高考物理总复习选考部分专题十七光学习题市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖课件.pptx

五年高考,三年模拟,栏目索引,五年高考,三年模拟,栏目索引,五年高考,三年模拟,栏目索引,五年高考,三年模拟,栏目索引,五年高考,三年模拟,栏目索引,*,*,专题十七光学,高考物理,(新课标,专用),1/105,A组统一命题课标卷题组,1.,课标,34(1),5分,0.372(多项选择)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃,砖底面上入射角为,经折射后射出,a,、,b,两束光线。则,。,A.在玻璃中,a,光传输速度小于,b,光传输速度,B.在真空中,a,光波长小于,b,光波长,C.玻璃砖对,a,光折射率小于对,b,光折射率,D.若改变光束入射方向使,角逐步变大,则折射光线,a,首先消失,E.分别用,a,、,b,光在同一个双缝干涉试验装置上做试验,a,光干涉条纹间距大于,b,光干涉条纹,间距,五年高考,2/105,答案,ABD从光路图看,入射角相同,a,光折射角较大,所以玻璃砖对,a,光折射率较大,a,光,频率较大,波长较短,B正确,C不正确;依据,n,=,知,v,a,”、“=”或“(2分)0.300(3分),解析,依据公式,x,=,红光波长大于绿光波长,所以,x,1,x,2,。依据题意,相邻亮条纹间距,x,=,mm=2.1 mm,所以,d,=,=3.00,10,-4,m=0.300 mm。,4/105,3.,课标,34(2),10分如图,一玻璃工件上半部是半径为,R半球体,O,点为球心;下半部是,半径为,R,、高为2,R,圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴,OC,光线从半球面射,入,该光线与,OC,之间距离为0.6,R,。已知最终从半球面射出光线恰好与入射光线平行(不考,虑屡次反射)。求该玻璃折射率。,答案,1.43,5/105,解析,如图,依据光路对称性和光路可逆性,与入射光线相对于,OC,轴对称出射光线一定与,入射光线平行。这么,从半球面射入折射光线,将从圆柱体底面中心,C,点反射。,设光线在半球面入射角为,i,折射角为,r,。由折射定律有,sin,i,=,n,sin,r,由正弦定理有,=,由几何关系,入射点法线与,OC,夹角为,i,。由题设条件和几何关系有,sin,i,=,式中,L,是入射光线与,OC,距离。由式和题给数据得,sin,r,=,由式和题给数据得,n,=,1.43,6/105,4.,(课标,34,15分)(1)在双缝干涉试验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后屏幕上显示,出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹间距,可选取方法是,。,A.改用红色激光,B.改用蓝色激光,C.减小双缝间距,D.将屏幕向远离双缝位置移动,E.将光源向远离双缝位置移动,(2)一直桶状容器高为2,l,底面是边长为,l,正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴,DD,、垂直于左右两侧面剖面图如图所表示。容器右侧内壁涂有反光材料,其它内壁涂有吸光材,料。在剖面左下角处有一点光源,已知由液体上表面,D,点射出两束光线相互垂直,求该液,体折射率。,7/105,答案,(1)ACD(2)1.55,解析,(1)本题考查双缝干涉。由相邻两亮条纹间距,x,=,可知,若要增大两相邻亮条纹间,距,应增大双缝与光屏间距离,L,、减小双缝间距,d,或增大照射光波长,而,红,绿,蓝,故选,项A、C、D正确。,(2)设从光源发出直接射到,D,点光线入射角为,i,1,折射角为,r,1,。在剖面内作光源相对于反光壁,镜像对称点,C,连接,C,、,D,交反光壁于,E,点,由光源射向,E,点光线,反射后沿,ED,射向,D,点。光线,在,D,点入射角为,i,2折射角为,r,2,如图所表示。设液体折射率为,n,由折射定律有,n,sin,i,1,=sin,r,1,n,sin,i,2,=sin,r,2,由题意知,r,1,+,r,2,=90,8/105,联立式得,n,2,=,由几何关系可知sin,i,1,=,=,sin,i,2,=,=,联立式得,n,=1.55,解题关键,(1)熟记双缝干涉中相邻亮条纹间距公式及各色光波长大小关系。,(2)正确画出光路图,由数学知识找出相关角关系。,9/105,5.,课标,34(2),10分如图,二分之一径为,R,玻璃半球,O,点是半球球心,虚线,OO,表示光轴(过,球心,O,与半球底面垂直直线)。