(i)2.6 m (ii)0.7 m 【解析】(i)如圖，設(shè)到達(dá)池邊的光線(xiàn)的入射角為i，依題意，水的折射率n＝3(4)，光線(xiàn)的折射角θ＝90°，由折射定律有 nsin i＝sin θ ① 由幾何關(guān)系有 sin i＝l2＋h2(l) ② 式中，l＝3 m，h是池內(nèi)水的深度，聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得 h＝ m≈2.6 m ③ 2．【2016·全國(guó)卷Ⅲ】【物理——選修34】 (2)如圖1所示，玻璃球冠的折射率為，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的2(3)倍；在過(guò)球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi)，有一與底面垂直的光線(xiàn)射

25、到玻璃球冠上的M點(diǎn)，該光線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)恰好過(guò)底面邊緣上的A點(diǎn)．求該光線(xiàn)從球面射出的方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角． 圖1 （2）【答案】150° 【解析】設(shè)球半徑為R，球冠底面中心為O′，連接OO′，則OO′⊥AB.令∠OAO′＝α，有 cos α＝OA(O′A)＝R(R) ① 即α＝30° ② 由題意MA⊥AB 所以∠OAM＝60° 設(shè)圖中N點(diǎn)為光線(xiàn)在球冠內(nèi)底面上的反射點(diǎn)，所考慮的光線(xiàn)的光路圖如圖所示．設(shè)光線(xiàn)在M點(diǎn)的入射角為i、折射角為r，在N點(diǎn)的入射角為i′，反射角為i ″，玻璃折射率為n.由于△OAM為等邊三角形，有 i＝60° ④ 由折射定律有sin i＝

26、nsin r ⑤ 代入題給條件n＝得r＝30° ⑥ 作底面在N點(diǎn)的法線(xiàn)NE，由于NE∥AM，有i′＝30° ⑦ 根據(jù)反射定律，有i ″＝30° ⑧ 連接ON，由幾何關(guān)系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60°⑨ 由⑦⑨式得∠ENO＝30° ⑩ 于是∠ENO為反射角，ON為反射光線(xiàn)．這一反射光線(xiàn)經(jīng)球面再次折射后不改變方向．所以，經(jīng)一次反射后射出玻璃球冠的光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)的偏角β為 β＝180°－∠ENO＝150° ? 3．【2016·天津卷】圖1是a、b兩光分別經(jīng)過(guò)同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則( ) 圖1 A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b

27、光的大 B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)a光臨界角大 C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，a光的飽和電流大 D．若兩光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大 4.【2016·江蘇卷】 B．【選修34】 (2)楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個(gè)光源，它們發(fā)出的光波滿(mǎn)足干涉的必要條件，則兩列光的________相同．如圖1所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實(shí)線(xiàn)表示波峰，虛線(xiàn)表示波谷，如果放置光屏，在________(選填“A”“B”或“C”)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋． 圖1 B．（2）【答案】頻率 C 【解析】只有

28、頻率相同的兩列波才可能發(fā)生干涉現(xiàn)象．只有波峰與波谷相遇處才是振動(dòng)減弱點(diǎn)，也就是出現(xiàn)暗條紋處． 【2015·重慶·11（1）】1．虹和霓是太陽(yáng)光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過(guò)一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來(lái)說(shuō)明.兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如題11圖1所示.M 、N、P、Q點(diǎn)的顏色分別為 A．紫、紅、紅、紫 B．紅、紫、紅、紫 C．紅、紫、紫、紅 D．紫、紅、紫、紅 1．【答案】A 【考點(diǎn)定位】光的折射和全反射、光路、折射率。 【名師點(diǎn)睛】識(shí)記電磁波譜中的各種光具有三大（波長(zhǎng)、同一介質(zhì)中的波速、臨界角

