高考物理专题12 光学讲原卷版Word文档格式.docx

1、（3）临界角逐渐减小;波长逐渐减小 常见光 学元件 的特点 平行玻璃板:（1）出射光线与入射光线平行;（2）出射光线发生侧移 棱镜:（1）光线向底边偏折;（2）能发生色散 全反射棱镜:（1）垂直于直角边射入,出射光线方向改变 90;（2）垂直于斜边射入,出射光线方向改变 180 知识点二、光的干涉、衍射和偏振现象 项目 内容 光的 干涉 双缝 干涉 产生条件:两光源频率相等,相位差恒定 出现明暗条纹的条件:路程差 sn,明条纹;s（n）,暗条纹 相邻条纹间距:x 光的 干涉 薄膜 干涉 产生原因：同一束光分别经薄膜的前后表面反射的光叠加而成 规律:经薄膜上厚度相等的位置反射的光叠加后在同一干涉

2、条纹上,相邻条纹间距与波长成正比,与斜面倾角成反比 应用:（1）光干涉法检查平面的平整度 （2）在光学镜头上涂增透膜 d 光的 衍射 明显衍射条件 障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多或者比光的波长小 衍射 现象 单缝衍射:中间条纹亮、宽;两侧条纹暗、窄;波长越长,条纹越宽,间距越大 圆孔衍射:明暗相间的圆形条纹 圆板衍射:圆形阴影的外侧是明暗相间的圆形条纹,中间是亮斑（泊松亮斑）光的 偏振 偏振片有特定的透振方向,自然光通过后成为偏振光,两偏振光片平行时透过的光最强,垂直时最弱 【特别提醒】（1）光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光的偏振现象说明光是横波.（2）光的干涉条纹和光的衍射条纹的最大

3、区别是研究条纹间距是否均匀,中央条纹和两侧条纹的亮度是否相同.知识点三、光电效应及光的波粒二象性 项目 内容 光电 效应 概念 金属在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象 规律 （1）每种金属都有一个极限频率,0时才会发生光电效应 （2）光电子的最大初动能与光强无关,随 的增大而增大 （3）光电效应的产生几乎是瞬时的 （4）饱和光电流与光强成正比 光电 效应 解释 光子说:（1）光在传播时是一份一份的,每份叫一个光子;（2）光子能量 Eh,h6.63 1034 J s 逸出功:电子脱离金属时克服原子核引力做功的最小值 Wh 光强:Pnh 光电效应方程:EkhW 物质波 每个实物粒子对应一种

4、波,叫物质波 物质波的波长 波粒二 象性 概率波:只能预测粒子在某区域出现的概率,概率符合波动规律 高频考点一、光的折射、全反射 例 1（2019 天津卷）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。下列哪些措施能够提高实验准确程度_。A选用两光学表面间距大的玻璃砖 B选用两光学表面平行的玻璃砖 C选用粗的大头针完成实验 D插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是_。该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点 为圆心作圆，与入射

5、光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线 的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率 _。（用图中线段的字母表示）【变式探究】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率 n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径该同学测得多组入射角 i 和折射角 r，作出 sin isin r 图象如图乙所示，则（）A光由 A经 O到 B，n1.5 B光由 B经 O到 A，n1.5 C光由 A经 O到 B，n0.67 D光由 B经 O到 A，n0.67【变式探究】直线 P1P2 过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、b平行且关于 P1P2 对称，由空气射入

6、玻璃球的光路如图所示a、b 光相比（）A玻璃对 a光的折射率较大 B玻璃对 a光的临界角较小 Cb光在玻璃中的传播速度较小 Db 光在玻璃中的传播时间较短 高频考点二、光的折射、全反射的计算 例 2.（2019 新课标全国卷）如图，直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面，A=90，B=30。一束光线平行于底边 BC 射到 AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC 边射出。（1）求棱镜的折射率；（2）保持 AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到 BC 边上恰好有光线射出。求此时 AB边上入射角的正弦。【举一反三】（2018 高考全国卷）如图，ABC 是一直角三棱镜的横截面，A90，B60.一细光束从

7、 BC 边的 D点折射后，射到 AC 边的 E点，发生全反射后经AB边的 F点射出EG 垂直于 AC 交 BC 于 G，D恰好是 CG的中点不计多次反射 （1）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角；（2）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？【变式探究】如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC，A30，B60.一束平行于 AC 边的光线自 AB边的 P 点射入三棱镜，在 AC 边发生反射后从 BC边的 M 点射出若光线在 P 点的入射角和在 M 点的折射角相等（1）求三棱镜的折射率；（2）在三棱镜的 AC 边是否有光线透出，写出分析过程（不考虑多次反射）【变式探究】一个半圆柱形玻璃

8、砖，其横截面是半径为 R 的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示玻璃的折射率为 n.（1）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在 AB 上的最大宽度为多少？（2）一细束光线在 O 点左侧与 O相距 R 处垂直于 AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置 高频考点三、光的干涉 例 3.（2018年北京卷）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A.干涉条纹消失 B.彩色条纹中的红色条纹消失 C.中央条纹变成暗条纹 D.中央条纹变成红色【变式探究】如图所示是 a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉

9、图样，则（）A在同种均匀介质中，a光的传播速度比 b 光的大 B从同种介质射入真空发生全反射时 a光临界角大 C照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大 D若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 a 光的能级能量差大【变式探究】以下说法正确的是（）A真空中蓝光的波长比红光的波长长 B天空中的彩虹是由光的干涉形成的 C光纤通信利用了光的全反射原理 D机械波在不同介质中传播，波长保持不变 高频考点四 光的衍射及偏振现象 例 4、（2019 江苏卷）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的（选填“折射”“干涉”或“衍射”）当缝的