已知玻璃折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球,底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球内表面反射后光线)。求,()从球面射出光线对应入射光线到光轴距离最大值;,()距光轴,入射光线经球面折射后与光轴交点到,O,点距离。,答案,(),R,(),R,(或2.74,R,),10/105,解析,()如图,从底面上,A,处射入光线,在球面上发生折射时入射角为,i,当,i,等于全反射临,界角,i,C,时,对应入射光线到光轴距离最大,设最大距离为,l,。,i,=,i,C,设,n,是玻璃折射率,由全反射临界角定义有,n,sin,i,C,=1,由几何关系有,sin,i,=,联立式并利用题给条件,得,l,=,R,11/105,)设与光轴相距,光线在球面,B,点发生折射时入射角和折射角分别为,i,1,和,r,1,由折射定律,有,n,sin,i,1,=sin,r,1,设折射光线与光轴交点为,C,在,OBC,中,由正弦定理有,=,由几何关系有,C,=,r,1,-,i,1,sin,i,1,=,联立式及题给条件得,OC,=,R,2.74,R,12/105,6.,课标,34(2),10分如图,在注满水游泳池池底有一点光源,A,它到池边水平距离为,3.0 m。从点光源,A,射向池边光线,AB,与竖直方向夹角恰好等于全反射临界角,水折射率,为,。,()求池内水深;,()一救生员坐在离池边不远处高凳上,他眼睛到池面高度为2.0 m当他看到正前下方,点光源,A,时,他眼睛所接收光线与竖直方向夹角恰好为45,。求救生员眼睛到池边,水平距离(结果保留1位有效数字)。,答案,()2.6 m()0.7 m,13/105,解析,()如图,设抵达池边光线入射角为,i,。依题意,水折射率,n,=,光线折射角,=90,。由折射定律有,n,sin,i,=sin,由几何关系有,sin,i,=,式中,l,=3 m,h,是池内水深度。联立式并代入题给数据得,h,=,m,2.6 m,()设此时救生员眼睛到池边水平距离为,x,。依题意,救生员视线与竖直方向夹角为,=45,。由折射定律有,14/105,n,sin,i,=sin,式中,i,是光线在水面入射角。设池底点光源,A,到水面入射点水平距离为,a,。由几何关系有,sin,i,=,x,+,l,=,a,+,h,式中,h,=2 m。联立式得,x,=,m,0.7 m,解题关键,几何光学一定要注意几何关系应用,关键是要依据题意,画出正确光路图,依据,光路图找出需要各种几何关系,比如本题中sin,i,=,、sin,i,=,、,x,+,l,=,a,+,h,等。,15/105,7.,课标,34(2),10分如图,玻璃球冠折射率为,其底面镀银,底面半径是球半径,倍;在过球心,O,且垂直于底面平面(纸面)内,有一与底面垂直光线射到玻璃球冠上,M,点,该,光线延长线恰好过底面边缘上,A,点。求该光线从球面射出方向相对于其初始入射方向,偏角。,答案,150,16/105,解析,设球半径为,R,球冠底面中心为,O,连接,OO,则,OO,AB,。令,OAO,=,有,cos,=,=,即,=30,由题意,MA,AB,所以,OAM,=60,设图中,N,点为光线在球冠内底面上反射点,所考虑光线光路图如图所表示。设光线在,M,点,入射角为,i,、折射角为,r,在,N,点入射角为,i,反射角为,i,玻璃折射率为,n,。因为,OAM,为等边,三角形,有,i,=60,由折射定律有sin,i,=,n,sin,r,17/105,代入题给条件,n,=,得,r,=30,作底面在,N,点法线,NE,因为,NE,AM,有,i30,依据反射定律,有,i,=30,连接,ON,由几何关系知,MAN,MON,故有,MNO,=60,由式得,ENO,=30,于是,ENO,为反射角,NO,为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以,经,一次反射后射出玻璃球冠光线相对于入射光线偏角,为,=180,-,ENO,=150,方法技巧,(1)因底面半径,R,底,=,R,所以,OAB,=30,OAM,=60,而,OM,=,OA,=,R,所以,OAM,为等边三角形,且在,M,点入射角,i,=,OMA,。,(2)从,AB,面反射光线经过圆心,O,故该反射光线会垂直球面射出球冠。,18/105,8.,课标,34(2),9分,0571一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为,R,半圆,AB,为半圆直,径,O,为圆心,如图所表示。玻璃折射率为,n,=,。,()一束平行光垂直射向玻璃砖下表面,若光线抵达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束,在,AB,上最大宽度为多少?,()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,位置。