光學(xué)-高考物理典型例題課件

1、專題十七 光學(xué)高考物理 (課標(biāo)專用)1.2015課標(biāo),34(1),5分,0.372(多選)如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則。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光的折射率小于對(duì)b光的折射率D.若改變光束的入射方向使角逐漸變大,則折射光線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光的干涉條紋間距考點(diǎn)一光的折射、全反射A組 統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組答案ABD從光路圖看,入射角相同,a光的折射角較大,所以玻璃磚對(duì)a光的折射率較大,a

2、光的頻率較大,波長(zhǎng)較短,B正確,C不正確;根據(jù)n=知vaf紅得n藍(lán)n紅,又因n=,2相同,故1藍(lán)1紅,藍(lán)光在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角大于60。 答案大于3.2019課標(biāo),34(2),10分如圖,一艘帆船靜止在湖面上,帆船的豎直桅桿頂端高出水面3 m。距水面4 m的湖底P點(diǎn)發(fā)出的激光束,從水面出射后恰好照射到桅桿頂端,該出射光束與豎直方向的夾角為53(取sin 53=0.8)。已知水的折射率為。()求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;()船向左行駛一段距離后停止,調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向,當(dāng)其與豎直方向夾角為45時(shí),從水面射出后仍照射在桅桿頂端,求船行駛的距離。解析()設(shè)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1

3、,到P點(diǎn)的水平距離為x2;桅桿高度為h1,P點(diǎn)處水深為h2;激光束在水中與豎直方向的夾角為。由幾何關(guān)系有=tan 53=tan 由折射定律有sin 53=n sin 設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x,則x=x1+x2聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得x=7 m()設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45時(shí),從水面出射的方向與豎直方向夾角為i,由折射定律有sin i=n sin 45答案()7 m()5.5 m為x2,則x1+x2=x+x=tan i=tan 45聯(lián)立式并代入題給數(shù)據(jù)得x=(6-3)m5.5 m設(shè)船向左行駛的距離為x,此時(shí)光束從水面射出的點(diǎn)到桅桿的水平距離為x1,到P點(diǎn)的水平距離4.2019課標(biāo),34

4、(2),10分如圖,直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面,A=90,B=30。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進(jìn)入棱鏡,然后垂直于AC邊射出。()求棱鏡的折射率;()保持AB邊上的入射點(diǎn)不變,逐漸減小入射角,直到BC邊上恰好有光線射出。求此時(shí)AB邊上入射角的正弦。 解析本題考查了光的折射、全反射,突出應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力,體現(xiàn)了核心素養(yǎng)中模型建構(gòu)、科學(xué)論證要素,有利于培養(yǎng)考生的應(yīng)用與創(chuàng)新價(jià)值觀。()光路圖及相關(guān)量如圖所示。光束在AB邊上折射,由折射定律得=n式中n是棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知+=60由幾何關(guān)系和反射定律得答案()() =B聯(lián)立式,并代入i=60得n=()設(shè)改變后的入

5、射角為i,折射角為,由折射定律得=n依題意,光束在BC邊上的入射角為全反射的臨界角c,且sin c=由幾何關(guān)系得c=+30由式得入射角的正弦為sin i=解題關(guān)鍵(1)準(zhǔn)確作出光路圖,由三角形外角和公式及內(nèi)角和公式,計(jì)算出對(duì)應(yīng)的角度值,進(jìn)一步求出折射率。(2)結(jié)合折射定律、角度關(guān)系及三角函數(shù)關(guān)系求出入射角的正弦。5.2018課標(biāo),34(2),10分如圖,ABC是一直角三棱鏡的橫截面,A=90,B=60。一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后,射到AC邊的E點(diǎn),發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交BC于G,D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。()求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角;()為實(shí)現(xiàn)上述光

6、路,棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍? 解析本題考查光的折射和全反射、折射率。()光線在BC邊上折射,由折射定律有sin i1=n sin r1式中,n為棱鏡的折射率,i1和r1分別是該光線在BC邊上的入射角和折射角。光線在AC邊上發(fā)生全反射,由反射定律有r2=i2式中i2和r2分別是該光線在AC邊上的入射角和反射角。光線在AB邊上發(fā)生折射,由折射定律有n sin i3=sin r3答案()60()nn sin i3式中C是全反射臨界角,滿足n sin C=1由式知,棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為n綠藍(lán),故選項(xiàng)A、C、D正確。解題關(guān)鍵熟記雙縫干涉中相鄰亮條紋間距公式x=及各色光的波長(zhǎng)大小關(guān)系。13.