29、）三?。l率、能量、折射率），幾何光學(xué)部分的規(guī)律。 【2015·福建·13】2．如圖所示，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長(zhǎng)分別為λa、λb，該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb。則 （ ） A．λa<λb，na >nb B．λa>λb，na λb，na >nb 2．【答案】B 【解析】由圖知，三棱鏡對(duì)b光的折射率較大，又因?yàn)楣獾念l率越大，介質(zhì)對(duì)光的折射率就越大，所以na λ

30、b，所以B正確，ACD錯(cuò)誤。 【考點(diǎn)】：光的折射、折射率 【方法技巧】：本題主要是理解，光的頻率與折射率的關(guān)系，即頻率越大，介質(zhì)對(duì)光的折射率就越大，結(jié)合公式，判斷波長(zhǎng)。 【2015·山東·38（2）】3．半徑為R、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過(guò)其軸線(xiàn)OO’的截面如圖所示。位于截面所在平面內(nèi)的一細(xì)束光線(xiàn)，以角i0由O點(diǎn)入射，折射光線(xiàn)由上邊界的A點(diǎn)射出。當(dāng)光線(xiàn)在O點(diǎn)的入射角減小至某一值時(shí)，折射光線(xiàn)在上邊界的B點(diǎn)恰好發(fā)生全反射。求A、B兩點(diǎn)間的距離。 3．【答案】 【解析】 【考點(diǎn)定位】光的折射定律；全反射. 【規(guī)律總結(jié)】首先要熟練掌握光的折射定律及全反射規(guī)律，然后畫(huà)出光路

31、圖，結(jié)合幾何關(guān)系進(jìn)行求解. 【2015·海南·16（2）】4．一半徑為R的半圓形玻璃磚，橫截面如圖所示。已知玻璃的全反射臨界角r（r<）。與玻璃磚的底平面成（）角度、且與玻璃磚橫截面平行的平行光射到玻璃磚的半圓柱面上。經(jīng)柱面折射后，有部分光（包括與柱面相切的入射光）能直接從玻璃磚底面射出。若忽略經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光，求底面透光部分的寬度。 4．【答案】 【解析】 【解析】 在半圓柱形玻璃磚橫截面內(nèi)，考慮沿半徑方向射到圓心O的光線(xiàn)1（如圖），它在圓心處的入射角， 為① 恰好等于全反射臨界角，發(fā)生全反射 在光線(xiàn)1左側(cè)的光線(xiàn)，（例如光線(xiàn)2，），經(jīng)過(guò)柱面折射后，射在

32、玻璃磚底面上的入射角滿(mǎn)足 ② 因而在底面上發(fā)生全反射，不能直接折射出， 在光線(xiàn)1右側(cè)的光線(xiàn)（例如光線(xiàn)3）經(jīng)柱面折射后，射在玻璃磚底面上的入射角 滿(mǎn)足③ 因而在底面上不能發(fā)生全反射，能從玻璃磚底面射出 射到半圓柱面最右側(cè)的光線(xiàn)4與柱面相切，入射角i為 ④ 由折射定律知，經(jīng)圓柱面折射后的折射角，滿(mǎn)足， ⑤ 式子中，n時(shí)玻璃的折射率，由全反射角的定義知 ⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式得 ⑦ 由幾何關(guān)系可得，故

33、底面上透光部分的寬度OB為 【考點(diǎn)定位】光的折射全反射 【方法技巧】在解決光的折射問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是畫(huà)出光路圖，結(jié)合幾何知識(shí)解題，此類(lèi)型題目很大程度上依靠幾何知識(shí)，所以一定要注意數(shù)學(xué)和物理的結(jié)合。 【2015·天津·2】5．中國(guó)古人對(duì)許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí)，唐人張志和在《玄真子。濤之靈》中寫(xiě)道：“雨色映日而為虹”，從物理學(xué)的角度看，虹時(shí)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)雨滴的兩次折射和一次反射形成的，右圖是彩虹成因的簡(jiǎn)化示意圖，其中a、b時(shí)兩種不同頻率的單色光，則兩光 A．在同種玻璃種傳播，a光的傳播速度一定大于b光 B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后，b光側(cè)移量大 C．分別照射同一光電管，若