10、宽度（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。【举一反三】抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（）A这里应用的是光的衍射现象 B这里应用的是光的干涉现象 C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细【变式探究】如图所示，电灯 S 发出的光先后经过偏振片 A和 B，人眼在 P 处迎着入射光方向，看不到光亮，则（）A图中 a光为偏振光 B图中 b光为偏振光 C以 SP 为轴将 B转过 180 后，

11、在 P 处将看到光亮 D以 SP 为轴将 B转过 90 后，在 P 处将看到光亮 1（2019 北京卷）利用图 1 所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图 2中甲和乙两种图样。下列关于 P 处放置的光学元件说法正确的是 A甲对应单缝，乙对应双缝 B甲对应双缝，乙对应单缝 C都是单缝，甲对应的缝宽较大 D都是双缝，甲对应的双缝间距较大 2（2019 北京卷）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了 6 次实验的结果。组 次 入射光子的能量/eV 相对光强 光电流大小/mA 逸出光电子的最大动能/eV 第 一 组 1 2

12、3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9 第 二 组 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2.9 2.9 由表中数据得出的论断中不正确的是 A两组实验采用了不同频率的入射光 B两组实验所用的金属板材质不同 C若入射光子的能量为 5.0 eV，逸出光电子的最大动能为 1.9 eV D若入射光子的能量为 5.0 eV，相对光强越强，光电流越大 3（2019 天津卷）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：（用图中线段的字母表示）4（2019 江苏卷）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光

13、灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的（选填“折射”“干涉”或“衍射”）当缝的宽度（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。5（2019 新课标全国卷）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_；A将单缝向双缝靠近 B将屏向靠近双缝的方向移动 C将屏向远离双缝的方向移动 D使用间距更小的双缝（2）若双缝的间距为 d，屏与双缝间的距离为 l，测得第 1条暗条纹到第 n条暗条纹之间的距离为 x，则单色光的波长=_；（3）某次测量时，选用的双缝的间距为

14、 0300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第 1条暗条纹到第 4 条暗条纹之间的距离为 7.56 mm。则所测单色光的波长为_nm（结果保留 3位有效数字）。6（2019 新课标全国卷）如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面 3 m。距水面 4 m 的湖底 P 点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为 53（取 sin53=0.8）。已知水的折射率为。（1）求桅杆到 P 点的水平距离；（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由 P 点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为 45 时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。7（

15、2019 新课标全国卷）如图，直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面，A=90，B=30。8（2019 江苏卷）如图所示，某 L形透明材料的折射率 n=2。现沿 AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为。为使水平方向的光线射到 AB面时不会射入空气，求 的最大值 1（2019 北京卷）利用图 1 所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图 2中甲和乙两种图样。为使水平方向的光线射到 AB面时不会射入空气，求 的最大值 1.（2018年北京卷）用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A.干涉条纹消失 B.彩色条纹中的红色条纹消失 C.中央条纹变成

16、暗条纹 D.中央条纹变成红色 2.（2018年江苏卷）两束单色光 A、B的波长分别为 、，且 ，则_（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到_（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大 3.（2018年全国卷）如图，ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，A=30，一束红光垂直 AB边射入，从 AC 边上的 D点射出，其折射角为 60，则玻璃对红光的折射率为_。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在 D点射出时的折射射角_（“小于”“等于”或“大于”）60。4.（2018 高考全国卷）如图，ABC 是一直角三棱镜的横截面，A90，B60.一细光束从 B

17、C 边的 D点折射后，射到 AC 边的 E点，发生全反射后经 AB边的 F点射出EG垂直于 AC 交 BC 于 G，D恰好是 CG的中点不计多次反射 （1）求出射光相对于 D 点的入射光的偏角；1【2017 北京卷】如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为 a、b两束单色光。如果光束 b是蓝光，则光束 a可能是 A红光 B黄光 C绿光 D紫光 2【2017 天津卷】明代学者方以智在阳燧倒影中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光 a、b，下列说法正确的是 A若增大入射角 i，则 b光先消

18、失 B在该三棱镜中 a光波长小于 b光 Ca光能发生偏振现象，b光不能发生 D若 a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则 a光的遏止电压低 3【2017 北京卷】物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为 1 和 2 的无线电波。飞机降落过程中，当接收到 1和 2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 A天线发出的两种无线电波必须一样强 B导航利用了 1 与 2两种无线电波之间的干涉 C两种无线电波

19、在空间的强弱分布稳定 D两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 5【2017 新课标卷】在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是_（选对 1个得 2 分，选对 2个得 4分，选对 3个得 5 分；每选错 1个扣 3分，最低得分为 0分）。A改用红色激光 B改用蓝色激光 C减小双缝间距 D将屏幕向远离双缝的位置移动 E将光源向远离双缝的位置移动 6【2017 江苏卷】人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为 D，对称地沿轴线方向射入半径为 R 的小球，会聚在轴线上的 P

20、 点取球体的折射率为，且 D=R，求光线的会聚角（示意图未按比例画出）7【2017 新课标卷】如图，一玻璃工件的上半部是半径为 R 的半球体，O点为球心；下半部是半径为 R、高位 2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴 OC 的光线从半球面射入，该光线与 OC 之间的距离为 0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率。8【2017 新课标卷】一直桶状容器的高为 2l，底面是边长为 l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴 DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的 D 点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。9【2017 新课标卷】如图，一半径为 R 的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线 OO表示光轴（过球心 O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为 1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求 （i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；（ii）距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到 O点的距离。