7、2019課標(biāo),34(2),10分某同學(xué)利用圖示裝置測(cè)量某種單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí),接通電源使光源正常發(fā)光;調(diào)整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。回答下列問(wèn)題:()若想增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù),該同學(xué)可;A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動(dòng)C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動(dòng)D.使用間距更小的雙縫()若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測(cè)得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為x,則單色光的波長(zhǎng)=;()某次測(cè)量時(shí),選用的雙縫的間距為0.300 mm,測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.20 m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56 mm。則所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)

8、字)。解析本題是“利用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)?？疾榱藢W(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,建立了結(jié)果來(lái)源于實(shí)驗(yàn)的價(jià)值觀。()增加目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)必須要減小條紋間距,由公式x=可知B正確。()由于第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為x,則相鄰兩條暗條紋的中心間距x=,單色光的波長(zhǎng)=。()= m=6.3010-7 m=630 nm。易錯(cuò)警示第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為相鄰兩條暗條紋中心間距的n-1倍。注意單位換算,1 nm=10-9 m。答案()B()()63014.2015課標(biāo),34(1),5分,0.253在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后

9、的屏幕上,紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比,x1x2(填“”、“=”或“x2。根據(jù)題意,相鄰亮條紋間距x= mm=2.1 mm,所以d=3.0010-4 m=0.300 mm。答案(2分)0.300(3分)15.2016課標(biāo),34(1),5分(多選)關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是。A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信,但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即

10、消失考點(diǎn)三電磁波、相對(duì)論答案ABC電磁波在真空中的傳播速度為3108 m/s,與頻率無(wú)關(guān),選項(xiàng)A正確;由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知,選項(xiàng)B正確;變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā),且相互垂直,形成的電磁波的傳播方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)均垂直,選項(xiàng)C正確;電磁波可以通過(guò)電纜、光纜傳輸,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;電磁振蕩停止后,電磁波可以在空間繼續(xù)傳播,直到能量消耗完為止,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)選E,認(rèn)為波源停止振蕩,波隨即消失。評(píng)析 本題考查電磁波的產(chǎn)生與傳播的相關(guān)知識(shí),試題難度不大,考查學(xué)生的識(shí)記能力。1.(2017北京理綜,14,6分)如圖所示,一束可見光穿過(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

11、是()A.紅光B.黃光C.綠光D.紫光考點(diǎn)一光的折射、全反射B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組答案D本題考查光的折射、色散。由題圖可知,可見光穿過(guò)玻璃磚后,發(fā)生了色散,其中a光的側(cè)移距離大于b光的側(cè)移距離,說(shuō)明玻璃對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率,同種介質(zhì)對(duì)紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的折射率依次增大,由于b光是藍(lán)光,故只有D選項(xiàng)符合題意。2.(2015福建理綜,13,6分)如圖,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a、b,該玻璃對(duì)單色光a、b的折射率分別為na、nb,則()A.anbB.ab,nanbC.ab,nab,nanb 答案B由圖可知b光偏折程度大,則nab,B項(xiàng)正確

12、。3.2019天津理綜,9(2)某小組做測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn),所用器材有:玻璃磚,大頭針,刻度尺,圓規(guī),筆,白紙。下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度。A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B.選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C.選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D.插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn),記錄的玻璃磚界線和四枚大頭針扎下的孔洞如下圖所示,其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是。該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄,在白紙上畫出光線的徑跡,以入射點(diǎn)O為圓心作圓,與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn),再過(guò)A、B點(diǎn)作法線NN的垂線,垂足分別為C、D點(diǎn),如圖所示,則玻璃的折射率n=。(用圖中線段的字

