專題18光學(xué)(選考部分)巧學(xué)高考物理熱點(diǎn)快速突破含解析

1、-1-【高考命題熱點(diǎn)】光學(xué)分為幾何光學(xué)和物理光學(xué)，近來幾年新課標(biāo)高考中幾何光學(xué)多觀察以“折射率和全反射”為核心的綜合計(jì)算問題，辦理的一般思路是：作光路圖；找?guī)缀侮P(guān)系；結(jié)合“折射率和全反射”的知識(shí)靈便求解問題.物理光學(xué)多觀察有關(guān)“光的顛簸性”的選擇題，光的顛簸性包括光的干涉、衍射和偏振，近來幾年高考觀察雙縫干涉的相鄰明（暗）條紋間距問題頻率較高，復(fù)習(xí)過程考生可有所重視.【知識(shí)清單】考點(diǎn)一光的折射與全反射光的折射光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，流傳方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射.折射定律：折射光輝、入射光輝和法線在同一平面內(nèi)；折射光輝、入射光輝分居法線兩側(cè)；入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比.在折射

2、現(xiàn)象中，光路是可逆的.折射率1）定義：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦值與折射角的正弦值之比，叫做這種介質(zhì)的折射率.（2）定義式：nsin1（1表示真空中光輝與法線的夾角，2表示介質(zhì)中光輝與法線的夾sin角）.2（3）實(shí)考據(jù)明：ncv表示光在介質(zhì)中的速度）.（c表示光在真空中的速度，v特別需要注意的是：任何介質(zhì)中的折射率均大于1.幾種常有折射模型種類平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)項(xiàng)目-2-光的折射圖經(jīng)過平行玻璃磚的光輝不改變流傳方向，但要發(fā)生側(cè)移應(yīng)用測(cè)定玻璃的折射率全反射經(jīng)過三棱鏡的光輝圓界面的法線是過圓經(jīng)兩次折射后，出心的直線，經(jīng)過兩次射光輝向棱鏡底邊折射后向圓心偏折偏折全反射棱鏡，改變改變

3、光的流傳方向光的流傳方向光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面上時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射.發(fā)生全反射的條件：（1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；（2）入射角大于或等于臨界角.（光輝從某介質(zhì)射向真空時(shí)臨界角為Carcsin1）n全反射與光導(dǎo)纖維光兩種介質(zhì)對(duì)照較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，密折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)介質(zhì)（1）光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)射入光與疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角光（2）光在光疏介質(zhì)中的流傳速度大于在光密介質(zhì)中的的流傳速度全疏（3）光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的.單獨(dú)一種介質(zhì)無(wú)法確定它是光密介質(zhì)還反介是光疏介質(zhì)射質(zhì)定光從光密介質(zhì)射入光疏

4、介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)入射角增大到某一義角度時(shí)，折射角達(dá)到90，折射光完好消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫全做全反射反臨定義：折射角為90時(shí)的入射角叫做全反射的臨界角射界公式：光由折射率為n的介質(zhì)射入空氣（真空）時(shí)，1sinCn角-3-條光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)件入射角大于或等于臨界角原理光的全反射構(gòu)由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光流傳時(shí)在內(nèi)芯與外造套的界面上上發(fā)生全反射流傳路子光光方光也是一種電磁波，也可以像無(wú)線電波那樣，作為載體來傳達(dá)信息導(dǎo)纖法纖通優(yōu)光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大.其他，光纖傳輸還有衰減小、抗攪亂性維信點(diǎn)強(qiáng)等多方面的優(yōu)點(diǎn)二光的色散的特點(diǎn)在色散現(xiàn)象中，紅光偏向

5、角最小，即棱鏡對(duì)紅光的折射率最小.由公式nc可知紅光在介v質(zhì)中的流傳速度最大.將各種色光的情況列表統(tǒng)計(jì)以下：物理量紅橙黃綠藍(lán)靛紫原理同種介質(zhì)中的折射率（n）小n大nsini/sinr同種介質(zhì)中的光速（v）大v小nc/v同種介質(zhì)中的波長(zhǎng)（）大小vf頻率（f）小f大顛簸理論同種介質(zhì)中的臨界角（C）大C小1sinCn考點(diǎn)二光的顛簸性一光的干涉頻率相同的兩列光波相疊加，某些地域的光被加強(qiáng)，出現(xiàn)亮紋，某些地域的光被減弱，出現(xiàn)-4-暗紋，且光被加強(qiáng)和減弱的地域互相間隔的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象.1雙縫干涉：在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，若雙縫處兩列光的振動(dòng)情況完好相同，則在光屏上距雙縫的行程差是光波波長(zhǎng)的整數(shù)倍

