《2019版高考物理一轮复习 专题十四 光学、电磁波及相对论课件教学资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习 专题十四 光学、电磁波及相对论课件教学资料（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十四光学 电磁波及相对论 高考物理 江苏专用 考点一光学1 2018江苏单科 12B 2 两束单色光A B的波长分别为 A B 且 A B 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 五年高考 A组自主命题 江苏卷题组 答案AA 解析光的波长越大 对应同一介质的折射率越小 由临界角公式sinC 可知 A光的临界角较大 进行杨氏双缝干涉实验时 相邻两条亮纹或暗纹间的距离 x 同一装置中 L和d为定值 则 越大 x越大 所以A光的条纹间距较大 2 2012江苏单科 12B 1 2 1 如图所示 白炽灯
2、的右侧依次平行放置偏振片P和Q A点位于P Q之间 B点位于Q右侧 旋转偏振片P A B两点光的强度变化情况是 A A B均不变B A B均有变化C A不变 B有变化D A有变化 B不变 2 测定玻璃的折射率 实验中 在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A B 在另一侧再竖直插两个大头针C D 在插入第四个大头针D时 要使它 如图所示是在白纸上留下的实验痕迹 其中直线a a 是描在纸上的玻璃砖的两个边 根据该图可算得玻璃的折射率n 计算结果保留两位有效数字 解析 1 白炽灯光经过偏振片P后成为完全偏振光 旋转P时P Q间偏振光的振动方向改变 但光的强度不变 B D错误 由于偏振片Q的透振方向不变 故
3、旋转P时Q右侧的偏振光强度发生周期性变化 故A错误 C正确 2 大头针A B确定的是入射光线的方位 大头针C D确定的是与之对应的出射光线的方位 故达到目的时四个大头针位于同一光路上 D能挡住C及A B的像 连接AB CD并延长分别与a a 相交于E F两点 再连接EF即可得到与入射光线AB对应的折射光线 过E点作a的垂线 则AB EF与垂线间的夹角即入射角及对应的折射角 答案 1 C 2 挡住C及A B的像1 8 1 6 1 9都算对 方法一用量角器测出入射角i及折射角r 查正弦表由n sini sinr可得折射率 方法二以E点为圆心适当长度为半径作圆 设圆与AB EF相交于G H 过G H
4、作法线的垂线GI与HJ 用刻度尺测出与的长度 则n 3 2011江苏单科 12B 2 一束光从空气射向折射率为的某种介质 若反射光线与折射光线垂直 则入射角为 真空中的光速为c 则光在该介质中的传播速度为 答案60 c 解析设入射角为 则折射角为90 由折射定律可知 故 60 由n 得v c 4 2017江苏单科 12B 3 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 解析由几何关系sini 解得i 45 则由折射定律 n 解得 30
5、 且i 解得 30 答案见解析 友情提醒对折射率的理解注意 折射率n 中 入射角i是光在真空或空气中的入射角度 5 2016江苏单科 12B 2 3 2 杨氏干涉实验证明光的确是一种波 一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上 两狭缝就成了两个光源 它们发出的光波满足干涉的必要条件 即两列光的相同 如图所示 在这两列光波相遇的区域中 实线表示波峰 虚线表示波谷 如果放置光屏 在 选填 A B 或 C 点会出现暗条纹 3 在上述杨氏干涉实验中 若单色光的波长 5 89 10 7m 双缝间的距离d 1mm 双缝到屏的距离l 2m 求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距 答案 2 频率C 3 1 17
6、8 10 2m 解析 2 只有频率相同的两列波相遇时才可能发生干涉 在相遇区域内 某时刻波峰与波峰相遇处 波谷与波谷相遇处是振动加强点 而波峰与波谷相遇处才是振动减弱点 故A B两点位于亮条纹上 C点处于暗条纹上 3 相邻亮条纹的中心间距 x 第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L 10 x代入数据得L 1 178 10 2m 考查点本题考查了相对论中光速不变原理 长度与速度的关系 波的叠加原理 波峰与波谷 杨氏干涉实验的原理等知识 属于中等难度题 知识链接两列频率相同的波叠加时 波峰与波峰或波谷与波谷叠加的区域振动加强 波峰与波谷叠加的区域振动减弱 而且加强的区域始终是加强的 减弱的区域始
7、终减弱 6 2015江苏单科 12B 3 人造树脂是常用的眼镜镜片材料 如图所示 光线射在一人造树脂立方体上 经折射后 射在桌面上的P点 已知光线的入射角为30 OA 5cm AB 20cm BP 12cm 求该人造树脂材料的折射率n 答案 或1 5 解析设折射角为 由折射定律有sin30 nsin 由几何关系知sin 且OP 代入数据解得n 或n 1 5 考查点本题考查光的折射定律 折射率等知识 属于中等难度题 解题关键解决几何光学题的关键是画好光路图 找准入射角和折射角 充分利用平面几何的知识找关系 7 2014江苏单科 12B 3 Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色
8、光芒 这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉 电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示 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 设鳞片的折射率为n 厚度为d 两片之间空气层厚度为h 取光在空气中的速度为c 求光从a到b所需的时间t 答案见解析 解析设光在鳞片中的折射角为 由折射定律有sini nsin 在鳞片中传播的路程l1 传播速度v 传播时间t1 解得t1 同理 在空气中的传播时间t2 则t t1 t2 考查点本题考查光的折射定律 光速与折射率的关系等知识 属于较难题 知识拓展蝴蝶翅膀在阳光的照射下之所以呈现出五彩缤纷的光芒 是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉 8 2013江
