2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-

光學(xué)專題六光學(xué)專題六內(nèi)容索引0203體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破01價(jià)值引領(lǐng)備考定向內(nèi)容索引0203體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破01價(jià)值價(jià)值引領(lǐng)備考定向價(jià)值引領(lǐng)備考定向核心要求核心價(jià)值

本專題的知識(shí)是物理學(xué)的重要分支,光的折射、全反射、光的干涉和光的偏振在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用。通過(guò)本專題的學(xué)習(xí),能使我們明白光學(xué)對(duì)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的重要意義

學(xué)科素養(yǎng)

強(qiáng)化物質(zhì)觀念、相互作用觀念、能量觀念,提升科學(xué)思維素養(yǎng)中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等方面的素養(yǎng)

關(guān)鍵能力

模型建構(gòu)能力、邏輯推理能力、分析綜合能力、信息加工能力等

必備知識(shí)折射定律、折射率、全反射、臨界角、光的干涉、光的衍射、光的色散、薄膜干涉、光的偏振、電磁振蕩、電磁波譜等

核核心價(jià)值

本專題的知識(shí)是物理學(xué)的重要分支,光的折射、全反射試題情境

本專題高考中?？嫉那榫秤?結(jié)合“貓眼”“彩虹”“海市蜃樓”考查光的折射,結(jié)合“增透膜”“全息照片”考查光的干涉,結(jié)合“光導(dǎo)纖維”考查光的全反射,結(jié)合“立體電影”考查光的偏振等

考查方式

該專題的考查通常出現(xiàn)在選擇題、實(shí)驗(yàn)題和簡(jiǎn)單的計(jì)算題中,突出考查學(xué)生對(duì)基本概念的理解以及運(yùn)用基本物理規(guī)律解決問(wèn)題的能力

考向預(yù)測(cè)光的折射、折射率的計(jì)算是高考熱點(diǎn),預(yù)計(jì)新高考將以新情境考查光的折射定律,同時(shí)兼顧光的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識(shí)點(diǎn)

試題情境

本專題高考中常考的情境有:結(jié)合“貓眼”“彩虹”“海體系構(gòu)建真題感悟體系構(gòu)建真題感悟【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】

【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【高考真題】

1.(2020全國(guó)Ⅲ卷)如圖所示,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。答案

2【高考真題】1.(2020全國(guó)Ⅲ卷)如圖所示,一折射率為解析

本題以三棱鏡為背景,意在考查光的折射定律、全反射等知識(shí)。如圖甲所示,設(shè)從D點(diǎn)入射的光線經(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sin

θ1=nsin

θ2①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°+θ2②由①②式并代入題給數(shù)據(jù)得θ2=30°③nsin

θ'>1④甲

解析本題以三棱鏡為背景,意在考查光的折射定律、全反射等知識(shí)所以,從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發(fā)生全反射,反射光線垂直射到AC邊,AC邊上全部有光射出。設(shè)從AD范圍入射的光折射后在AC邊上的入射角為θ″,如圖乙所示。由幾何關(guān)系θ″=90°-θ2⑤由③⑤式和已知條件可知nsin

θ″>1⑥即從AD范圍入射的光折射后在AC邊上發(fā)生全反射,反射光線垂直射到BC邊上。設(shè)BC邊上有光線射出的部分為CF,由幾何關(guān)系得lCF=lACsin

30°⑦乙

所以,從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發(fā)生全反射,反射光線情境剖析

本題以三棱鏡為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查光的折射和全反射知識(shí),尤其注重利用數(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)中科學(xué)論證能力,有利于培養(yǎng)考生的應(yīng)用與創(chuàng)新價(jià)值觀。情境剖析本題以三棱鏡為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類問(wèn)題情境。2.(2019全國(guó)Ⅰ卷)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3m。距水面4m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sin53°=0.8)。已知水的折射率為

。(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;(2)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。2.(2019全國(guó)Ⅰ卷)如圖,一艘帆船靜止在湖面上,帆船的豎答案