34、b光能引起光電效應(yīng)，a光一定也能 D．以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣張只能看到一種光時(shí)，一定是a光 5．【答案】C 考點(diǎn)：光的反射、折射、全反射及光電效應(yīng)。 【名師點(diǎn)睛】光學(xué)部分可分為幾何光學(xué)和物理光學(xué)，在選擇題中考查時(shí)很少單獨(dú)考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，多是綜合應(yīng)用，解決這類(lèi)問(wèn)題除了把握好基本規(guī)律、公式、、等，還要注意幾何光學(xué)和物理光學(xué)間的相互聯(lián)系，如根據(jù)折射率判斷頻率，再由光子能量聯(lián)系光電效應(yīng)方程分析相關(guān)問(wèn)題。 【2015·安徽·18】6．如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角和入射角i相等時(shí)，出射光線(xiàn)相對(duì)于入射光線(xiàn)偏轉(zhuǎn)的角度

35、為。已知棱鏡頂角為α，則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為 A． B． C． D． 6．【答案】A 【解析】由幾何關(guān)系，得入射角等于，折射角等于，所以折射率為，故選A。 考點(diǎn)：考查折射率知識(shí)。 【規(guī)律總結(jié)】折射率的考察主要是考幾何關(guān)系，在幾何中找到入射角和折射角與已知角的關(guān)系，再由折射率公式，就容易得到答案了 【2015·江蘇·12B（3）】7．人造樹(shù)脂時(shí)常用的眼鏡片材料，如圖所示，光線(xiàn)射在一人造樹(shù)脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的P點(diǎn)，已知光線(xiàn)的入射角為30°，OA=5cm，AB=20cm，BP=12cm，求該人造樹(shù)脂材料的

36、折射率n 7．【答案】1.5 【解析】設(shè)折射角為，由折射定律 由幾何關(guān)系知，且 代入數(shù)據(jù)解得（或n=1.5） 【考點(diǎn)】 光的折射 【方法技巧】 本題主要是公式，能利用折射定律求相關(guān)問(wèn)題 【2015·全國(guó)新課標(biāo)Ⅱ·34（1）】8．如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線(xiàn)，則 （填正確答案標(biāo)號(hào)，選對(duì)1個(gè)給2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分0分） A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于

37、對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線(xiàn)a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 8．【答案】ABD 【考點(diǎn)定位】光的折射；光的干涉；波長(zhǎng)、頻率和波速 【方法技巧】本題主要是光的折射，重點(diǎn)是考察不同頻率的光，折射率也是不一樣的。注意折射率的兩種算方法，這往往是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。 【2015·四川·3】9．直線(xiàn)P1P2過(guò)均勻玻璃球球心O，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于P1P2對(duì)稱(chēng)，由空氣射入玻璃球的光路如圖。a、b光相比 A．玻璃對(duì)a光的折射率較大 B．玻璃對(duì)

38、a光的臨界角較小 C．b光在玻璃中的傳播速度較小 D．b光在玻璃中的傳播時(shí)間較短 9．【答案】C 【考點(diǎn)定位】對(duì)折射率、臨界角、光的折射定律的理解與應(yīng)用。 【名師點(diǎn)睛】正確求解本題的前提與關(guān)鍵是：首先要知道球面界面中，法線(xiàn)一定過(guò)球心，其次通過(guò)作出光路圖，從圖中正確找出對(duì)應(yīng)的入射角與折射角，再次熟記相應(yīng)的物理規(guī)律和概念。 【方法技巧】熟記折射率定義式n＝，折射定律n＝、臨界角公式sinC＝（前提是光由介質(zhì)進(jìn)入真空或空氣中）、波長(zhǎng)與波速和頻率（周期）間關(guān)系v（c）＝λf或λ＝vT 【規(guī)律總結(jié)】在光的折射中，光線(xiàn)便折程度越大，介質(zhì)對(duì)其折射率越大、臨界角越小