13、母表示) 解析本實(shí)驗(yàn)考查光學(xué)中測(cè)定玻璃折射率的操作方法、誤差分析、數(shù)據(jù)處理,培養(yǎng)考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)探究中證據(jù)、解釋的素養(yǎng)要素。所用玻璃磚兩表面是否平行,與提高實(shí)驗(yàn)精確度無(wú)關(guān),故B錯(cuò)。選用細(xì)的大頭針有利于提高精確度,故C錯(cuò)。所用玻璃磚兩表面及插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針的間距盡量大些,可以減小測(cè)量的相對(duì)誤差,故A、D均正確。利用平行玻璃磚做本實(shí)驗(yàn)時(shí),入射光線進(jìn)入玻璃磚后折射光線靠近法線,而穿出玻璃磚的光線與入射光線平行,故根據(jù)孔洞作出的兩條光線應(yīng)平行且下面的光線應(yīng)向左錯(cuò)開一小段距離。故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。由折射率的定義式可知,n=。答案ADD 4.2019江蘇單科,13B(3)如圖所示,

14、某L形透明材料的折射率n=2?，F(xiàn)沿AB方向切去一角,AB與水平方向的夾角為。為使水平方向的光線射到AB面時(shí)不會(huì)射入空氣,求的最大值。 解析本題考查了光的折射和全反射等知識(shí)及學(xué)生綜合分析能力,體現(xiàn)了科學(xué)探究中問(wèn)題和證據(jù)的素養(yǎng)要素。為使光射到AB面時(shí)不射入空氣,故光在AB面發(fā)生全反射,由sin C=,且C+=90,得=60 答案 605.(2019北京理綜,14,6分)利用圖1所示的裝置(示意圖),觀察光的干涉、衍射現(xiàn)象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說(shuō)法正確的是()圖2A.甲對(duì)應(yīng)單縫,乙對(duì)應(yīng)雙縫B.甲對(duì)應(yīng)雙縫,乙對(duì)應(yīng)單縫C.都是單縫,甲對(duì)應(yīng)的縫寬較大D.都是雙縫,

15、甲對(duì)應(yīng)的雙縫間距較大考點(diǎn)二光的干涉、衍射、偏振答案A本題考查光的干涉和衍射現(xiàn)象,體現(xiàn)了科學(xué)推理的素養(yǎng)。單縫衍射圖樣中心亮紋較寬,兩側(cè)亮紋寬度逐漸變窄,故甲圖樣為單縫衍射圖樣;雙縫干涉圖樣相鄰兩條亮紋的寬度相同,對(duì)應(yīng)乙圖樣。故A正確,B、C、D均錯(cuò)。6.(2019浙江4月選考,14,2分)波長(zhǎng)為1和2的兩束可見光入射到雙縫,在光屏上觀察到干涉條紋,其中波長(zhǎng)為1的光的條紋間距大于波長(zhǎng)為2的條紋間距。則(下列表述中,腳標(biāo)“1”和“2”分別代表波長(zhǎng)為1和2的光所對(duì)應(yīng)的物理量)()A.這兩束光的光子的動(dòng)量p1p2B.這兩束光從玻璃射向真空時(shí),其臨界角C1C2C.這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則遏止

16、電壓U1U2D.這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)產(chǎn)生,則相應(yīng)激發(fā)態(tài)的電離能E1E2 答案BD根據(jù)雙峰干涉的條紋間距的表達(dá)式x=可知12,由P=可知p1C2,選項(xiàng)B正確;光1的頻率f1小于光2的頻率f2,則這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng),則根據(jù)Ue=m=hf-W逸出功可知,遏止電壓U1E2,選項(xiàng)D正確。7.(2018北京理綜,15,6分)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后()A.干涉條紋消失B.彩色條紋中的紅色條紋消失C.中央條紋變成暗條紋D.中央條紋變成紅色答案D本題考查雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),屏上呈現(xiàn)彩色條紋,在光源與單縫間

