2024屆高考物理二輪專題復習與測試第一部分專題五熱學光學原子物理第14講幾何光學與物理光學課件

專題五熱學、光學、原子物理第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基3．光的色散．(1)光的色散現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會形成彩色光帶．(2)成因：棱鏡材料對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，紅光通過棱鏡后的偏折程度最小，對紫光的折射率最大，紫光通過棱鏡后的偏折程度最大，從而產生色散現(xiàn)象．第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學與物理光學知識歸納素養(yǎng)奠基(2)亮暗條紋的判斷方法．①如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)時，光屏上出現(xiàn)亮條紋．第14講幾何光學與物理光學命題點一光的折射全反射細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學解析：由題意可做出光路圖如圖所示細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學1.莊子與惠子游于濠梁之上．莊子曰：“鯈魚出游從容，是魚之樂也．”人在橋上觀魚(

)A．人能看到魚，魚不能看到人B．人看到的魚是經(jīng)反射所成的像C．魚看到的人的位置比人的實際位置低D．人看到的魚的位置比魚的實際位置高細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學解析：魚在水中，魚作為等效光源，是從光密介質進入光疏介質，能夠發(fā)生全反射，因此，人可能看不到魚，而人在空氣中，人作為等效光源，是從光疏介質進入光密介質，不能夠發(fā)生全反射，因此，魚能看到人，人不能看到魚，A項錯誤；人看到的魚是經(jīng)光的折射所成的像，B項錯誤；人在空氣中，人作為等效光源，入射角大于折射角，魚沿折射光線的反向延長線看人，魚看到的人的位置比人的實際位置高，C項錯誤，D項正確．故選D.細研命題點提升素養(yǎng)答案：D第14講幾何光學與物理光學2.(2023·全國甲卷)(多選)等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac；一平行于bc邊的細光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點在乙光的下方，如圖所示．不考慮多次反射．下列說法正確的是(

)A．甲光的波長比乙光的長B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對甲光的折射率大于對乙光的折射率E．在棱鏡內bc邊反射時的入射角，甲光比乙光的大細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學解析：根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖如圖所示細研命題點提升素養(yǎng)答案：ACE第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學命題點二光的波動性一、雙縫干涉1．光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動步調相同．2．決定條紋明暗的條件．(1)當兩個光源與屏上某點的距離之差等于波長λ的整數(shù)倍時，兩列光波在這點相互加強，出現(xiàn)明條紋．細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學三、單縫衍射與雙縫干涉的比較細研命題點提升素養(yǎng)項目單縫衍射雙縫干涉不同點條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋第14講幾何光學與物理光學(2022·山東卷)(多選)某同學采用圖甲所示的實驗裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1，S2的寬度可調，狹縫到屏的距離為L.同一單色光垂直照射狹縫，實驗中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣．下列描述正確的是(

)細研命題點提升素養(yǎng)A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當光通過狹縫時，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時，若光從狹縫S1、S2到屏上P點的路程差為半波長的奇數(shù)倍，P點處一定是暗條紋第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學如圖甲是藍色大閃蝶，在陽光下可以看到其翅膀燦爛閃爍．藍色大閃蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，這些翅脊有一串類似臺階的結構．光照射翅脊上“臺階結構”的典型光路如圖乙所示，則(

)A．翅膀燦爛閃爍是光的干涉現(xiàn)象B．翅膀燦爛閃爍是光的全反射現(xiàn)象C．光經(jīng)翅脊反射后的頻率變大D．光在翅脊中的波長大于在空氣中波長細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學解析：藍色大閃蝶的翅膀凸起的翅脊上的“臺階結構”都隔著空氣層，自然光會不斷地在空氣層和“臺階結構”里發(fā)生反射和折射，藍色大閃蝶無論是它的厚度，材質，還是它樹狀脊脈上“臺階結構”的位置，都適合藍光發(fā)生相干干涉，鱗片綻放出的絢麗光彩，正是藍光相干干涉的產物，故A項正確，B、C、D項錯誤．故選A.細研命題點提升素養(yǎng)答案：A第14講幾何光學與物理光學劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學(2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應的薄膜厚度差恒定．現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(

)A．變疏

B．變密C．不變 D．消失細研命題點提升素養(yǎng)解析：如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A項正確．答案：A第14講幾何光學與物理光學1．(2023·重慶第七次聯(lián)考)(多選)如圖所示甲、乙、丙、丁四幅圖均來自物理課本，下列說法正確的是(