39、、在介質(zhì)中的傳播速率越小、波長(zhǎng)越短，值得注意的是，光（波）在進(jìn)入介質(zhì)前后頻率不變。 【2015·北京·21（1）】10．“測(cè)定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，和分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖1所示，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針和，用“+”表示大頭針的位置， 然后在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀(guān)察，并依次插上大頭針和，在插和時(shí)，應(yīng)使 （選填選項(xiàng)前的字母） A、只擋住的像 B、只擋住的像 C、同時(shí)擋住、的像 10．【答案】C 【解析】在“測(cè)定玻璃磚的折射率”實(shí)驗(yàn)中，由折射的光路可知插針時(shí)應(yīng)使同時(shí)擋住、的像，同時(shí)擋住、、的像，故選項(xiàng)C正確。 【考

40、點(diǎn)定位】測(cè)定玻璃的折射率。 【規(guī)律總結(jié)】動(dòng)手操作的演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)步驟是重點(diǎn)掌握的。 1.【物理——選修34]【2014·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ】(2)一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝. (ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線(xiàn)到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？ (ⅱ)一細(xì)束光線(xiàn)在O點(diǎn)左側(cè)與O相距2(3)R處垂直于AB從下方入射，求此光線(xiàn)從玻璃磚射出點(diǎn)的位置． 【答案】(ⅰ)R (ⅱ)略 sin θ＝n(1)① 由幾何關(guān)系有 OE＝Rsin θ② 由

41、對(duì)稱(chēng)性可知，若光線(xiàn)都能從上表面射出，光束的寬度最大為 l＝2OE③ 聯(lián)立①②③式，代入已知數(shù)據(jù)得 l＝R④ (ⅱ)設(shè)光線(xiàn)在距O點(diǎn)2(3)R的C點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為α，由幾何關(guān)系及①式和已知條件得 α＝60°>θ⑤ 光線(xiàn)在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射．最后由G點(diǎn)射出，如圖所示，由反射定律和幾何關(guān)系得 OG＝OC＝2(3)R⑥ 射到G點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)C點(diǎn)射出． 2.【2014·新課標(biāo)Ⅱ卷】【物理——選修3－4】(2)一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面，在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一

42、豎直線(xiàn)上，已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(xiàn)(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率． 【答案】(1)BCE (2)2(h) (2)如圖所示，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線(xiàn)，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的A′點(diǎn)折射，根據(jù)折射定律有 nsin θ＝sin α① 式中n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角． 現(xiàn)假設(shè)A′恰好在紙片邊緣，由題意，在A′點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故α＝2(π)② 設(shè)AA′線(xiàn)段在玻璃上表面的投影長(zhǎng)為L(zhǎng)，由幾何關(guān)系有sin θ＝L2＋h2(L)③ 由題意，紙片的半徑應(yīng)為 R＝L＋r④ 聯(lián)立以上各式可得n＝2(h)⑤ 3.【2014·北京卷】

43、以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)．現(xiàn)已有針對(duì)某些電磁波設(shè)計(jì)制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n<0) ，稱(chēng)為負(fù)折射率材料．位于空氣中的這類(lèi)材料，入射角i與折射角r依然滿(mǎn)足sin r(sin i)＝n，但是折射線(xiàn)與入射線(xiàn)位于法線(xiàn)的同一側(cè)(此時(shí)折射角取負(fù)值)．現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出．若該材料對(duì)此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過(guò)該材料的傳播路徑的示意圖是( ) A B C D 【答案】B 4.【2014·全國(guó)卷】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，一鈉燈發(fā)出的波長(zhǎng)為589

44、nm的光，在距雙縫1.00 m的屏上形成干涉圖樣．圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350 cm，則雙縫的間距為( ) A．2.06×10－7 m B．2.06×10－4 m C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m 【答案】C 【解析】本題考查雙縫干涉條紋間距離公式．雙縫干涉相鄰條紋間距Δx＝d(l)λ，則d＝Δx(l)λ＝1.68×10－4 m，C正確． 5.【2014·福建卷Ⅰ】如圖， 一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是( ) A B C D 【答案】A