(1)7m

(2)5.5m解析

(1)設(shè)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θ。由折射定律有sin

53°=nsin

θ③設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x,則x=x1+x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得x=7

m⑤答案(1)7m(2)5.5m由折射定律有sin53(2)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'=nsin

45°⑥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)的水平距離為x2',則x1'+x2'=x'+x⑦(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水面出射的情境剖析

本題以激光束從水面出射后照射到桅桿頂端為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)實(shí)踐類問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題突出了應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(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。情境剖析本題以激光束從水面出射后照射到桅桿頂端為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)3.(2020全國(guó)Ⅱ卷)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,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邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值。3.(2020全國(guó)Ⅱ卷)直角棱鏡的折射率n=1.5,其橫截面解析

(1)如圖所示,設(shè)光線在D點(diǎn)的入射角為i,折射角為r。折射光線射到BC邊上的E點(diǎn)。設(shè)光線在E點(diǎn)的入射角為θ,由幾何關(guān)系,有θ=90°-(30°-r)>60°①解析(1)如圖所示,設(shè)光線在D點(diǎn)的入射角為i,折射角為r。(2)設(shè)光線在AC邊上的F點(diǎn)射出棱鏡,光線的入射角為i',折射角為r',由幾何關(guān)系、反射定律及折射定律,有i=30°③i'=90°-θ④sin

i=nsin

r⑤nsin

i'=sin

r'⑥由幾何關(guān)系,r'即AC邊射出的光線與最初的入射光線的夾角。(2)設(shè)光線在AC邊上的F點(diǎn)射出棱鏡,光線的入射角為i',折情境剖析

本題以光在直角棱鏡中的傳播為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)實(shí)踐類問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題突出了應(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)考生的科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。情境剖析本題以光在直角棱鏡中的傳播為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)實(shí)踐類問(wèn)題高頻考點(diǎn)能力突破高頻考點(diǎn)能力突破考點(diǎn)一光的折射和全反射歸納總結(jié)

求解光的折射和全反射的思路

考點(diǎn)一光的折射和全反射歸納總結(jié)求解光的折射和全反射的思路【典例1】(2020湖南聯(lián)考)如圖所示,平靜湖面岸邊的垂釣者,眼睛恰好位于岸邊P點(diǎn)正上方0.9m的高度處,水面與P點(diǎn)等高,浮標(biāo)Q離P點(diǎn)1.2m遠(yuǎn),魚餌燈M在浮標(biāo)正前方1.8m處的水下,垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住,已知水的折射率n=,求:(1)魚餌燈離水面的深度;(2)若魚餌燈緩慢豎直上浮,當(dāng)它離水面多深時(shí),魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出?！镜淅?】(2020湖南聯(lián)考)如圖所示,平靜湖面岸邊的垂釣者答案

(1)2.4m

(2)1.6m解析

(1)設(shè)入射角、折射角分別為i、r,設(shè)魚餌燈離水面的深度為h2。則有:答案(1)2.4m(2)1.6m2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-解題指導(dǎo)

審題

讀取題干獲取信息垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住魚餌燈射到浮標(biāo)的入射光線,折射光線沿人眼和浮標(biāo)的連線魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出魚餌燈射到Q點(diǎn)的光線恰好發(fā)生全反射解題指導(dǎo)讀取題干獲取信息垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住魚餌破題1.畫出光路圖是解題的關(guān)鍵,垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住,說(shuō)明魚餌燈射到浮標(biāo)Q處的入射光經(jīng)折射后如果沒(méi)有浮標(biāo)擋的話正好射入人眼,因?yàn)樯涞絈點(diǎn)左邊的光,入射角變大,折射角變大,射到人眼的下方,射到Q點(diǎn)右邊的光,入射角變小,折射角變小,射到人眼的上方,因此人看不到魚餌燈,先根據(jù)幾何關(guān)系求出折射角,再由折射定律求出入射角,解三角形求出魚餌燈離水面的深度。2.分析臨界光線是解題的關(guān)鍵,要使魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出,說(shuō)明射到Q點(diǎn)的光線恰好發(fā)生全反射,Q點(diǎn)左側(cè)的入射光線,入射角將大于臨界角,故射到PQ間的入射光都發(fā)生全反射,根據(jù)臨界角公式求出臨界角,由幾何關(guān)系求出離水面的深度。破題1.畫出光路圖是解題的關(guān)鍵,垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋【類題演練】