,答案,(),R,()看法析,19/105,解析,()在,O,点左侧,设从,E,点射入光线进入玻璃砖后在上表面入射角恰好等于全反射,临界角,则,OE,区域入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有sin,=,由几何关系有,OE,=,R,sin,由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束宽度最大为,l,=2,OE,联立式,代入已知数据得,l,=,R,()设光线在距,O,点,R,C,点射入后,在上表面入射角为,由几何关系及式和已知条件得,=60,20/105,光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最终由,G,点射出,如图。由反射定律和几何关系得,OG,=,OC,=,R,射到,G,点光有一部分被反射,沿原路返回抵达,C,点射出。,思绪点拨,当光线垂直玻璃砖下表面射入时,光线方向不发生改变。当光线由玻璃砖进,入空气时,是由光密介质进入光疏介质,折射角大于入射角,当入射角等于临界角时光线发生全,反射。结合对称性和几何知识分析求解。,21/105,9.,课标,34(2),10分,0.374一厚度为,h,大平板玻璃水平放置,其下表面贴有二分之一径为,r,圆形发光面。在玻璃板上表面放置二分之一径为,R,圆纸片,圆纸片与圆形发光面中心在同一竖,直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出光线(不考虑反射),求平板玻璃,折射率。,答案,看法析,22/105,解析,如图,考虑从圆形发光面边缘,A,点发出一条光线,假设它斜射到玻璃上表面,A,点折,射,依据折射定律有,n,sin,=sin,式中,n,是玻璃折射率,是入射角,是折射角。,现假设,A,恰好在纸片边缘。由题意,在,A,点刚好发生全反射,故,=,设,AA,线段在玻璃上表面投影长为L,由几何关系有,sin,=,由题意,纸片半径应为,R,=,L,+,r,23/105,联立以上各式得,n,=,审题指导,依据题述“恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出光线”可知射到玻璃上表面,光线恰好在圆纸片边缘处发生全反射,进而作出示意图,找到几何关系从而完成求解。,24/105,10,.课标,34(2),10分,0.430如图,三棱镜横截面为直角三角形,ABC,A,=30,B,=60,。,一束平行于,AC,边光线自,AB,边,P,点射入三棱镜,在,AC,边发生反射后从,BC,边,M,点射出。若,光线在,P,点入射角和在,M,点折射角相等,()求三棱镜折射率;,()在三棱镜,AC,边是否有光线透出?写出分析过程。(不考虑屡次反射),答案,(),()没有光线透出;分析过程看法析,25/105,解析,()光路图如图所表示,图中,N,点为光线在,AC,边发生反射入射点。设光线在,P,点入射角,为,i,、折射角为,r,在,M,点入射角为,r,、折射角依题意也为,i,有,i,=60,由折射定律有,sin,i,=,n,sin,r,n,sin,r,=sin,i,由式得,r,=,r,OO,为过,M,点法线,C,为直角,OO,AC,。由几何关系有,26/105,MNC,=,r,由反射定律可知,PNA,=,MNC,联立式得,PNA,=,r,由几何关系得,r,=30,联立式得,n,=,()设在,N,点入射角为,i,由几何关系得,i,=60,此三棱镜全反射临界角满足,n,sin,C,=1,由,式得,i,C,此光线在,N,点发生全反射,三棱镜,AC,边没有光线透出。,27/105,解题指导,在,P,点因为光线是由光疏介质进入光密介质,则入射角小于折射角。若光线在,P,点入射角和在,M,点折射角相等,则光线在,P,点折射角和在,M,点入射角相等。在,P,点入,射光线与,AC,平行,则入射角为60,。结合几何关系分析。,28/105,B组自主命题省(区、市)卷题组,1.,(北京理综,14,6分)如图所表示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。假如,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,29/105,答案,D本题考查光折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中,a,光,侧移距离大于,b,光侧移距离,说明玻璃对,a,光折射率大于对,b,光折射率,同种介质对红、,橙、黄、绿、青、蓝、紫折射率依次增大,因为,b,光是蓝光,故只有D选项符合题意。