45、 6.【2014·江蘇卷】【選修3－4] (1)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀(guān)察到題12B1(甲)圖所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀(guān)察到的條紋如題12B1(乙)圖所示．他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是______． (題12B1圖) A．減小光源到單縫的距離 B．減小雙縫之間的距離 C．減小雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源 【答案】(1)B 【解析】根據(jù)Δx＝d(l)λ知，要使條紋間距變大，可減小雙縫之間的距離，增大光的波長(zhǎng)(即降低光的頻率)或增大雙縫到屏的距離，故只有B正確． 7.【2014·四川卷】電磁波已廣泛運(yùn)用于很多領(lǐng)域．下列關(guān)于

46、電磁波的說(shuō)法符合實(shí)際的是( ) A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B．常用的遙控器通過(guò)發(fā)出紫外線(xiàn)脈沖信號(hào)來(lái)遙控電視機(jī) C．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 D．光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測(cè)得的數(shù)值可能不同 【答案】C 8.【2014·四川卷】如圖所示，口徑較大、充滿(mǎn)水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則( ) A．小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 B．小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 C．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后頻率變大 D．小球所發(fā)的光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大 【答案】D 【解析】光從水中進(jìn)入空氣，只要在沒(méi)有發(fā)生全反射

47、的區(qū)域，就可以看到光線(xiàn)射出，所以A、B錯(cuò)誤；光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以C錯(cuò)誤；由v＝n(c)得，光從水中進(jìn)入空氣后傳播速度變大，所以D正確． 9.【2014·天津卷】一束由兩種頻率不同的單色光組成的復(fù)色光從空氣射入玻璃三棱鏡后，出射光分成a、b兩束，如圖所示，則a、b兩束光( ) A．垂直穿過(guò)同一塊平板玻璃，a光所用的時(shí)間比b光長(zhǎng) B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時(shí)，a光臨界角比b光的小 C．分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，b光形成的相鄰亮條紋間距小 D．若照射同一金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，b光照射時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大 【答案】AB 10. 【2014·浙江卷

48、】關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，說(shuō)法正確的是( ) A．水中藍(lán)光的傳播速度比紅光快 B．光從空氣射入玻璃時(shí)可能發(fā)生全反射 C．在岸邊觀(guān)察前方水中的一條魚(yú)，魚(yú)的實(shí)際深度比看到的要深 D．分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬 【答案】CD 【解析】本題考查光速、光的全反射、折射、雙縫干涉等知識(shí)．在同一種介質(zhì)中，波長(zhǎng)越短，波速越慢，故紅光的傳播速度比藍(lán)光大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光從空氣射向玻璃是從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)，不能發(fā)生全反射，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在岸邊觀(guān)察水中的魚(yú)，由于光的折射，魚(yú)的實(shí)際深度比看到的深度要深，選項(xiàng)C正確；在空氣中紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光要長(zhǎng)，根據(jù)Δx＝d(l)λ

49、可知紅光的雙縫干涉條紋間距大，選項(xiàng)D正確． 11.【2014·重慶卷】打磨某剖面如題11圖1所示的寶石時(shí)，必須將OP、OQ邊與軸線(xiàn)的夾角θ切磨在θ1＜θ＜θ2的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線(xiàn)在OP邊和OQ邊都發(fā)生全反射(僅考慮如圖所示的光線(xiàn)第一次射到OP邊并反射到OQ邊后射向MN邊的情況)，則下列判斷正確的是( ) 題11圖1 A．若θ＞θ2，光線(xiàn)一定在OP邊發(fā)生全反射 B．若θ＞θ2，光線(xiàn)會(huì)從OQ邊射出 C．若θ＜θ1，光線(xiàn)會(huì)從OP邊射出 D．若θ＜θ1，光線(xiàn)會(huì)在OP邊發(fā)生全反射 【答案】(1)D 【解析]本題第一問(wèn)考查光的折射和全反射，第二問(wèn)考查波的圖像