1.(多選)(2020山東濰坊二模)如圖所示,兩單色光a、b分別沿半徑方向由空氣射入半圓形玻璃磚,出射光合成一束復(fù)色光P,已知單色光a、b與法線間的夾角分別為45°和30°,則a光與b光(

)A.在玻璃磚中的折射率之比為

∶1B.在玻璃磚中的傳播時(shí)間之比為1∶C.在玻璃磚中的波長(zhǎng)之比為

∶1D.由該玻璃磚射向真空時(shí)臨界角之比為

∶1答案

BCD【類題演練】1.(多選)(2020山東濰坊二模)如圖所示,2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-

2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-考點(diǎn)二電磁波和光的幾種特有現(xiàn)象1.干涉與衍射的比較(1)光的干涉與衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的表現(xiàn),也是光具有波動(dòng)性的證據(jù)。兩者的區(qū)別是,光的干涉現(xiàn)象只有在符合一定條件下才發(fā)生;而光的衍射現(xiàn)象卻總是存在的,只有明顯與不明顯之分。(2)光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象在屏上出現(xiàn)的都是明暗相間的條紋,但雙縫干涉時(shí)條紋間隔均勻,從中央到兩側(cè)的明紋亮度不變化;而單縫衍射的條紋間隔不均勻,中央明紋又寬又亮,從中央向兩側(cè),條紋寬度減小,明紋亮度顯著減弱。(3)光的干涉現(xiàn)象:薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán)等);光的衍射現(xiàn)象:單縫衍射、衍射光柵?？键c(diǎn)二電磁波和光的幾種特有現(xiàn)象1.干涉與衍射的比較2.光的偏振橫波的振動(dòng)矢量垂直于波的傳播方向振動(dòng)時(shí),偏于某個(gè)特定方向的現(xiàn)象叫偏振。縱波只能沿著波的傳播方向振動(dòng),所以不可能有偏振,光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波。光的偏振現(xiàn)象在科技、生活中的應(yīng)用有照相機(jī)鏡頭上的偏振片、立體電影等。2.光的偏振3.電磁波(2)麥克斯韋電磁理論的要點(diǎn)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)不均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)不均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)3.電磁波恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的(3)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長(zhǎng)越短穿透能力越強(qiáng)。(4)同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),頻率越大折射率越大,速度越小。(5)用途不同:無(wú)線電波用于通信和廣播,紅外線用于加熱和遙感技術(shù),紫外線用于殺菌消毒,X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片,γ射線檢查金屬部件的缺陷等。(3)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長(zhǎng)越長(zhǎng)【典例2】(多選)(2020山東濱州高三模擬)如圖所示,在觀察薄膜干涉現(xiàn)象時(shí),把鐵絲圈P在肥皂水中蘸一下,讓它掛上一層薄薄的液膜,在酒精燈火焰上撒食鹽,用肥皂液膜觀察燈焰S的像,下列說(shuō)法正確的是(

)A.在酒精燈上撒一些食鹽,目的是為了燈焰能發(fā)出的光更亮B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)觀察液膜反射酒精燈的光,使我們看到燈焰的像C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在另一側(cè)透過(guò)液膜觀察火焰,來(lái)觀察薄膜干涉現(xiàn)象D.用不同波長(zhǎng)的光做這個(gè)實(shí)驗(yàn),條紋的間距是不一樣的【典例2】(多選)(2020山東濱州高三模擬)答案

BD解析

在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽,燈焰就能發(fā)出黃光,所以目的是為了燈焰能發(fā)出黃光,故A錯(cuò)誤;在酒精燈的火焰上撒上一些食鹽,用酒精燈的黃光照射豎直放置的液膜,液膜反射的光使我們看到燈焰的像,故B正確;當(dāng)黃色的光線照射到肥皂膜上時(shí),從肥皂膜的前后兩個(gè)表面分別反射兩列光,這兩列光的頻率相同,產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在酒精燈一側(cè)來(lái)觀察薄膜干涉現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;發(fā)生薄膜干涉時(shí),相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距與入射光在膜中的波長(zhǎng)有關(guān),所以用不同波長(zhǎng)的光做這個(gè)實(shí)驗(yàn),條紋的間距是不一樣的,故D正確。答案BD【類題演練】