6、的地方光被加強(qiáng)，將出現(xiàn)亮條紋；行程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的地方光被減弱，將出現(xiàn)暗條紋.即光程差n(n1,2,3,.)出現(xiàn)亮條紋；光程差(2n1)(n0,1,2,.)出現(xiàn)暗條紋.2相鄰的明條紋(或暗條紋)之間距離x與波長(zhǎng)、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為lxd.在用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)歲月屏?xí)r，光屏上除中央亮條紋為白色外，兩側(cè)均為彩色的干涉條紋.2、薄膜干涉：光照射到薄膜上時(shí)，薄膜的前、后表面反射的兩列光相疊加，也可發(fā)生干涉現(xiàn)象.若入射光為單色光，可形成明暗相間的干涉條紋；若入射光為白光，可形成彩色的干涉條紋.在薄膜干涉中，同一級(jí)亮條紋（或暗條紋）出現(xiàn)在摸的厚度相同處，故此種干涉又常稱為等厚干涉.二

7、光的衍射1、光的衍射現(xiàn)象光在遇到阻擋物時(shí)，偏離直線流傳方向而照射到陰影地域的現(xiàn)象叫做光的衍射、2、光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件當(dāng)孔或阻擋物的尺寸比光波波長(zhǎng)小，也許跟光波波長(zhǎng)相差不多時(shí)，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象.3、單縫衍射圖樣和雙縫衍射圖樣的差異條紋寬度有差異：雙縫干涉條紋是等寬的，相鄰亮（暗）條紋間的距離是相等的，而單縫衍射的條紋，中央亮紋最寬，兩側(cè)對(duì)稱的亮紋是等寬的.光強(qiáng)分布不相同：雙縫干涉條紋若是不考慮距離分遠(yuǎn)近造成流傳上的損失，每條亮紋的光強(qiáng)分布是相同的，而單縫衍射的條紋的光強(qiáng)分布主要集中在中央亮紋，中央亮紋的光侵占整個(gè)光強(qiáng)的95%.光的偏振1、偏振現(xiàn)象：橫波只沿某一特定方向振動(dòng)，稱為波的

8、偏振現(xiàn)象.2、自然光：太陽(yáng)、電燈等一般光源發(fā)出的光，包括在垂直于流傳方向上沿各個(gè)方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫做自然光.3、偏振光：在垂直于光流傳方向的平面上，只沿一個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫偏振光.4.光的偏振現(xiàn)象充分說明光是橫波，只有橫波才有偏振現(xiàn)象.除了從光源直接發(fā)出的光以-5-外，我們平時(shí)有到的大部分光都是不相同程度的偏振光.偏振光的簡(jiǎn)單應(yīng)用：拍攝水面下的光景，玻璃櫥窗里擺設(shè)物時(shí)，加偏振片濾去水面或玻璃表面的反射光，使影響清楚.立體電影也是應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象的例子.答案熱點(diǎn)打破提升練十八P921、（多項(xiàng)選擇）以下有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的選項(xiàng)是()A、用光導(dǎo)纖維

9、束傳達(dá)信息是光的衍射的應(yīng)用B、太陽(yáng)光經(jīng)過三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象C、在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的光景，可使情形更清楚D、經(jīng)過同一雙縫所得干涉條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度E、激光測(cè)距是應(yīng)用了激光平行性好的特點(diǎn)2、（多項(xiàng)選擇）以下說法正確的選項(xiàng)是()A、用光導(dǎo)纖維流傳信號(hào)是利用了光的全反射B、偏振光可以是橫波，也可以是縱波C、光速不變?cè)碇赋龉庠谡婵罩辛鱾魉俣仍诓幌嗤瑧T性參照系中都是相同的D、光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象E、聲源與觀察者相對(duì)湊近時(shí)，觀察者所接收的頻率等于聲源振動(dòng)的頻率3.（多項(xiàng)選擇）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