17、加紅色濾光片,光源發(fā)出的白光照射濾光片后,僅有紅光透過(guò)濾光片,故射到雙縫上的光為紅光,屏上呈現(xiàn)出的是紅色干涉條紋,中央條紋為紅色,選項(xiàng)D正確。易錯(cuò)點(diǎn)撥雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中濾光片的作用不要把紅色濾光片誤認(rèn)為是“濾掉”紅光的濾光片。8.(2017上海單科,4,3分)用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜,所觀察到的干涉條紋為() 答案B本題考查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時(shí)通過(guò)的路程之差,則在薄膜干涉中取決于入射點(diǎn)處薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個(gè)上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一條水平線上,故同一條干涉條紋必然是水平的,由此可知只有選項(xiàng)B正確。9.20

18、19江蘇單科,13B(2)將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過(guò)這條狹縫去看與其平行的日光燈,能觀察到彩色條紋,這是由于光的(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當(dāng)縫的寬度(選填“遠(yuǎn)大于”或“接近”)光波的波長(zhǎng)時(shí),這種現(xiàn)象十分明顯。解析本題考查了光發(fā)生明顯衍射的條件,體現(xiàn)了科學(xué)探究中證據(jù)、解釋的核心素養(yǎng)要素。兩支鉛筆并排放在一起,中間留有一條狹縫,光發(fā)生單縫衍射。由發(fā)生明顯衍射的條件可知,當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相接近時(shí)衍射現(xiàn)象十分明顯。答案 衍射接近10.2018江蘇單科,12B(1)(多選)梳子在梳頭后帶上電荷,搖動(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波。該電磁波()A.是橫波B.不能在真空中傳播C

19、.只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播D.在空氣中的傳播速度約為3108 m/s考點(diǎn)三電磁波、相對(duì)論答案AD電磁波為橫波,電磁波的傳播不需要介質(zhì),可以向周圍各個(gè)方向傳播,真空中傳播速度最大,c=3.0108 m/s,在空氣中的傳播速度與真空中的傳播速度近似相等,故選A、D。11.(2016天津理綜,1,6分)我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無(wú)線電波的波長(zhǎng)在110 m范圍內(nèi),則對(duì)該無(wú)線電波的判斷正確的是()A.米波的頻率比厘米波頻率高 B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C.同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象 D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象答案C無(wú)線電波與光

20、波均為電磁波,均能發(fā)生反射、干涉、衍射現(xiàn)象,故C正確、D錯(cuò)。電磁波在真空中傳播速度最快,故B錯(cuò)。由c=f可知,頻率與波長(zhǎng)成反比,故A錯(cuò)。知識(shí)歸納所有波共有的特性:能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射和多普勒效應(yīng)。1.2016浙江自選,13(1),4分如圖所示的半圓形玻璃磚,圓心為O,半徑為R,折射率為 。光由空氣從A點(diǎn)垂直射入玻璃磚,OA=。則()A.該玻璃的臨界角為45B.光在玻璃磚中的傳播速度為v=cC.光第一次射出玻璃磚的折射角為60D.玻璃的臨界角隨入射光線位置變化而變化考點(diǎn)一光的折射、全反射C組 教師專用題組答案C由sin C=知該玻璃的臨界角C45,A錯(cuò)誤。光在玻璃磚中的傳播速度為v=c,

21、B錯(cuò)誤。如圖,sin i=,由折射定律有sin r=n sin i=,故r=60,C正確。由sin C=知臨界角只取決于玻璃的折射率,而與光線的入射位置無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤。 2.2015重慶理綜,11(1),6分虹和霓是太陽(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,光路如圖所示。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、紅答案A由題圖可知,射到M點(diǎn)的光線進(jìn)入玻璃球時(shí)的折射角小于射到N點(diǎn)的光線進(jìn)入玻璃球時(shí)的折射角,所以玻璃對(duì)射到M點(diǎn)的