50、． 12.【2014·江蘇卷】(3)Morpho蝴蝶的翅膀在陽(yáng)光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因?yàn)楣庹丈涞匠岚虻镊[片上發(fā)生了干涉．電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見(jiàn)題12B2圖．一束光以入射角i從a點(diǎn)入射，經(jīng)過(guò)折射和反射后從b點(diǎn)出射．設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h.取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時(shí)間t. (題12B2圖) 【答案】(3)n2－sin2i(2n2d)＋ccos i(2h) 13.【2014·山東卷】(2)如圖所示，三角形ABC為某透明介質(zhì)的橫截面，O為BC邊的中點(diǎn)，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線(xiàn)自O(shè)以角i入射，第一次到

51、達(dá)AB邊恰好發(fā)生全反射．已知θ＝15°，BC邊長(zhǎng)為2L，該介質(zhì)的折射率為.求： (ⅰ)入射角i； (ⅱ)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時(shí)間(設(shè)光在真空中的速度為c，可能用到：sin 75°＝4(2)或tan 15°＝2－. 【答案】(2)(ⅰ)45° (ⅱ)2c(2)L 【解析】(2)(ⅰ)根據(jù)全反射規(guī)律可知，光線(xiàn)在AB面上P點(diǎn)的入射角等于臨界角C，由折射定律得 sin C＝n(1)① 代入數(shù)據(jù)得 C＝45°② 設(shè)光線(xiàn)在BC面上的折射角為r，由幾何關(guān)系得 r＝30°③ 由折射定律得 n＝sin r(sin i)④ 聯(lián)立③④式，代入數(shù)據(jù)得 i＝45°⑤

52、 (ⅱ)在△OPB中，根據(jù)正弦定理得 sin 75°(OP)＝sin 45°(L)⑥ 設(shè)所用時(shí)間為t，光線(xiàn)在介質(zhì)中的速度為v，得 OP＝vt⑦ v＝n(c)⑧ 聯(lián)立⑥⑦⑧式，代入數(shù)據(jù)得 t＝2c(2)L⑨ （2013·天津卷）8、固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖，O點(diǎn)為圓心，OO’為直徑MN的垂線(xiàn)，足夠大的光屛PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn)，入射光線(xiàn)與OO’夾角較小時(shí)，光屛NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大角，當(dāng)=時(shí)，光屛NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大角，當(dāng)=時(shí)，光屛NQ區(qū)域B光的光斑消失，則（ ） A.玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B

53、光的大 B.A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大 C.時(shí)，光屛上只有1個(gè)光斑 D.時(shí)，光屛上只有1個(gè)光斑 本解析為名師解析團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)，授權(quán)獨(dú)家使用，如有盜用，依法追責(zé)！ 【答案】AD 【考點(diǎn)定位】本題考查光的反射定律和折射定律、全反射，意在考查考生的理解能力和分析判斷能力。 （2013·大綱卷）14．下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射現(xiàn)象的是（ ） A．雨后天空出現(xiàn)彩虹 B．通過(guò)一個(gè)狹縫觀(guān)察日光燈可看到彩色條紋 C．海市蜃樓現(xiàn)象 D．日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋 【答案】B 【解析】雨后天空出現(xiàn)彩虹是由于光的折射，屬

54、于色散現(xiàn)象；通過(guò)一個(gè)狹縫觀(guān)察日光燈可看到彩色條紋屬于光的衍射現(xiàn)象。海市蜃樓現(xiàn)象是光的全反射現(xiàn)象。日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象。 【考點(diǎn)定位】考查光的現(xiàn)象及其相關(guān)知識(shí)。 （2013·四川卷）3．光射到兩種不同介質(zhì)的分界面，分析其后的傳播情形可知 A．折射現(xiàn)象的出現(xiàn)說(shuō)明光是縱波 B．光總會(huì)分為反射光和折射光 C．折射光與入射光的傳播方向總是不同的 D．發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同 【答案】D 【考點(diǎn)定位】光的折射 全反射 （2013·上海卷）17．某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長(zhǎng)為1.5×10-6m，功率為5.0×10-3W