3.(多選)紅外測(cè)溫槍與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫儀器相比,具有響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)溫效率高、操作方便、防交叉感染(不用接觸被測(cè)物體)的特點(diǎn)。下列關(guān)于紅外測(cè)溫槍的說(shuō)法中正確的是(

)A.紅外測(cè)溫槍工作原理和水銀體溫計(jì)測(cè)量原理一樣都是利用熱脹冷縮原理B.紅外測(cè)溫槍能接收到的是身體的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)到達(dá)紅外測(cè)溫槍進(jìn)而顯示出體溫C.紅外測(cè)溫槍利用了一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,而且發(fā)射紅外線強(qiáng)度與溫度有關(guān),溫度越高發(fā)射紅外線強(qiáng)度就越大D.紅外線也屬于電磁波,其波長(zhǎng)大于紫外線的波長(zhǎng)【類題演練】3.(多選)紅外測(cè)溫槍與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫儀器相答案

AC解析

光纖通信是利用全反射來(lái)傳遞光信號(hào)的,A正確;雨后天空中出現(xiàn)的彩虹,是天空中的小水滴對(duì)陽(yáng)光的色散形成的,B錯(cuò)誤;單色光通過(guò)雙縫后,在屏上形成等間距的明暗相間條紋是光的干涉現(xiàn)象,C正確;單色光照射不透明的小圓板,在板后方的屏上出現(xiàn)亮斑,這是光的衍射現(xiàn)象,D錯(cuò)誤。答案AC4.(2020北京順義二模)紅外測(cè)溫槍與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫儀器相比,具有響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)溫效率高、操作方便、防交叉感染(不用接觸被測(cè)物體)的特點(diǎn)。下列關(guān)于紅外測(cè)溫槍的說(shuō)法中正確的是(

)A.紅外測(cè)溫槍工作原理和水銀體溫計(jì)測(cè)量原理一樣都是利用熱脹冷縮原理B.紅外測(cè)溫槍能接收到的是身體的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)到達(dá)紅外測(cè)溫槍進(jìn)而顯示出體溫C.紅外測(cè)溫槍利用了一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,而且發(fā)射紅外線強(qiáng)度與溫度有關(guān),溫度越高發(fā)射紅外線強(qiáng)度就越大D.紅外線也屬于電磁波,其波長(zhǎng)小于紫外線的波長(zhǎng)4.(2020北京順義二模)紅外測(cè)溫槍與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫儀器答案

C解析

紅外測(cè)溫槍工作原理是一切物體都在不停地發(fā)射紅外線,而且發(fā)射紅外線強(qiáng)度與溫度有關(guān),溫度越高發(fā)射紅外線強(qiáng)度就越大,所以測(cè)量紅外線的強(qiáng)度就可以知道物體的表面溫度;而水銀體溫計(jì)測(cè)量原理是利用液體的熱脹冷縮原理,溫度升高,液體的體積膨脹,溫度降低時(shí),液體的體積減小,A錯(cuò)誤,C正確;紅外測(cè)溫槍能接收到的是身體的熱量,通過(guò)輻射的方式到達(dá)紅外測(cè)溫槍進(jìn)而顯示出體溫的,而不是通過(guò)熱傳導(dǎo),空氣是熱的不良導(dǎo)體,B錯(cuò)誤;紅外線也屬于電磁波,它的波長(zhǎng)比紅光還要長(zhǎng),而紅光的波長(zhǎng)比紫光還長(zhǎng),故紅外線的波長(zhǎng)要大于紫外線的波長(zhǎng),D錯(cuò)誤。答案C本課結(jié)束本課結(jié)束光學(xué)專題六光學(xué)專題六內(nèi)容索引0203體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破01價(jià)值引領(lǐng)備考定向內(nèi)容索引0203體系構(gòu)建真題感悟高頻考點(diǎn)能力突破01價(jià)值價(jià)值引領(lǐng)備考定向價(jià)值引領(lǐng)備考定向核心要求核心價(jià)值