22、光的折射率大于玻璃對(duì)射到N點(diǎn)的光的折射率,故M點(diǎn)的顏色為紫色,N點(diǎn)的顏色為紅色;同理可得P點(diǎn)的顏色為紅色,Q點(diǎn)的顏色為紫色,所以只有A項(xiàng)正確。3.(2017北京理綜,20,6分)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)線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為1和2的無(wú)線電波。飛機(jī)降落過(guò)程中,當(dāng)接收到1和2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.天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波必須一樣強(qiáng)B.導(dǎo)航利用了1與2兩種無(wú)線電波之間的干涉C.兩種無(wú)線電波在空間

23、的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定D.兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合考點(diǎn)二光的干涉、衍射、偏振答案C波的干涉產(chǎn)生與否與波的強(qiáng)弱無(wú)關(guān),故A錯(cuò);導(dǎo)航利用了同頻率的兩列波的干涉,而波長(zhǎng)為1和2的兩列波頻率不同,B錯(cuò);1與1干涉,2與2干涉,兩個(gè)干涉圖樣在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定,故C正確;由于1與2兩列波的波長(zhǎng)不同,故兩干涉圖樣在空間強(qiáng)弱分布不重合,D錯(cuò)。4.2017江蘇單科,12B(1)(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測(cè)這兩只鐘的快慢,下列說(shuō)法正確的有。A.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快D.地球上的人觀

24、測(cè)到地球上的鐘較慢考點(diǎn)三電磁波、相對(duì)論答案AC由狹義相對(duì)論的“鐘慢效應(yīng)”原理可知,飛船上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢,地球上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。知識(shí)鏈接鐘慢效應(yīng)某兩個(gè)事件在不同參考系中的時(shí)間間隔t= 5.(2016北京理綜,14,6分)下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波在真空中以光速c傳播B.在空氣中傳播的聲波是橫波C.聲波只能在空氣中傳播D.光需要介質(zhì)才能傳播答案A聲波是機(jī)械波,是縱波,在氣體、固體、液體中都能傳播,故B、C兩項(xiàng)均錯(cuò)誤;電磁波的傳播不需要介質(zhì),能在真空中以光速傳播,A項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.2016江蘇單科,12B(1)一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30 m

25、,它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球,下列說(shuō)法正確的是。A.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 mB.地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 mC.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于cD.地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c答案B飛船上的觀測(cè)者相對(duì)飛船是靜止的,測(cè)得飛船長(zhǎng)度為靜止長(zhǎng)度30 m,A錯(cuò)誤。地球上的觀測(cè)者相對(duì)飛船的速度為0.6c,測(cè)得飛船的長(zhǎng)度l=l0=0.8l0=24 m,B正確。由光速不變?cè)碇庑盘?hào)的速度與參考系無(wú)關(guān),C、D皆錯(cuò)誤。1.2019河南平頂山一模,34(2)平行玻璃磚底面涂有反射層,一束由a、b兩種單色光組成的復(fù)合光以45入

26、射角斜射到玻璃磚的上表面,經(jīng)折射、反射再折射后的光路如圖所示。不考慮光在玻璃磚上表面的反射,則玻璃磚對(duì)單色光(填“a”或“b”)的折射率大,單色光(填“a”或“b”)在玻璃中傳播的時(shí)間長(zhǎng);兩束單色光從玻璃磚上表面出射后相互(填“平行”或“不平行”)。 考點(diǎn)一光的折射、全反射A組 20172019年高考模擬考點(diǎn)基礎(chǔ)題組解析由圖可知,單色光a的折射程度大,因此玻璃磚對(duì)單色光a的折射率大;設(shè)在玻璃磚上表面入射后折射角為r,則n=,設(shè)玻璃磚的厚度為d,則光在玻璃中傳播的路程s=,傳播時(shí)間t=,由此可知,折射角越小,時(shí)間越長(zhǎng),即單色光a傳播的時(shí)間長(zhǎng);根據(jù)光路可逆和對(duì)稱性可知,兩束光從玻璃磚出射后相互平行