,知识归纳,色光中相关物理量改变,色光,物理量,红橙黄绿青蓝紫,频率、对应同一介质折,射率n、光子能量h,小变大大,波长和同一介质中,光速v、临界角C,大变小小,30/105,2.,(福建理综,14,6分)一束由红、紫两色光组成复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜。下面,四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光是,(),答案,B光线经过玻璃三棱镜后应向底边偏折,可知C、D错误。光频率越大,折射率越大,向底边偏折程度越大,光线在进入与射出两处都会发生不一样程度偏折,所以A错误、B正确。,评析,本题为光线经过棱镜后色散问题,考查重点是“光频率越大,折射率越大,偏向角,越大,偏折程度越大”。,31/105,3.,(上海单科,4,3分)用单色光照射位于竖直平面内肥皂液薄膜,所观察到干涉条纹为,(),答案,B本题考查薄膜干涉。因为在光干涉中亮、暗条纹位置取决于两列光波相遇时,经过旅程之差,则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形,成了一个上薄下厚楔形膜,厚度相等位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必定是水平,由此可知只有选项B正确。,解题指导,干涉条纹位置与形状判定,同一条干涉条纹上各点位置决定了干涉条纹形状。在双缝干包括薄膜干涉中,某点处于哪,一级亮条纹或暗条纹上,取决于两光波相遇时经过旅程差。两波源相位相同情况下,当,r,=,n,时处于亮条纹上,当,r,=(2,n,+1),时处于暗条纹上。,32/105,4.,(天津理综,2,6分)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”,表明白光经过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所表示,一束复色光通,过三棱镜后分解成两束单色光,a,、,b,以下说法正确是,(),A.若增大入射角,i,则,b,光先消失,B.在该三棱镜中,a,光波长小于,b,光,C.,a,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,光遏止电压低,33/105,答案,D本题考查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角,i,时,两单色光在左侧界面,折射角增大,但在右侧界面入射角均减小,故不会发生全反射,A错误。由图知三棱镜对,a,光,折射率小于对,b,光折射率,而同种介质对频率越大光折射率越大,故,a,b,光在三棱镜中,波长,=,=,n,a,b,B错误。偏振是横波所特有现象,故,a,、,b,两光都能发生偏振,C错,误。由,eU,c,=E,k,=,h,-,W,可知,在照射同一光电管即,W,相同条件下,a,光波长长、频率低,故,a,光遏,止电压,U,c,也低,D正确。,34/105,知识归纳,单色光相关物理量(其它条件相同),红 橙 黄 绿 青 蓝 紫,相关公式,波长,=,频率,光子能量,E,=,h,折射率,n,sin,C,=1,临界角,视深度,h,=,h,/,n,最大初动能,E,k,=,h,-,W,干涉条纹宽度,x,=,35/105,5.,(福建理综,13,6分)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光,a,、,b,波长分别为,a,、,b,该玻璃对单色光,a,、,b,折射率分别为,n,a,、,n,b,则,(),A.,an,b,B.,a,b,n,a,n,b,C.,a,b,n,a,b,n,a,n,b,答案,B由图可知,b,光偏折程度大,则,n,a,b,B项正确。,36/105,6.,(四川理综,3,6分)直线,P,1,P,2,过均匀玻璃球球心,O,细光束,a,、,b,平行且关于,P,1,P,2,对称,由空气,射入玻璃球光路如图。,a,、,b,光相比,(),A.玻璃对,a,光折射率较大,B.玻璃对,a,光临界角较小,C.,b,光在玻璃中传输速度较小,D.,b,光在玻璃中传输时间较短,答案,C从光路图能够看出,a,、,b,两束光入射角相等,b,光折射角更小一些,由此可知,n,b,n,a,A错误;由sin,C,=,可知,玻璃对,a,光临界角较大,B错误;由,n,=,可知,b,光在玻璃中传输速度较,小,C正确;,b,光在玻璃中传输速度较小,且它在玻璃中传输距离较长,所以在玻璃中传输时,间较长,D错误。,37/105,7.,重庆理综,11(1),6分打磨某剖面如图所表示宝石时,必须将,OP,、,OQ,边与轴线夹角,切,磨在,1,2,光线一定在,OP,边发生全反射,B.