本專題的知識(shí)是物理學(xué)的重要分支,光的折射、全反射、光的干涉和光的偏振在生產(chǎn)生活中有重要應(yīng)用。通過(guò)本專題的學(xué)習(xí),能使我們明白光學(xué)對(duì)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)發(fā)展的重要意義

學(xué)科素養(yǎng)

強(qiáng)化物質(zhì)觀念、相互作用觀念、能量觀念,提升科學(xué)思維素養(yǎng)中的模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證等方面的素養(yǎng)

關(guān)鍵能力

模型建構(gòu)能力、邏輯推理能力、分析綜合能力、信息加工能力等

必備知識(shí)折射定律、折射率、全反射、臨界角、光的干涉、光的衍射、光的色散、薄膜干涉、光的偏振、電磁振蕩、電磁波譜等

核核心價(jià)值

本專題的知識(shí)是物理學(xué)的重要分支,光的折射、全反射試題情境

本專題高考中?？嫉那榫秤?結(jié)合“貓眼”“彩虹”“海市蜃樓”考查光的折射,結(jié)合“增透膜”“全息照片”考查光的干涉,結(jié)合“光導(dǎo)纖維”考查光的全反射,結(jié)合“立體電影”考查光的偏振等

考查方式

該專題的考查通常出現(xiàn)在選擇題、實(shí)驗(yàn)題和簡(jiǎn)單的計(jì)算題中,突出考查學(xué)生對(duì)基本概念的理解以及運(yùn)用基本物理規(guī)律解決問(wèn)題的能力

考向預(yù)測(cè)光的折射、折射率的計(jì)算是高考熱點(diǎn),預(yù)計(jì)新高考將以新情境考查光的折射定律,同時(shí)兼顧光的干涉、衍射、電磁波譜、電磁波等知識(shí)點(diǎn)

試題情境

本專題高考中?？嫉那榫秤?結(jié)合“貓眼”“彩虹”“海體系構(gòu)建真題感悟體系構(gòu)建真題感悟【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】

【網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】【高考真題】

1.(2020全國(guó)Ⅲ卷)如圖所示,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。答案

2【高考真題】1.(2020全國(guó)Ⅲ卷)如圖所示,一折射率為解析

本題以三棱鏡為背景,意在考查光的折射定律、全反射等知識(shí)。如圖甲所示,設(shè)從D點(diǎn)入射的光線經(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sin

θ1=nsin

θ2①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°+θ2②由①②式并代入題給數(shù)據(jù)得θ2=30°③nsin

θ'>1④甲

解析本題以三棱鏡為背景,意在考查光的折射定律、全反射等知識(shí)所以,從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發(fā)生全反射,反射光線垂直射到AC邊,AC邊上全部有光射出。設(shè)從AD范圍入射的光折射后在AC邊上的入射角為θ″,如圖乙所示。由幾何關(guān)系θ″=90°-θ2⑤由③⑤式和已知條件可知nsin

θ″>1⑥即從AD范圍入射的光折射后在AC邊上發(fā)生全反射,反射光線垂直射到BC邊上。設(shè)BC邊上有光線射出的部分為CF,由幾何關(guān)系得lCF=lACsin

30°⑦乙

所以,從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發(fā)生全反射,反射光線情境剖析

本題以三棱鏡為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題考查光的折射和全反射知識(shí),尤其注重利用數(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)中科學(xué)論證能力,有利于培養(yǎng)考生的應(yīng)用與創(chuàng)新價(jià)值觀。情境剖析本題以三棱鏡為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)探索類問(wèn)題情境。2.(2019全國(guó)Ⅰ卷)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3m。距水面4m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sin53°=0.8)。已知水的折射率為

。(1)求桅桿到P點(diǎn)的水平距離;(2)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。2.(2019全國(guó)Ⅰ卷)如圖,一艘帆船靜止在湖面上,帆船的豎答案

