2022-2023學(xué)年新教材高中物理第四章光章末小結(jié)課件新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第四章光章

末

小

結(jié)方法歸納提煉進(jìn)考場(chǎng)練真題知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建可逆光

≥

頻率光

明暗白色彩色相當(dāng)光

還小最寬變窄不相等折射反射橫波方法歸納提煉

例1(1)求光在水中的傳播速度的大小v；(2)求B點(diǎn)到水面的豎直距離H；(3)若潛水員從B點(diǎn)豎直上升至B′時(shí)(圖中未標(biāo)出)，水面上方所有的景物都出現(xiàn)在頂角為2∠AB′D的圓錐里，求B′點(diǎn)到水面的豎直距離h。2．光的衍射(1)光離開(kāi)直線(xiàn)路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象，叫光的衍射。(2)產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)差不多甚至比光的波長(zhǎng)還要小。3．光的偏振(1)光只沿著某一特定的方向振動(dòng)，稱(chēng)為光的偏振。(2)平時(shí)我們所看到的光，除直接從光源射來(lái)的以外都是偏振光。(3)光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。(多選)(2020·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高二下學(xué)期期中)以下說(shuō)法中正確的是

(

)例2A．圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B．圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會(huì)再有光線(xiàn)從bb′面射出C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間距離L，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小D．圖丁是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凸起的E．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光亮度將發(fā)生明、暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波答案：ACE三、光的折射對(duì)光路的控制1．玻璃磚對(duì)光路的控制：兩平面平行的玻璃磚，出射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)平行，且光線(xiàn)發(fā)生了側(cè)移(θ1′＝θ1)，如圖所示。2．三棱鏡對(duì)光路的控制(1)光密三棱鏡：光線(xiàn)兩次折射均向底面偏折，偏折角為δ，如圖所示。(2)光疏三棱鏡：光線(xiàn)兩次折射均向頂角偏折。(3)全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)，如圖所示。①當(dāng)光線(xiàn)從一直角邊垂直射入時(shí)，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出(如圖甲)。②當(dāng)光線(xiàn)垂直于斜邊射入時(shí)，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出(如圖乙)，入射光線(xiàn)和出射光線(xiàn)互相平行。不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同。(多選)如下圖所示為用a、b兩種單色光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣?，F(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過(guò)平行玻璃磚或三棱鏡時(shí)，光的傳播方向中可能正確的是(

)AD

例3進(jìn)考場(chǎng)練真題一、高考真題探析典題(2020·全國(guó)卷Ⅲ，34)如圖，一折射率為的材料制作的三棱鏡，其橫截面為直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°。一束平行光平行于BC邊從AB邊射入棱鏡，不計(jì)光線(xiàn)在棱鏡內(nèi)的多次反射，求AC邊與BC邊上有光出射區(qū)域的長(zhǎng)度的比值。思路引導(dǎo)：本題考查了光的折射定律及全反射知識(shí)，準(zhǔn)確畫(huà)出光路圖，利用幾何知識(shí)分析處理。解析：如圖(a)所示，設(shè)從D點(diǎn)入射的光線(xiàn)經(jīng)折射后恰好射向C點(diǎn)，光在AB邊上的入射角為θ1，折射角為θ2，由折射定律有sinθ1＝nsinθ2 ①圖(a)設(shè)從DB范圍入射的光折射后在BC邊上的入射角為θ′，由幾何關(guān)系θ′＝30°＋θ2 ②由①②式并代入題給數(shù)據(jù)得θ2＝30° ③nsinθ′>1 ④所以，從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發(fā)生全反射，反射光線(xiàn)垂直射到AC邊，AC邊上全部有光射出。圖(b)設(shè)從AD范圍入射的光折射后在AC邊上的入射角為θ″，如圖(b)所示。由幾何關(guān)系θ″＝90°－θ2 ⑤由③⑤式和已知條件可知nsinθ″>1 ⑥即從AD范圍入射的光折射后在AC邊上發(fā)生全反射，反射光線(xiàn)垂直射到BC邊上。設(shè)BC邊上有光線(xiàn)射出的部分為CF，由幾何關(guān)系得CF＝AC·sin30° ⑦二、臨場(chǎng)真題練兵1．(2020·北京卷，1)以下現(xiàn)象不屬于干涉的是 (