若,2,光线会从,OQ,边射出,C.若,1,光线会从,OP,边射出,D.若,1,光线会在,OP,边发生全反射,38/105,答案,D作出,1,2,时光路如图所表示。由图中几何关系有,i,1,=90,-,2,+90,-,i,1,+90,-,i,2180,即,i,1,+,i,2,=2,。则有,i,2,=3,-90,。可见,越大时,i,2,越大、,i,1,越小。要使光线在,OP,上发生全反射,应有,i,1,C,即,90,-,C,;要使光线在,OQ,上发生全反射,应有,i,2,C,即,30,+,。可见在,OP,边和,OQ,边都,发生全反射时应满足,1,30,+,90,-,C,2,时一定有,90,-,C,光线一定不会在,OP,边上发生全反射,同时也一定有,30,+,即光线若能射在,OQ,边上,一定会发生全反射,故A、B,皆错误。当,1,时,一定有,90,-,C,即光线一定在,OP,边发生全反射,C错误D正确。,39/105,8.,(福建理综,13,6分)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O,点为该玻璃砖截面圆心,下列图能正确描述其光路是,(),答案,A光束沿玻璃砖半径射向,O,点,在界面处入射角大于或等于临界角时,发生全反射,小于,临界角时,在空气中折射角大于入射角,A正确,C错误;当光束由空气射向玻璃砖时,由发生全,反射条件可知B错误;在玻璃中折射角应小于入射角,D错误。,40/105,9.,(天津理综,8,6分)(多项选择)固定半圆形玻璃砖横截面如图,O,点为圆心,OO,为直径,MN,垂线。足够大光屏,PQ,紧靠玻璃砖右侧且垂直于,MN,。由,A,、,B,两种单色光组成一束光沿半,径方向射向,O,点,入射光线与,OO,夹角,较小时,光屏,NQ,区域出现两个光斑,逐步增大,角,当,=,时,光屏,NQ,区域,A,光光斑消失,继续增大,角,当,=,时,光屏,NQ,区域,B,光光斑消失,则,(),A.玻璃砖对,A,光折射率比对,B,光大,B.,A,光在玻璃砖中传输速度比,B,光大,C.,时,光屏上只有1个光斑,D.,时,光屏上只有1个光斑,答案,AD因,A,光先消失,说明,A,光先发生全反射,所以玻璃对,A,光折射率大于,B,光,A项正确。,由,v,=,可知折射率越大则速度,v,越小,B项错误。当,时,A,光发生全反射,只有反射光斑与,B,光折射光斑,共2个,C项错误。当,n,b,则由,n,=,知,v,a,t,b,A正确。由sin,C,=,知,C,a,C,b,故B正,确。因对同种介质频率越大、波长越短时折射率越大,故,a,b,结合双缝干涉条纹宽度,x,=,可,知C错误。由光电效应方程,E,km,=,h,-,W,=,h,-,W,可知,同一金属,W,相同时,a,光频率高,用,a,光照射时逸,出光电子最大初动能大,D错误。,42/105,11.,江苏单科,12B(3)人眼球可简化为如图所表示模型。折射率相同、半径不一样两个,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,小球,会聚在轴线上,P,点。取,球体折射率为,且,D,=,R,。求光线会聚角,。(示意图未按百分比画出),43/105,答案,看法析,解析,由几何关系sin,i,=,解得,i,=45,则由折射定律,=,n,解得,=30,且,i,=,+,解得,=30,友情提醒,对折射率了解,注意:折射率,n,=,中,入射角,i,是光在真空或空气中入射角度。,44/105,12.,山东理综,38(2)如图,三角形,ABC,为某透明介质横截面,O,为,BC,边中点,位于截面所,在平面内一束光线自,O,以角,i,入射,第一次抵达,AB,边恰好发生全反射。已知,=15,BC,边长为,2,L,该介质折射率为,。求:,()入射角,i,;,()从入射到发生第一次全反射所用时间(设光在真空中速度为,c,可能用到:sin 75,=,或tan 15,=2)。,答案,()45,(),L,45/105,解析,()依据全反射规律可知,光线在,AB,面上,P,点入射角等于临界角,C,由折射定律得,sin,C,=,代入数据得,C,=45,设光线在,BC,面上折射角为,r,由几何关系得,r,=30,由折射定律得,n,=,联立式,代入数据得,i,=45,46/105,()在,OPB,中,依据正弦定理得,=,设所用时间为,t,光线在介质中速度为,v,得,=,vt,v,=,联立式,代入数据得,t,=,L,47/105,1.,浙江自选,13(1),4分如图所表示半圆形玻璃砖,圆心为O,半径为R,折射率为,。光由空,气从A点垂直射入玻璃砖,OA=,。则,(),A.该玻璃临界角为45,B.光在玻璃砖中传输速度为v=,c,C.光第一次射出玻璃砖折射角为60,D.