27、。答案aa平行2.2019河南開封一模,34(2)有半徑為R的球體放置在水平桌面上,球體由折射率為的透明材料制成。現(xiàn)有一束位于過(guò)球心O的豎直平面內(nèi)的光線,平行于桌面射到球體表面上,折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出,如圖所示,已知入射光線與桌面的距離為R。求出射角。 解析設(shè)入射光線與球體的交點(diǎn)為C,連接O、C,OC即入射點(diǎn)的法線,因此,圖中的角為入射角。過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線,垂足為B。由幾何關(guān)系有:COB=,可知sin =設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為,由折射定律得:sin =n sin 得:=30由幾何關(guān)系知,光線在球體的豎直表面上的入射角(見圖)為30答案60由折射定律得:n sin =sin 因

28、此sin =計(jì)算得出:=603.(2019江西紅色七校二模)如圖所示,ABC為一直角三棱鏡的截面,其頂角=30,P為垂直于直線BCD的光屏,現(xiàn)一寬度等于AB的單色平行光束垂直射向AB面,在屏P上形成一條寬度等于AB的光帶,試作出光路圖并求棱鏡的折射率。 解析平行光束經(jīng)棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束,如圖所示。圖中1、2分別為AC面上的入射角和折射角,根據(jù)折射定律,有n sin 1=sin 2設(shè)出射光線與水平方向成角,則2=1+由幾何關(guān)系易得1=30由于CC2=AC=AB答案見解析所以C1C2=AB而AC1=BC=AB tan 所以tan =可得=30,2=60,1=30所以n= 4.(201

29、9山西百日沖刺)同一材料制成的透明體由半徑為R的半球體和長(zhǎng)度為L(zhǎng)、半徑為R的圓柱體組成,截面圖如圖所示,O為半球體的球心。某細(xì)束單色光沿PO方向射向半球面,在BC邊恰好發(fā)生全反射,最后沿與DC夾角為的方向從CD邊射出,已知光在真空中的速度大小為c。求透明體對(duì)該光的折射率n;該光在透明體中傳播的時(shí)間t。 解析該光在透明體中的光路如圖所示,該光在BC邊恰好發(fā)生全反射,為臨界角,則有:sin =又:n=解得:n=由光的折射規(guī)律有:n=該光沿AD方向的分速度大小為:vx=v sin ,且sin =答案見解析該光在透明體中傳播時(shí)間為:t=解得:t= 5.(2017上海楊浦調(diào)研,8)如圖所示,把酒精燈放在

30、肥皂液膜前,從薄膜上可看到明暗相間的條紋,能解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生原因的示意圖是(圖中實(shí)線、虛線為光照射到液膜上時(shí),從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)()考點(diǎn)二光的干涉、衍射、偏振答案C肥皂液膜上薄下厚,波峰與波峰、波谷與波谷疊加處,出現(xiàn)明條紋,波峰與波谷疊加處,出現(xiàn)暗條紋,故C正確。6.(2018天津河西一模)(多選)如圖所示的四種明暗相間條紋,是紅光、紫光分別通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀形成的干涉圖樣和通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣。圖中黑色部分代表亮紋,下列四幅圖中由紅光形成的圖樣是() 答案AD雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等間距,根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距x=,由于

31、紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大,故A為紅光的雙縫干涉圖樣;單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小越暗,而波長(zhǎng)越大,中央亮條紋越粗,由于紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),所以中央亮條紋較粗,故D為紅光的單縫衍射圖樣。解題關(guān)鍵根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距x=可判定哪個(gè)圖樣是雙縫干涉,它們的波長(zhǎng)又有什么關(guān)系;根據(jù)單縫衍射條紋是中間亮條紋明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小,而波長(zhǎng)越大,中央亮條紋越粗進(jìn)行判斷。7.(2018山西五市聯(lián)考)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用B.單擺在做受迫振動(dòng)時(shí),它的周期等于單擺的固有周期C.機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)后,它的頻率保持