(1)7m

(2)5.5m解析

(1)設(shè)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θ。由折射定律有sin

53°=nsin

θ③設(shè)桅桿到P點(diǎn)的水平距離為x,則x=x1+x2④聯(lián)立①②③④式并代入題給數(shù)據(jù)得x=7

m⑤答案(1)7m(2)5.5m由折射定律有sin53(2)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'=nsin

45°⑥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)的水平距離為x2',則x1'+x2'=x'+x⑦(2)設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí),從水面出射的情境剖析

本題以激光束從水面出射后照射到桅桿頂端為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)實(shí)踐類問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題突出了應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(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。情境剖析本題以激光束從水面出射后照射到桅桿頂端為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)3.(2020全國(guó)Ⅱ卷)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,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邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值。3.(2020全國(guó)Ⅱ卷)直角棱鏡的折射率n=1.5,其橫截面解析

(1)如圖所示,設(shè)光線在D點(diǎn)的入射角為i,折射角為r。折射光線射到BC邊上的E點(diǎn)。設(shè)光線在E點(diǎn)的入射角為θ,由幾何關(guān)系,有θ=90°-(30°-r)>60°①解析(1)如圖所示,設(shè)光線在D點(diǎn)的入射角為i,折射角為r。(2)設(shè)光線在AC邊上的F點(diǎn)射出棱鏡,光線的入射角為i',折射角為r',由幾何關(guān)系、反射定律及折射定律,有i=30°③i'=90°-θ④sin

i=nsin

r⑤nsin

i'=sin

r'⑥由幾何關(guān)系,r'即AC邊射出的光線與最初的入射光線的夾角。(2)設(shè)光線在AC邊上的F點(diǎn)射出棱鏡,光線的入射角為i',折情境剖析

本題以光在直角棱鏡中的傳播為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)實(shí)踐類問(wèn)題情境。素養(yǎng)能力

本題突出了應(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)考生的科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。情境剖析本題以光在直角棱鏡中的傳播為素材創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)實(shí)踐類問(wèn)題高頻考點(diǎn)能力突破高頻考點(diǎn)能力突破考點(diǎn)一光的折射和全反射歸納總結(jié)

求解光的折射和全反射的思路

考點(diǎn)一光的折射和全反射歸納總結(jié)求解光的折射和全反射的思路【典例1】(2020湖南聯(lián)考)如圖所示,平靜湖面岸邊的垂釣者,眼睛恰好位于岸邊P點(diǎn)正上方0.9m的高度處,水面與P點(diǎn)等高,浮標(biāo)Q離P點(diǎn)1.2m遠(yuǎn),魚餌燈M在浮標(biāo)正前方1.8m處的水下,垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住,已知水的折射率n=,求:(1)魚餌燈離水面的深度;(2)若魚餌燈緩慢豎直上浮,當(dāng)它離水面多深時(shí),魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出?！镜淅?】(2020湖南聯(lián)考)如圖所示,平靜湖面岸邊的垂釣者答案

(1)2.4m

(2)1.6m解析

(1)設(shè)入射角、折射角分別為i、r,設(shè)魚餌燈離水面的深度為h2。則有:答案(1)2.4m(2)1.6m2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-解題指導(dǎo)

審題

讀取題干獲取信息垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住魚餌燈射到浮標(biāo)的入射光線,折射光線沿人眼和浮標(biāo)的連線魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出魚餌燈射到Q點(diǎn)的光線恰好發(fā)生全反射解題指導(dǎo)讀取題干獲取信息垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住魚餌破題1.畫出光路圖是解題的關(guān)鍵,垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋住,說(shuō)明魚餌燈射到浮標(biāo)Q處的入射光經(jīng)折射后如果沒(méi)有浮標(biāo)擋的話正好射入人眼,因?yàn)樯涞絈點(diǎn)左邊的光,入射角變大,折射角變大,射到人眼的下方,射到Q點(diǎn)右邊的光,入射角變小,折射角變小,射到人眼的上方,因此人看不到魚餌燈,先根據(jù)幾何關(guān)系求出折射角,再由折射定律求出入射角,解三角形求出魚餌燈離水面的深度。2.分析臨界光線是解題的關(guān)鍵,要使魚餌燈發(fā)出的光恰好無(wú)法從水面PQ間射出,說(shuō)明射到Q點(diǎn)的光線恰好發(fā)生全反射,Q點(diǎn)左側(cè)的入射光線,入射角將大于臨界角,故射到PQ間的入射光都發(fā)生全反射,根據(jù)臨界角公式求出臨界角,由幾何關(guān)系求出離水面的深度。破題1.畫出光路圖是解題的關(guān)鍵,垂釣者發(fā)現(xiàn)魚餌燈剛好被浮標(biāo)擋【類題演練】

