届高三物理专题复习(光学部分)

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1、第 1 页 共 11 页专题复习：光学部分【考纲要求】【新课标高考试题回练】1、 （2010 年新课标卷）33 （1）(5 分) 如图，一个三棱镜的截面为等腰直角， 为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到ABCAB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为 。(填入正确选项前的字母 ) A. B. C. D.62322、 （2010 年海南卷）18(1)一光线以很小的入射角 射入一厚度为 d、折射率为 n 的平板i玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（ 很小时 ）sn,cos13、 （2011 年新课标卷）一半圆柱形透明物体横截面如图所示

2、，地面 AOB 镀银，o 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从 M 点入射，经过 AB 面反射后从 N 点射出。已知光线在M 点的入射角为 30 ， MOA=60 ， NOB=30 。求（1）光线在 M 点的折射角（2）透明物体的折射率光 光的折射定律折射率全反射、光导纤维光的干涉衍射和偏振现象|实验 实验一；探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验二：测定玻璃的折射率实验三：用双键干涉测光的波长第 2 页 共 11 页4、(2012 年全国新课标） （9 分）一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折

3、射率为 ，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。25、(2012 年海南卷）8 分）一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角 为锐角，折射率为 。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。2若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图） ，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角 可在什么范围内取值？一、光的折射：折射率 全反射、光导纤维1、(1)折射定律折射光线、入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦的比值是定值(注意两角三线的含义).(2)折射率折射率定义：光从真空或空气中射入介质中发生折射时

4、，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率.折射率是反映介质折射光的本领大小的一个物理量.折射率的定义表达式：n (其中 1 为真空或空气中的角度). si 21折射率的其他各种计算表达形 s 式：n (其中 c、 为光在真空或空气中的光速、波长； vc in Cv、 为介质中的光速、波长； C 为光发生全反射时的临界角).折射率大小的决定因素：介质、光源( 主要是频率)，注意：介质的折射率 n1.(3)折射光路是可逆的.2.光的全反射 (1)光疏介质和光密介质：两种介质比较，折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质；“光疏”和“光密”具有相对性.第 3 页 共 11 页

5、(2)全反射现象：光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时，光全部反射回光密介质，这一现象叫全反射现象.(3)临界角：折射角等于 90时对应的入射角叫做临界角，用 C 表示，C . 1arcsin (4)发生全反射的条件：光从光密介质入射到光疏介质；入射角大于等临界角.(5)光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射.其中内芯是光密介质，外套是光疏介质，它对光具有传导作用.不同颜色的光，其频率不同，因此在同一介质中光速及波长不同，同一介质对不同色光的折射率不同，红光的频率最低，紫光的频率最高.同一介质中，

6、频率高的色光折射率大，因为 C sin ， n 大 则 C 小 ， 当 入 射 角 从 0逐 渐 增 大 时 ， 频 率 高 的 色 光 先 发 生 全 反 射 ，1利 用v ，v/ ，可分析比较不同色光在同一介质中的光速、波长的大小.c色散现象 n v (波动性 ) 衍射 C 临 干涉间距 E 光子红黄紫小大大小大 (明显)小 (不明显)容易难大小大小小大【复习巩固题】1、 （07 河南高考）从桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。

7、已知玻璃的折射率为 1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为 （ ）Ar B1.5r C2r D2.5r2、 （2012 年 3 月四川乐山市二模）如图所示，OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面,OD 为直径，二束由紫光和红光组成的复色光沿 AO 方向从真空射人玻璃，紫光、红光分别从 B、C 点射出。.设紫光由 O 到 B 的传播时间为 tB，红光由O 到 C 的传播时间为 tC，则A tBtC.C tB=tC. D因入射角未知，无法比较 tB、t C3、如图所示，一玻璃棱镜的横截面是等腰abc，其中 ac 面是镀银的。现有一光线垂直于 ab 面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于 bc 面射出。则

8、( )（A）a=30b=75 （B）a=32b=74（C）a=34b=73 （D）a=36b=724、 （广西南宁市 2012 年高中毕业班第三次适应性测试理综）一半径为 R 半圆形玻璃砖放置在竖直平面内，其截面如图所示图中O 为圆心，MN 为竖直方向的直径。有一束细光线自 O 点沿水平方r桌面第 4 页 共 11 页向射人玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与 O 点的距离为 d 时，从玻璃砖射出的光线刚好消失。则此玻璃的折射率为（ ）A B 2Rd2RdC D5、 （甘肃省兰州一中 2013 届高三上学期期中考试理综试题、广西区百所高中 2012 届