10、圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可采納的方法是_.A、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)離雙縫的地址搬動(dòng)E、將光源向遠(yuǎn)離雙縫的地址搬動(dòng)4.（多項(xiàng)選擇）以下列圖的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋.要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以()-6-A、增大S1與S2的間距B、減小雙縫屏到光屏的距離C、將綠光換為紅光D、將綠光換為紫光5.（多項(xiàng)選擇）兩種單色光束a,b分別照射在同一套雙縫干涉演示實(shí)驗(yàn)裝置上,獲取的干涉圖樣分別如圖(a),(b)所示,則()A.調(diào)試該實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),要注意使單縫與雙縫互相平行B.a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)C.a光的頻

11、率大于b光的頻率D.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度E.同一種介質(zhì)對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率（多項(xiàng)選擇）如圖2所示，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兩束光輝、則()A、在玻璃中，a光的流傳速度小于b光的流傳速度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，則折射光輝a第一消失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7.（多項(xiàng)選擇）以下列圖，O1O2是半圓柱形玻璃體的對(duì)稱面和紙面的交線，A、B是關(guān)于O1O2軸

12、等距且平行的兩束不相同單色細(xì)光束，從玻璃體右方射出后的光路以下列圖，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不斷左右搬動(dòng)光屏，可在屏上獲取一個(gè)光斑P，依照該光路圖，以下說法正確的選項(xiàng)是()A、該玻璃體對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的折射率小B、A光的頻率比B光的頻率高C、在該玻璃體中，A光比B光的速度大D、在真空中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng)E、A光從空氣進(jìn)入該玻璃體后，其頻率變高“道威棱鏡”廣泛地應(yīng)用在光學(xué)儀器中間，以下列圖，將一等腰直角棱鏡截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱鏡”，這樣就減小了棱鏡的重量和雜散的內(nèi)部反射.從M點(diǎn)發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從AC邊射入，已知棱鏡玻璃的折射

13、率n2.求光輝進(jìn)入“道威棱鏡”時(shí)的折射角，并經(jīng)過計(jì)算判斷光輝能否從CD邊射出.-7-9.細(xì)束平行光以必然的入射角從空氣射到直角棱鏡的側(cè)面AB，光輝進(jìn)入棱鏡后直接射向另一側(cè)面AC.逐漸調(diào)整光輝在AB面的入射角，使AC面恰好無(wú)光輝射出，測(cè)得此歲月線在AB面的入射角為.畫出光輝在AB面的入射角為時(shí)，在AB面、AC面兩次折射的光路圖；計(jì)算該棱鏡的折射率.10.如圖乙所示，ABCD是素來角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光輝由O點(diǎn)垂直邊射入.已知棱鏡的折射率n2，8cm，2cm，60.ADABBCOAOAB求光輝第一次射出棱鏡時(shí)，出射光輝的方向.第一次的出射點(diǎn)距C多遠(yuǎn).11.以下列圖，AOB是

14、截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角76，今有一細(xì)束單色光在橫截面內(nèi)從OA邊上的點(diǎn)E沿垂直于OA的方向射入玻璃磚，光輝直接到達(dá)AB面且恰好未從AB面射出、已知3OE5OA，cos530.6，試求：(1)玻璃磚的折射率n；(2)光輝第一次從OB射出時(shí)折射角的正弦值.-8-12.以下列圖，直角三角形ABC是一玻璃磚的橫截面，ABL，C90，A60,一束單色L光PD從AB邊上的D點(diǎn)射入玻璃磚，入射角為45，DB4，折射光DE恰好射到玻璃磚BC邊的中點(diǎn)E，已知光在真空中的流傳速度為c.求：玻璃磚的折射率；該光束從AB邊上的D點(diǎn)射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚所需的時(shí)間、13.如圖，一玻璃工件的上半部是半徑

15、為R的半球體，O點(diǎn)為球心：下半部是半徑為R、高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜.有一平行于中心軸OC的光輝從半球面射入，該光輝與OC之間的距離為0.6R.已知最后從半球面射出的光輝恰好與入射光輝平行（不考慮多次反射）.求該玻璃的折射率.14.如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點(diǎn)是半球的球心，虛線OO表示光軸（過球心O與半球底-9-面垂直的直線）.已知玻璃的折射率為1.5.現(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光輝能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光輝）.求（i）從球面射出的光輝對(duì)應(yīng)的入射光輝到光軸距離的最大值；（ii）距光軸R的入射光輝經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到O點(diǎn)的距離.3ORO15.一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為的半圓，為半圓的直徑，O為圓心，以下列圖