玻璃临界角随入射光线位置改变而改变,C组教师专用题,组,48/105,答案,C由sin,C,=,=,知该玻璃临界角,C,45,A错误。光在玻璃砖中传输速度为,v,=,=,c,B错误。如图,sin,i,=,=,由折射定律有sin,r,=,n,sin,i,=,故,r,=60,C正确。由sin,C,=,知,临界角只取决于玻璃折射率,而与光线入射位置无关,D错误。,评析,本题以半圆形玻璃砖为载体考查了光折射、全反射及光在介质中传输速度,几何条,件给定较为隐蔽,很好地考查了作图能力,难度中等偏易。,49/105,2.,重庆理综,11(1),6分虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平白色桌面上会形成,MN,和,PQ,两条彩色光带,光路如图所表示。,M,、,N,、,P,、,Q,点颜色分别为,(),A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫,C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红,50/105,答案,A由题图可知,射到,M,点光线进入玻璃球时折射角小于射到,N,点光线进入玻璃球,时折射角,所以玻璃对射到,M,点光折射率大于玻璃对射到,N,点光折射率,故,M,点颜,色为紫色,N,点颜色为红色;同理可得,P,点颜色为红色,Q,点颜色为紫色,所以只有A项正,确。,51/105,3.,(浙江自选,13,4分)以下说法正确是,(),A.真空中蓝光波长比红光波长长,B.天空中彩虹是由光干涉形成,C.光纤通信利用了光全反射原理,D.机械波在不一样介质中传输,波长保持不变,答案,C蓝光频率大于红光频率,在真空中两束光速度相等,由,=,v,/,f,可得蓝光波长小,于红光波长,选项A错;天空中彩虹是由光折射形成,选项B错;光纤通信利用了光全反,射原理,选项C正确;机械波在不一样介质中传输,频率保持不变,波长发生改变,选项D错误。,52/105,4.,(四川理综,3,6分)如图所表示,口径较大、充满水薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球。,则,(),A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球,B.小球所发光能从水面任何区域射出,C.小球所发光从水中进入空气后频率变大,D.小球所发光从水中进入空气后传输速度变大,53/105,答案,D设发光小球在,P,点,如图甲,当发光小球不在缸底中心,O,时,仍有光线从侧面射出,所以,A错误。光从水面射入空气时,当入射角大于或等于临界角时,会发生全反射现象,如图乙,只有,在入射角,小于临界角,C,范围内光才能从水面射出,B错误。光从一个介质进入另一个介质时,频率保持不变,C错误。光在水中传输速度,v,=,光在空气中传输速度近似等于真空中传,播速度,c,所以D正确。,54/105,5.,江苏单科,12B(1)某同学用单色光进行双缝干涉试验,在屏上观察到题(甲)图所表示条,纹,仅改变一个试验条件后,观察到条纹如题(乙)图所表示。他改变试验条件可能是,。,A.减小光源到单缝距离,B.减小双缝之间距离,C.减小双缝到光屏之间距离,D.换用频率更高单色光源,答案,B由(甲)和(乙)两图可知改变条件以后条纹变宽,由,x,=,可知,只有B正确。,55/105,6.,(四川理综,3,6分)光射到两种不一样介质分界面,分析其后传输情形可知,(),A.折射现象出现说明光是纵波,B.光总会分为反射光和折射光,C.折射光与入射光传输方向总是不一样,D.发生折射是因为光在不一样介质中传输速度不一样,答案,D折射是横波、纵波共有现象,光是一个电磁波,而电磁波是横波,A错误;当光从光密,介质射向光疏介质而且入射角大于临界角时,就只有反射光而无折射光,B错误;当入射角等于,0,时折射光与入射光传输方向相同,C错误;由惠更斯原理对折射解释可知D正确。,56/105,7.,(浙江理综,16,6分)与通常观察到月全食不一样,小虎同学在12月10日晚观看月全,食时,看到整个月亮是暗红。小虎画了月全食示意图,并提出了以下猜测,其中最为合理,是,(),A.地球上有些人用红色激光照射月球,B.太阳照射到地球红光反射到月球,C.太阳光中红光经地球大气层折射到月球,D.太阳光中红光在月球表面形成干涉条纹,答案,C月全食是月亮、地球、太阳三者在同一直线且地球在中间时,地球将太阳光挡住而,形成,看到月亮是暗红,原因是太阳光中红光经地球大气层折射到了月球表面,选项C正,确。