9、高三上学期联考理综卷）如图所示，a 、 b 为两束不同频率的单色光，以 45的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO与玻璃砖垂直且与其上表面交于 N 点，入射点 A、 B 到 N 点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的 P 点，则下列说法正确的是（ ）A在真空中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度B在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度C同时增大入射角（入射角始终小于 90） ，则 a 光在下表面先发生全反射D对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比 b 光的干涉条纹宽6、 （09宁夏35.）一棱镜的截面为直角三角形 ABC，A=30 o，斜边 ABa。棱镜材料的折射率为

10、 n= 。在此截面所在的平面内，一条光线以 45o 的入射角从 AC 边的中点M 射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况） 。7、 （2012 年 3 月东北四校一模）如图所示，AOB 是由某种透明物质制成的 圆柱体横截14面（O 为圆心）折射率 。今有一束平行光以 45的入射角向柱体的 OA 平面，这些光线2中有一部分不能从柱体的 AB 面上射出，设凡射到 OB 面的光线全部被吸收，也不考虑 OA面的反射，求圆柱 AB 面上能射出光线的部分占 AB 表面的几分之几？第 5 页 共 11 页8、 （2012 年 3 月江西省六校联考）一底面半径为 R 的半圆柱形透明体的折射率为

11、，3n横截面如图所示，O 表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从 AOB 边上的A 点以 60的入射角入射，求：该光线从进入透明体到第一次离开透明体时，共经历的时间（已知真空中的光速为 c， ；计算结果用 R、n、c 表示） 。3arsin59、 （河南省新乡许昌平顶山三市 2013 届高三第一次调研考试理科综合能力测试）如图所示，ABC 为一直角三棱镜的截 面，其顶角 6=30，P 为垂直于直线光屏。现一宽 度等于 AB的单色平行光束垂直射向 AB 面，在光屏 P 上形成一条光带，已知棱镜的折射率为 ，AB的长度为 d ,求光屏 P 上形成的光带的宽度。10、 （2013 江西省

12、九江市七校联考）如图所示，一透明球体置于空气中，球半径 R10 cm，折射率 n ， MN 是一条通过球心的直线，单色细光束 AB 平行于 MN 射向球体， B 为2入射点， AB 与 MN 间距为 5 cm，CD 为出射光线2(1)补全光路图(2)求出光从 B 点传到 C 点的时间(3)求 CD 与 MN 所成的角第 6 页 共 11 页二、光的干涉衍射和偏振现象1、杨氏双缝干涉相干条件：如图若 S1、S 2 光振动情况完全相同，则符合 r2r 1 xn(n0,1,2,3 )时，出现亮条纹；dL若 S1、S 2 光振动情况完全相同，则符合 r2r 1 x(2 n1) (n0,1,2,3)时，

13、出现暗条纹 .(注意：振动情况完全相反的加强2减弱条件)其中d是两狭缝之间的距离，L 是两狭缝到屏的距离， 是光波的波长.相邻亮条纹( 或相邻暗条纹)之间的中央间距：x 双缝干涉图样 单色光：中央为明条纹，两边为等间距对称分布明暗相间条纹；复合光：中央为明条纹，两边为等间距对称分布彩色条纹.白光：中央为白色明条纹.2、薄膜干涉薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而形成.生活实例及应用：a.液膜干涉：劈形薄膜干涉可产生平行明暗相间的条纹.b.固膜干涉：增透膜.膜的厚度： . 4 介d增反膜： . 2 介c.气膜干涉：检查平整程度.待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行

14、照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象.3.光的衍射现象(1)光的衍射光遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射.(2)明显衍射的条件从理论上讲衍射是无条件的，但需发生明显的衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波的波长小，或者跟光波的波长相差不多时，光才发生明显的衍射现象.(3)衍射图样单缝衍射：单色光：中央是最宽的亮条纹，两侧为不等间隔的明暗相间的条纹；复合光：中央是最宽的亮条纹，两侧为不等间隔的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光.

15、第 7 页 共 11 页注意：与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹均匀分布，而衍射条纹的中央明纹较宽、较亮.圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环.(4)泊松亮斑光照射到一个半径很小的圆板后在圆板的阴影中心出现亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一.注意泊松亮斑与圆孔衍射条纹的区别：图甲是泊松亮斑，图乙是圆孔衍射条纹.4、光的偏振(1)自然光、偏振光自然光：从光源(如太阳、亮着的灯等 )直接发出的光，包含着在垂直于传播方向的一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.偏振光： 自然光通过偏振片后，在跟光传播方向垂直的平面内，光振动在某一方向较强而在另一些方向振动较弱，这样的光叫偏振光.自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是 90，这时的反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直.我们通常看到的绝大多数光都是偏振光.(2)光的偏振的物理意义光的偏振现象充分表明光波是横波.因为偏振现象是横波所特有的现象.(3)偏振光的应用全息照相、立体电影等.【复习巩固题】1、下面是四种与光有关的事实：用光导纤维传播信号用透明的标准样板和单色光检