)細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學A．圖甲為雙縫干涉示意圖，若換成頻率更高的單色光照射雙縫，則實驗得到的條紋間距應該更大B．圖乙為光照到圓盤上得到的衍射圖樣C．圖丙為劈尖干涉的示意圖，兩玻璃片間墊有一些紙片，若從兩玻璃片之間抽出部分紙片，則從上往下看可以觀察到條紋間距變大D．圖丁所示為相機拍攝車前擋玻璃的照片，圖中能明顯減弱汽車玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉原理細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學到的衍射圖樣，也叫泊松亮斑，故B項正確；抽去紙片后空氣層的傾角變小，相當于減小了d，故相鄰亮條紋(或暗條紋)之間的距離變大，干涉條紋間距變大，故C項正確；相機拍攝時減弱了玻璃表面的反射光，是在照相機鏡頭前增加偏振片過濾掉了反射的光，應用了偏振原理，故D項錯誤；故選BC.細研命題點提升素養(yǎng)答案：BC第14講幾何光學與物理光學2．(多選)“球鼻艏”是位于遠洋輪船船頭水面下方的裝置，當輪船以設計的標準速度航行時，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力．下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是(

)A．插入水中的筷子，看起來折斷了B．陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C．駛近站臺的火車，汽笛音調變高D．振動音叉的周圍，聲音忽高忽低細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學解析：該現(xiàn)象屬于波的疊加原理；插入水中的筷子看起來折斷了是光的折射造成的，與該問題的物理原理不相符；陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是由于光從薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符；駛近站臺的火車汽笛音調變高是多普勒現(xiàn)象造成的，與該問題的物理原理不相符；振動音叉的周圍聲音忽高忽低，是聲音的疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符．故選BD.細研命題點提升素養(yǎng)答案：BD第14講幾何光學與物理光學命題點三光電效應現(xiàn)象和光電效應方程的應用1．對光電效應的四點提醒．(1)能否發(fā)生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率．(2)光電效應中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光．(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關．(4)光電子不是光子，而是電子．2．兩條對應關系．(1)光強大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大．(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大．細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學3．定量分析時應抓住三個關系式．(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc.(3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hνc.細研命題點提升素養(yǎng)4．光電效應的圖像問題．圖像名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標νc②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)續(xù)上表顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系①飽和光電流Im：電流的最大值②最大初動能：Ekm＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)續(xù)上表遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke.(注：此時兩極之間接反向電壓)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與物理光學利用圖甲所示的實驗裝置測量遏止電壓U與入射光頻率ν的關系．若某次實驗中得到如圖乙所示的U-ν圖像．已知普朗克常量h，則(

)細研命題點提升素養(yǎng)A．電源的左端為正極B．K極金屬的逸出功為hν1C．增大入射光的強度，遏止電壓增大D．滑動變阻器滑片移至最左端，電流表示數(shù)為零第14講幾何光學與物理光學解析：測量遏止電壓U與入射光頻率ν的關系時，A、K之間應加反向電壓，使光電子受到的電場力指向陰極，則A應與電源負極相連，所以電源的左端為負極，故A項錯誤；由題圖乙可知K極金屬的截止頻率為ν1，所以逸出功為W0＝hν1，故B項正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應方程和動能定理綜合可得eUc＝Ekm＝hν－W0，由上式可知，遏止電壓與入射光強度無關，與入射光頻率有關，只有增大入射光頻率時遏止電壓才增大，故C項錯誤；滑動變阻器滑片移至最左端，反向電壓為零，光電子可以到達陽極形成光電流，電流表示數(shù)不為零，故D項錯誤．故選B.細研命題點提升素養(yǎng)答案：B第14講幾何光學與物理光學1．某學?？萍蓟顒有〗M設計了一個光電煙霧探測器(如圖甲)，當有煙霧進入探測器時(如圖乙)，來自光源S的光會被煙霧散射進入光電管C，當光射到光電管中的鈉表面時會產生光電流，當光電流大于10－8A時，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警．已知鈉的極限頻率為6.0×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，電子電荷量e＝1.6×10－19C，則下列說法正確的是(

)細研命題點提升素養(yǎng)第14講幾何光學與