1.(多選)(2020山東濰坊二模)如圖所示,兩單色光a、b分別沿半徑方向由空氣射入半圓形玻璃磚,出射光合成一束復(fù)色光P,已知單色光a、b與法線間的夾角分別為45°和30°,則a光與b光(

)A.在玻璃磚中的折射率之比為

∶1B.在玻璃磚中的傳播時(shí)間之比為1∶C.在玻璃磚中的波長(zhǎng)之比為

∶1D.由該玻璃磚射向真空時(shí)臨界角之比為

∶1答案

BCD【類題演練】1.(多選)(2020山東濰坊二模)如圖所示,2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-

2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)課件：專題六-光學(xué)-考點(diǎn)二電磁波和光的幾種特有現(xiàn)象1.干涉與衍射的比較(1)光的干涉與衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的表現(xiàn),也是光具有波動(dòng)性的證據(jù)。兩者的區(qū)別是,光的干涉現(xiàn)象只有在符合一定條件下才發(fā)生;而光的衍射現(xiàn)象卻總是存在的,只有明顯與不明顯之分。(2)光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象在屏上出現(xiàn)的都是明暗相間的條紋,但雙縫干涉時(shí)條紋間隔均勻,從中央到兩側(cè)的明紋亮度不變化;而單縫衍射的條紋間隔不均勻,中央明紋又寬又亮,從中央向兩側(cè),條紋寬度減小,明紋亮度顯著減弱。(3)光的干涉現(xiàn)象:薄膜干涉(油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán)等);光的衍射現(xiàn)象:單縫衍射、衍射光柵?？键c(diǎn)二電磁波和光的幾種特有現(xiàn)象1.干涉與衍射的比較2.光的偏振橫波的振動(dòng)矢量垂直于波的傳播方向振動(dòng)時(shí),偏于某個(gè)特定方向的現(xiàn)象叫偏振?？v波只能沿著波的傳播方向振動(dòng),所以不可能有偏振,光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波。光的偏振現(xiàn)象在科技、生活中的應(yīng)用有照相機(jī)鏡頭上的偏振片、立體電影等。2.光的偏振3.電磁波(2)麥克斯韋電磁理論的要點(diǎn)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)不均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)不均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)3.電磁波恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的(3)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長(zhǎng)越短穿透能力越強(qiáng)。(4)同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),頻率越大折射率越大,速度越小。(5)用途不同:無(wú)線電波用于通信和廣播,紅外線用于加熱和遙感技術(shù),紫外線用于殺菌消毒,X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片,γ射線檢查金屬部件的缺陷等。(3)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同,表現(xiàn)出不同的特性,波長(zhǎng)越長(zhǎng)【典例2】(多選)(2020山東濱州高三模擬)如圖所示,在觀察薄膜干涉現(xiàn)象時(shí),把鐵絲圈P在肥皂水中蘸一下,讓它掛上一層薄薄的液膜,在酒精燈火焰上撒食鹽,用肥皂液膜觀察燈焰S的像,下列說(shuō)法正確的是(

)A.在酒精燈上撒一些食鹽,目的是為了燈焰能發(fā)出的光更亮B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)觀察液膜反射酒精燈的光,使我們看到燈焰的像C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在另一側(cè)透過(guò)液膜觀察火焰,來(lái)觀察薄膜干涉現(xiàn)象D.用不同波長(zhǎng)的光做這個(gè)實(shí)驗(yàn),條紋的間距是不一樣