9、苏单科 12B 3 图为单反照相机取景器的示意图 ABCDE为五棱镜的一个截面 AB BC 光线垂直AB射入 分别在CD和EA上发生反射 且两次反射的入射角相等 最后光线垂直BC射出 若两次反射都为全反射 则该五棱镜折射率的最小值是多少 计算结果可用三角函数表示 解析由题意知 光线经界面CD和界面EA两次反射后传播方向改变了90 光线在两界面上反射时入射角与反射角的和都为45 则对应的入射角为22 5 若此时恰好发生全反射 则折射率为最小值 即n 答案 考查点本题考查光的折射和全反射 折射率等知识 对考生的分析推理能力有较高要求 属于中等难度题 解题关键解答本题的关键 首先是画好光路图 如图所
10、示 其次是列出2 2 90 并由题中 两次反射的入射角相等 的条件求出 1 2017北京理综 14 6分 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 B组统一命题 省 区 市 卷题组 答案D本题考查光的折射 色散 由题图可知 可见光穿过玻璃砖后 发生了色散 其中a光的侧移距离大于b光的侧移距离 说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率 同种介质对红 橙 黄 绿 青 蓝 紫的折射率依次增大 由于b光是蓝光 故只有D选项符合题意 2 2017上海单科 4 3分 用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜 所观察到的干涉
11、条纹为 答案B本题考查薄膜干涉 由于在光的干涉中亮 暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程之差 则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度 因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜 厚度相等的位置在同一条水平线上 故同一条干涉条纹必然是水平的 由此可知只有选项B正确 解题指导干涉条纹位置与形状的判定同一条干涉条纹上各点的位置决定了干涉条纹的形状 在双缝干涉及薄膜干涉中 某点处于哪一级亮条纹或暗条纹上 取决于两光波相遇时通过的路程差 在两波源相位相同的情况下 当 r n 时处于亮条纹上 当 r 2n 1 时处于暗条纹上 3 2015课标 34 1 5分 多选 如图 一束光沿半径方向射向
12、一块半圆柱形玻璃砖 在玻璃砖底面上的入射角为 经折射后射出a b两束光线 则 A 在玻璃中 a光的传播速度小于b光的传播速度B 在真空中 a光的波长小于b光的波长C 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D 若改变光束的入射方向使 角逐渐变大 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实验装置上做实验 a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 答案ABD从光路图看 入射角相同 a光的折射角较大 所以玻璃砖对a光的折射率较大 a光的频率较大 波长较短 B正确 C不正确 根据n 知va vb A正确 随着入射角增大 a光的折射角先达到90 D正确 在同一个双缝干涉实验装置上做实验 由
13、x 知光的波长越长 干涉条纹间距越大 E错误 知识归纳单色光的相关物理量 其他条件相同 4 2018课标 34 1 5分 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点射出时的折射角 填 小于 等于 或 大于 60 解析本题考查折射定律在三棱镜中的应用等知识 由题意知 1 60 由几何关系知 2 30 由n 得n 由f蓝 f红得n蓝 n红 又因n 2相同 故 1蓝 1红 蓝光在D点射出时的折射角大于60 答案大于 5 2018课标 34 2 10分 如图 ABC是一直角三
14、棱镜的横截面 A 90 B 60 一细光束从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 求出射光相对于D点的入射光的偏角 为实现上述光路 棱镜折射率的取值应在什么范围 解析本题考查光的折射和全反射 折射率 光线在BC边上折射 由折射定律有sini1 nsinr1 式中 n为棱镜的折射率 i1和r1分别是该光线在BC边上的入射角和折射角 光线在AC边上发生全反射 由反射定律有r2 i2 式中i2和r2分别是该光线在AC边上的入射角和反射角 光线在AB边上发生折射 由折射定律有nsini3 sinr3 答案 60
15、 n 2 式中i3和r3分别是该光线在AB边上的入射角和折射角 由几何关系得i2 r2 60 r1 i3 30 F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为 r1 i1 180 i2 r2 r3 i3 由 式得 60 光线在AC边上发生全反射 光线在AB边上不发生全反射 有nsini2 nsinC nsini3 式中C是全反射临界角 满足nsinC 1 由 式知 棱镜的折射率n的取值范围应为 n 2 解题关键画图是解决物理问题的基本功对于几何光学题 画好光路图是解题的关键 充分利用几何知识便可顺利解题 6 2018课标 34 2 10分 如图 某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记 图中O点 然
16、后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上 小标记位于AC边上 D位于AB边上 过D点作AC边的垂线交AC于F 该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察 恰好可以看到小标记的像 过O点作AB边的垂线交直线DF于E DE 2cm EF 1cm 求三棱镜的折射率 不考虑光线在三棱镜中的反射 答案 解析 本题考查折射定律 过D点作AB边的法线NN 连接O D 则 ODN 为O点发出的光线在D点的入射角 设该光线在D点的折射角为 如图所示 根据折射定律有nsin sin 式中n为三棱镜的折射率 由几何关系可知 60 EOF 30 OEF中有EF OEsin EOF 由 式和题给条件得OE 2cm 根据题给条件可知 OED为等腰三角形 有 30 由 式得 n 解题关键解答本题的关键是根据题设条件 画出光路图 利用图中几何关系 列方程求解 7 2017课标 34 2 10分 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 高为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