,57/105,8.,(纲领全国,17,6分)在双缝干涉试验中,一钠灯发出波长为589 nm光,在距双缝1.00 m,屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm,则双缝间距为,(),A.2.06,10,-7,mB.2.06,10,-4,m,C.1.68,10,-4,mD.1.68,10,-3,m,答案,C由,x,=,可得双缝间距,d,=,=,m=1.68,10,-4,m,选项C正确。,58/105,9.,(纲领全国,14,6分)以下现象中,属于光衍射是,(),A.雨后天空出现彩虹,B.经过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹,C.海市蜃楼现象,D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹,答案,B彩虹是光色散现象,海市蜃楼是光折射、全反射现象,肥皂膜上出现彩色条纹是,薄膜干涉现象,A、C、D错误。经过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象,B正确。,59/105,10.,江苏单科,12B(3)人造树脂是惯用眼镜镜片材料。如图所表示,光线射在一人造树脂立,方体上,经折射后,射在桌面上,P,点。已知光线入射角为30,OA,=5 cm,AB,=20 cm,BP,=12 cm,求该人造树脂材料折射率,n,。,答案,(或1.5),解析,设折射角为,由折射定律有sin 30,=,n,sin,由几何关系知sin,=,且,OP,=,代入数据解得,n,=,(或,n,1.5),60/105,11.,江苏单科,12B(3)Morpho蝴蝶翅膀在阳光照射下展现出闪亮刺眼蓝色光芒,这是,因为光照射到翅膀鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构示意图如图。一束光以入,射角,i,从,a,点入射,经过折射和反射后从,b,点出射。设鳞片折射率为,n,厚度为,d,两片之间空气层,厚度为,h,。取光在空气中速度为,c,求光从,a,到,b,所需时间,t,。,61/105,答案,看法析,解析,设光在鳞片中折射角为,由折射定律有sin,i,=,n,sin,在鳞片中传输旅程,l,1,=,传输速度,v,=,传输时间,t,1,=,解得,t,1,=,同理,在空气中传输时间,t,2,=,则,t,=,t,1,+,t,2,=,+,62/105,一、选择题(每小题6分,共12分),1.,(天津和平质量调查,2)如图所表示,OO,是半圆柱形玻璃体对称面和纸面交线,A,、,B,是关,于,OO,轴等距离且平行两束不一样单色细光束,从玻璃体射出后相交于,OO,下方,P,点,由此能够,得出结论是,(),A.在同种玻璃中传输,A,光传输速度一定大于,B,光,B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,B,光侧移量大,C.分别照射同一光电管,若,B,光能引发光电效应,A,光一定也能,D.以相同入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一个光时,一定是,A,光,三年模拟,A组 高考模拟基础题组,(时间：50分钟 分值：70分),63/105,答案,C由图可知,A,光折射率,n,A,大于,B,光折射率,n,B,又由,v,=,可知,v,A,n,B,则以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,A,光侧移量大,B项错误。因为,n,A,n,B,则,A,B,若分别照射同一光电管,若,B,光能引发光电效应,A,光一定也能,C项正确。在空气中只能看到一,种光时,应是折射率较小,B,光,D项错误。,64/105,2.,(河南三市第一次调研)(多项选择)如图所表示,实线为空气和水分界面,一束蓝光从空气中,A,点沿,AO,1,方向(,O,1,点在分界面上,图中,O,1,点和入射光线都未画出)射向水中,折射后经过水中,B,点。图中,O,点为,A,、,B,连线与分界面交点。以下说法正确是,(),A.,O,1,点在,O,点右侧,B.蓝光从空气中射入水中时,速度变小,C.若沿,AO,1,方向射向水中是一束紫光,则折射光线有可能经过,B,点正下方,C,点,D.若沿,AO,1,方向射向水中是一束红光,则折射光线有可能经过,B,点正上方,D,点,E.若蓝光沿,AO,方向射向水中,则折射光线有可能经过,B,点正上方,D,点,65/105,答案,BCD据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所,示,知,O,1,点应在,O,点左侧,故A错。光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小,故B,对。紫光折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光折射角,则紫光折射光线可能经过,B,点,正下方,C,点,故C对。