55、的連續(xù)激光。已知可見(jiàn)光波長(zhǎng)的數(shù)量級(jí)為10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，該激光器發(fā)出的 (A)是紫外線(xiàn) (B)是紅外線(xiàn) (C)光子能量約為1.3×10-18J (D)光子數(shù)約為每秒3.8×1016個(gè) 【答案】 BD 【解析】 紅橙黃綠藍(lán)靛紫波長(zhǎng)逐漸變短，該激光的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，因此是紅外線(xiàn)，A錯(cuò)B對(duì)?？捎?jì)算頻率 Hz。光子能量==1.326×10-19故答案C錯(cuò)誤。光子數(shù)n==3.8×1016光子答案D正確。 【考點(diǎn)定位】 光子能量，光速波長(zhǎng)頻率的關(guān)系 （2013·上海卷）3．白光通過(guò)雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的 (A)傳播速度

56、不同 (B)強(qiáng)度不同 (C)振動(dòng)方向不同 (D)頻率不同 【答案】D 【解析】雙縫干涉的條紋間距，為雙縫到屏的距離，為入射光的波長(zhǎng)，是雙縫的間距。白光通過(guò)雙縫后對(duì)7種單色光來(lái)講，只有有是不同的，所以條紋間距不同，導(dǎo)致7種單色光的亮條紋暗條紋交替出現(xiàn)形成彩色條紋，各種色光傳播的速度都一樣m/s，，波長(zhǎng)不同即頻率不同，答案D正確 【考點(diǎn)定位】 雙縫干涉的條紋間距 （2013·福建卷）14．一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡。下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是( ) 【答案】B 【考點(diǎn)定位】本題主要考查光的折射，屬于容易題。

57、 （2013·北京卷）14.如圖所示，一束可見(jiàn)光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列判斷正確的是 A．玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C．在真空中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng) D．a(chǎn)光光子能量小于b光光子能量 【答案】B 【解析】根據(jù)光路可逆知識(shí)，a光的入射角大于b光，但折射角相等，根據(jù)可知介質(zhì)對(duì)a光折射率大于對(duì)b光的折射率，A錯(cuò)。根據(jù)頻率與折射率關(guān)系，a光的頻率大于b光的頻率，B對(duì)。根據(jù)可知C錯(cuò)，由于頻率高，光子能量大，所以D錯(cuò) 這類(lèi)題型考察了幾何光學(xué)折射率知識(shí)，這一類(lèi)題目中，要將能聯(lián)系在一起的知識(shí)都聯(lián)系在一起，例

58、如頻率跟折射率關(guān)系，跟波長(zhǎng)、干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象、光子的能量的大小等之間的關(guān)系。這類(lèi)題目如果能夠知道紅光和紫光的特點(diǎn)，在做題時(shí)，將紅光、紫光代入，技能快速準(zhǔn)確的得到答案。 【考點(diǎn)定位】本題考查了不同頻率光在介質(zhì)中的折射率、波長(zhǎng)等光學(xué)知識(shí)。 （2013·海南卷）16．模塊3-4試題（12分） （1）（4分）下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是 （填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得3分.選對(duì)3個(gè)得4分;每選錯(cuò)I個(gè)扣2分，最低得分為0分） A．科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離 B．醫(yī)生利用超聲波探測(cè)病人血管中血液的流速 C．技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡 D．交通警察向車(chē)輛發(fā)射超聲波并通過(guò)測(cè)量反射波的頻率確定車(chē)輛行進(jìn)的速度 E．科學(xué)家通過(guò)比較星球與地球上同種元素發(fā)出光的頻率來(lái)計(jì)算星球遠(yuǎn)離地球的速度 【答案】BDE 39