32、不變D.麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在E.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變考點(diǎn)三電磁波、相對(duì)論答案ACE單擺在做受迫振動(dòng)時(shí),它的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期,B項(xiàng)錯(cuò)誤;赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.2017河南百校聯(lián)盟4月聯(lián)考,34(1)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.在真空中傳播的電磁波,頻率越大,波長(zhǎng)越短B.讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,綠光形成的干涉條紋間距較大C.光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理D.要確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離需要直接測(cè)出電磁波從發(fā)射到被目標(biāo)接收的時(shí)間E.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振

33、片,以減弱玻璃反射光的影響答案ABE在真空中傳播的不同頻率的電磁波,傳播速度均為c,由c=f可知,頻率越大,波長(zhǎng)越短,選項(xiàng)A正確;讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,綠光的波長(zhǎng)大,因此綠光形成的干涉條紋間距較大,選項(xiàng)B正確;全息照相不是利用光的全反射原理,用的是光的干涉原理,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;雷達(dá)測(cè)距利用了電磁波的反射原理,雷達(dá)和目標(biāo)的距離s=ct,需直接測(cè)出的是電磁波從發(fā)射到接收到反射回來(lái)電磁波的時(shí)間間隔t,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;加裝偏振片的作用是減弱玻璃反射光的影響,選項(xiàng)E正確。1.(2018河北石家莊二模)(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A.如圖甲所示,小球在傾角很小的光滑斜面上來(lái)回運(yùn)動(dòng),小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B.

34、如圖乙所示,a是一束白光,射向半圓玻璃磚的圓心O,經(jīng)折射后發(fā)生色散,最左側(cè)為紫光,最右側(cè)為紅光C.如圖丙所示為雙縫干涉示意圖,雙縫間距d越大,相鄰亮條紋的中心間距越大D.如圖丁所示為光導(dǎo)纖維示意圖,內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大一、選擇題(每小題6分,共24分)B組 20172019年高考模擬專題綜合題組E.如圖戊所示為單色光單縫衍射示意圖,如果換成白光,屏上得到的條紋是彩色的答案BDE小球在兩個(gè)斜面上來(lái)回滾動(dòng)時(shí),小球受到的力與位移不成正比,不屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;a是一束白光,射向半圓玻璃磚的圓心O,經(jīng)折射后發(fā)生色散,因?yàn)樽瞎獾恼凵渎蚀笥诩t光,因此最左側(cè)為紫光,最右側(cè)為紅光,所以B正確;根據(jù)

35、雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距公式x=,雙縫間距d越大,相鄰亮條紋間距越小,故C錯(cuò)誤;根據(jù)光的全反射條件可以知道,內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大,所以D正確;如果換成白光,因白光是各種色光組合而成的,波長(zhǎng)不同,導(dǎo)致屏上得到的條紋間距不同,因此是彩色的,故E正確。解題關(guān)鍵做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的回復(fù)力與物體的位移成正比,方向總是指向平衡位置;紫光的折射率大于紅光;學(xué)會(huì)運(yùn)用雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距公式x=;明確全反射條件(光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),且入射角不小于臨界角);白光的衍射條紋是彩色的。2.(2018遼寧鞍山質(zhì)檢)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用了光的全反射原理B.樹

36、蔭下的圓形光斑形成的原因是光的衍射C.泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象D.增透膜的厚度應(yīng)為入射光在增透膜中波長(zhǎng)的 答案AD光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用了光的全反射原理,所以A正確;樹蔭下的圓形光斑形成的原因是光的直線傳播,故B錯(cuò)誤;泊松亮斑,光偏離原來(lái)的直線方向傳播,是光的衍射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;增透膜是利用光的干涉原理,當(dāng)光程差為入射光在膜中波長(zhǎng)的一半時(shí),出現(xiàn)光的減弱,從而增加光的透射,則膜的厚度為光程差的一半,因此膜的厚度應(yīng)為入射光在增透膜中波長(zhǎng)的,所以D正確。規(guī)律總結(jié)光導(dǎo)纖維是利用光的全反射原理;樹蔭下光斑形成的原因是光的直線傳播;泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象;增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象。3.2019江西盟校一聯(lián)