)A．白光經(jīng)過(guò)楊氏雙縫得到彩色圖樣B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C．白光經(jīng)過(guò)三棱鏡得到彩色圖樣D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣解析：白光經(jīng)過(guò)楊氏雙縫得到彩色圖樣是楊氏雙縫干涉；白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣屬于薄膜干涉現(xiàn)象；白光經(jīng)過(guò)三棱鏡得到彩色圖樣是光在折射時(shí)產(chǎn)生的色散現(xiàn)象；白光照射水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，屬于薄膜干涉；綜上所述，本題選C。C

2．(2020·山東卷，3)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點(diǎn)為S1、S2連線(xiàn)中垂線(xiàn)與光屏的交點(diǎn)。光源S發(fā)出的波長(zhǎng)為λ的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過(guò)玻璃片傳播到O點(diǎn)，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點(diǎn)，由S1到O點(diǎn)與由S2到O點(diǎn)，光傳播的時(shí)間差為Δt。玻璃片厚度為10λ，玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計(jì)光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是 (

)A

3．(2020·浙江卷，13)如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線(xiàn)從P點(diǎn)垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角θ＝60°時(shí)，光線(xiàn)從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c，則 (

)C

解析：作出兩種情況下的光路圖，如圖所示4．(2020·江蘇卷，19)我國(guó)的光纖通信技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。光纖內(nèi)芯(內(nèi)層玻璃)的折射率比外套(外層玻璃)的____(選填“大”或“小”)。某種光纖的內(nèi)芯在空氣中全反射的臨界角為43°，則該內(nèi)芯的折射率為_(kāi)_____。(取sin43°＝0.68，cos43°＝0.73，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)大1.5

5.(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷，34)直角棱鏡的折射率n＝1.5，其橫截面如圖所示，圖中∠C＝90°，∠A＝30°。截面內(nèi)一細(xì)束與BC邊平行的光線(xiàn)，從棱鏡AB邊上的D點(diǎn)射入，經(jīng)折射后射到BC邊上。(1)光線(xiàn)在BC邊上是否會(huì)發(fā)生全反射？說(shuō)明理由；(2)不考慮多次反射，求從AC邊射出的光線(xiàn)與最初的入射光線(xiàn)夾角的正弦值。6．(2021·山東等級(jí)考，7)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是

(

)D

7．(2021·全國(guó)甲卷，34(1))如圖，單色光從折射率n＝1.5、厚度d＝10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為3.0×108m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為_(kāi)_______m/s；對(duì)于所有可能的入射角，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間t的取值范圍是___________s≤t＜_____________s(不考慮反射)。2×108

5×10－10

8．(2021·浙江6月選考，17(2))如圖所示是“用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中：(1)觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___(單選)。A．旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭B．增大單縫與雙縫間的距離C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行C

(2)要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___(單選)。A．減小單縫與光源間的距離B．減小單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離D．增大雙縫與測(cè)量頭間的距離D

解析：(1)為了將模糊的條紋變清晰，旋轉(zhuǎn)測(cè)量頭只能調(diào)節(jié)分劃板的刻度線(xiàn)與干涉條紋是否平行，不能調(diào)節(jié)清晰程度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大單縫與雙縫之間的距離既不能調(diào)節(jié)干涉條紋間隔，也不能調(diào)節(jié)清晰程度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行，使得經(jīng)過(guò)單縫后形成的中心最寬的衍射條紋經(jīng)過(guò)雙縫更容易發(fā)生清晰的雙縫干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確。9．(2021·全國(guó)乙卷34，(2))用插針?lè)y(cè)量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)中用A、B兩個(gè)大頭針確定入射光路，C、D兩個(gè)大頭針確定出射光路，O和O′分別是入射點(diǎn)和出射點(diǎn)。如圖(a)所示。測(cè)得玻璃磚厚度為h＝15.0mm；A到過(guò)O點(diǎn)的法線(xiàn)OM的距離AM＝10.0mm，M到玻璃磚的距離MO＝20.0mm，O′到OM的距離為s＝5.0mm。

(1)求玻璃磚的折射率；(2)用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，玻璃磚的截面如圖(b)所示。光從上表面入射，入射角從0逐浙增大，達(dá)到45°時(shí)，玻璃磚下表面的出射光線(xiàn)恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角。10．(2021·河北卷，16(2))將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對(duì)放置，圓心上下錯(cuò)開(kāi)一定距離，如圖所示。用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設(shè)圓心處入射角為θ