若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光折射角,则可能经过,B,点正,上方,D,点,故D对。若蓝光沿,AO,方向射入,据折射定律,知折射光线不能经过,B,点正上方,D,点,故E错。,66/105,二、非选择题(共58分),3.河北唐山一模,34(2)(9分)如图所表示,内径为,R,、外径为,R,=,R,环状玻璃砖圆心为,O,折射率为,n,=,。一束平行于对称轴,O,O,光线由,A,点进入玻璃砖,抵达,B,点(未标出)刚好发生全,反射。求:,.玻璃砖临界角;,.,A,点处光线入射角和折射角。,67/105,答案,.45,.45,30,解析,.由题给条件画出光路图,如图所表示,因在,B,点刚好发生全反射,则,sin,C,=,=,(2分),得,C,=45,(1分),.在,OAB,中,OA,=,R,OB,=,R,由正弦定理得,=,(2分),得sin,r,=,r,=30,(1分),由,=,n,(2分),得,i,=45,(1分),68/105,4.,河南三市二模,34(2)(10分)如图所表示,ABC,为一透明材料制成柱形光学元件横截面,该种材料折射率,n,=,AC,是二分之一径为,R,圆弧,O,为圆弧圆心,ABCO,组成正方形,在,O,处有,一点光源。从点光源射到圆弧,AC,光线进入透明材料后首次射向,AB,或,BC,界面时,有一部分不,能从,AB,或,BC,界面直接射出。下面问题只研究进入透明材料后首次射向,AB,或,BC,界面光线,已知,AB,面上,P,点到,A,点距离为,R,。求:,()从,P,点射出光线折射角;,(),AB,和,BC,截面上没有光线射出部分总长度。,答案,()60,()(2-,),R,(或0.59,R,),69/105,解析,()设射向,P,点光线入射角为,1,由几何关系可得sin,1,=,(1分),依据折射定律有,=,(2分),解得,2,=60,(1分),()设临界角为,C,射向,M,点光线恰好发生全反射,则有sin,C,=,(2分),AB,截面没有光线射出部分长度,BM,=(1-tan,C,),R,=(1-,),R,(1分),同理可知,BC,截面没有光线射出部分长度为(1-,),R,(1分),两截面上没有光线射出部分总长度,l,=2(1-,),R,=(2-,),R,=0.59,R,(2分),70/105,5.,广东广州综测(一),34(2)(10分)如图,置于空气中直角三棱镜,ABC,折射率为,、,AB,长,为2,a,。一束光线以45,入射角射到,AB,边中点。设空气中光速为,c,求:光线进入棱镜到从,AC,边射出所经历时间。,答案,71/105,解析,由,n,=,(2分),已知:,i,=45,n,=,得:,r,=30,(1分),因为,r,=30,所以光线在三棱镜中平行,BC,传输且垂直,AC,射出,如图,由几何关系可知,光线在三棱,镜中传输距离,s,=,(1分),设光在三棱镜内速度为,v,则,n,=,(2分),又,s,=,vt,(2分),得:,t,=,=,=,(2分),72/105,6.,福建漳州三联,34(2)(10分)如图所表示,一个半径为,R,、折射率为,透明玻璃半球体,O,为球心,轴线,OA,水平且与半球体左边界垂直,位于轴线上,O,点左侧,处点光源,S,发出一束与,OA,夹角,=60,光线射向半球体,已知光在真空中传输速度为,c,。求:光线第一次从玻璃半球,体射出时方向以及光线在玻璃半球体内传输时间。,73/105,答案,看法析,解析,作出大致光路图如图所表示,由几何知识可得,l,OB,=,tan,=,又,n,=,=,解得:,=30,在,OBC,中有:,=,解得:,=30,又,n,=,=,解得,=60,74/105,则知出射光线,CD,方向与,OA,平行,光在玻璃半球体中传输距离,l,BC,=,l,OB,又速度,v,=,可得,t,=,=,75/105,7.,湖南长沙四县三月模拟,34(2)(10分)如图,将半径为,R,透明半球体放在水平桌面上方,O,为球心,直径恰好水平,轴线,OO,垂直于水平桌面。位于,O,点正上方某一高度处点光源,S,发出一,束与,OO,夹角,=60,单色光射向半球体上,A,点,光线经过半球体后刚好垂直射到桌面上,B,点,已知,O,B,=,R,光在真空中传输速度为,c,不考虑半球体内光反射,求:,()透明半球体对该单色光折射率,n,;,()该光在半球体内传输时间。,答案,(),(),76/105,解析,()光从光源,S,射出经半球体抵达水平桌面光路如图,光由空气射向半球体,由折射定律,有,n,=,(2分),在,OCD,中,sin,COD,=,得,COD,=60,由几何知识知,=,COD,=60,光由半球体射向空气,由折射定律,有,n,=,(1