37、,34(1)(多選)如圖所示,一由玻璃制成的直角三棱鏡ABC,其中AB=AC,該三棱鏡對(duì)紅光的折射率大于。一束平行于BC邊的白光射到AB面上,光束先在AB面折射后射到BC面上,接著又從AC面射出。下列說(shuō)法正確的是()A.各色光在AB面的折射角都小于30B.各色光在BC面的入射角都大于45C.有的色光可能不在BC面發(fā)生全反射D.從AC面射出的有色光束中紅光在最上方E.從AC面射出的光束一定平行于BC邊答案ABE設(shè)光在AB面的折射角為,由折射定律知,解得sin ,即各色光在AB面的折射角都小于30,選項(xiàng)A正確。由幾何關(guān)系知,各色光射向BC面時(shí),入射角都大于45,選項(xiàng)B正確。由臨界角公式sin C=

38、知,各色光全反射的臨界角都小于45,各色光都在BC面發(fā)生全反射,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。從AC面射出的光束一定平行于BC邊,由于紅光射向BC面時(shí)的入射角最大,故紅光射到AC面時(shí)處于最下方,選項(xiàng)E正確,D錯(cuò)誤。4.2019山西晉城一模,16(1)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.光由空氣進(jìn)入水中,顏色不變,波長(zhǎng)變短B.電磁波必須依賴介質(zhì)才能向遠(yuǎn)處傳播C.兩列波在介質(zhì)中疊加,不一定會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象D.介質(zhì)折射率越大,光發(fā)生全反射時(shí)的臨界角越大E.介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為,此單色光在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)是真空中波長(zhǎng)的sin 倍答案ACE波的頻率由波源決定,光從空氣進(jìn)入水中時(shí),頻率f不變,波速v變小,由v=f知,波長(zhǎng)

39、變小,選項(xiàng)A正確;電磁波的傳播不需要介質(zhì),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;兩列頻率相等、相位差恒定的波疊加才會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,選項(xiàng)C正確;光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí),可發(fā)生全反射,由sin C=可知,折射率n越大,臨界角C越小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;在折射過(guò)程中光的頻率不變,由n=得=0 sin ,選項(xiàng)E正確。5.(2019湖南永州二模,20)(10分)如圖所示為一個(gè)透明球體的橫截面,其半徑為R,AB是一豎直直徑,現(xiàn)有一束半徑為R的圓環(huán)形平行細(xì)光沿AB方向射向球體(AB直徑為圓環(huán)中心軸線),所有光線經(jīng)折射后恰好經(jīng)過(guò)B點(diǎn)而在水平光屏上形成一圓亮環(huán),水平光屏到B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)=R,光在真空中的傳播速度為c,求:()透明球體的

40、折射率;()光從入射點(diǎn)傳播到光屏所用時(shí)間。 二、非選擇題(共31分)解析()光路圖如圖所示,由幾何關(guān)系可知,R sin =R,即=60由圖可知,=2,得=30由折射定律有n=()光在透明球體中的速度為v=光在透明球體中的傳播時(shí)間t1=由折射定律知光線從B點(diǎn)出射后與豎直方向的夾角為=60所以光從透明球體出射后到光屏所用的時(shí)間t2=則光從入射點(diǎn)傳播到光屏所用的時(shí)間為t=t1+t2=答案()() 思路分析解決幾何光學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵是畫出光路圖,結(jié)合折射定律和幾何關(guān)系進(jìn)行求解。()作出光路圖,由幾何關(guān)系求出入射角和折射角,根據(jù)折射定律求解折射率;()由v=求出光在透明球體中的速度,結(jié)合幾何關(guān)系求出光在透明球體中運(yùn)行的位移,從而求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。6.(2019