《课标ⅲ专用2018年高考物理总复习鸭部分专题十七光学习题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课标ⅲ专用2018年高考物理总复习鸭部分专题十七光学习题课件（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十七 光学,高考物理 (课标专用),1.2015课标,34(1),5分,0.372(多选)如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃 砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则 ( ),五年高考,A组 统一命题课标卷题组,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
2、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vavb,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x= 知光的波长越长,干涉条纹间距 越大,E错误。,解题指导 根据n= 判断折射率的大小关系。根据v= 判断v的大小关系。同一介质 对频率大的光的折射率大,真空中,频率大的光波长短。根据x= 判断条纹间距的大小关 系。,解题关键 n= ,i为空气或真空中的角,结合题图可知nanb,则ab,ab。熟记规律:n , , 。,2.(2014大纲全国,17,6分)在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm的光,在距双缝
3、1.00 m 的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm,则双缝的间距为 ( ) A.2.0610-7 m B.2.0610-4 m C.1.6810-4 m D.1.6810-3 m,答案 C 由x= 可得双缝间距d= = m=1.6810-4 m,选项C正确。,解题指导 应用公式x= 解答即可,其中x为相邻两明纹的中心间距,l为双缝到屏的距离,d 为双缝的间距。1 nm=110-9 m。,3.(2013大纲全国,14,6分)下列现象中,属于光的衍射的是 ( ) A.雨后天空出现彩虹 B.通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
4、色条纹,答案 B 彩虹是光的色散现象,海市蜃楼是光的折射、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。通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象,B正确。,解题关键 掌握折射现象、干涉现象和衍射现象的本质不同是顺利解题的关键。,易错点拨 折射、干涉、衍射都可能出现彩色条纹,要注意区分。,4.2015课标,34(1),5分,0.253在双缝干涉实验中,分别用红色和绿色的激光照射同一双缝,在 双缝后的屏幕上,红光的干涉条纹间距x1与绿光的干涉条纹间距x2相比,x1 x2(填 “”、“=”或“”)。若实验中红光的波长为630 nm,双缝与屏幕的距离为1.00 m,测得第1 条
5、到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm,则双缝之间的距离为 mm。,答案 (2分) 0.300(3分),解析 根据公式x= ,红光波长大于绿光波长,因此x1x2。根据题意,条纹间距x= mm =2.1 mm,所以d= =3.0010-4 m=0.300 mm。,解题关键 熟记双缝干涉实验的条纹间距公式。红光波长大于绿光波长。,易错警示 本题条纹间距x= ,有些同学误认为x= 。,5.2017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
6、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。,答案 1.43,6.(2017课标,34,15分)(1)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 。 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 (2)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、 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
7、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。,答案 (1)ACD (2)1.55,解析 (1)由相邻两亮条纹间距x= 可知,若要增大两相邻亮条纹的间距,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点的光线的入射角为i1,折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁 的镜像对称点C,连接C、D,交反光壁于E点,由光源射向E点的光线,反射后沿ED射向D点。光线 在D点的入射角为i2,折射角为r2,如图所示。设液体的折射率为n,由折射定律有 n sin i1=sin r1 n sin i2=
8、sin r2 由题意知r1+r2=90 联立式得n2= ,由几何关系可知sin i1= = sin i2= = 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的波长大小关系。 (2)正确画出光路图,由数学知识找出相关角的关系。,7.2017课标,34(2),10分如图,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 ()从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值; ()距光轴 的入射光
9、线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。,答案 () R () R(或2.74R),解析 ()如图,从底面上A处射入的光线,在球面上发生折射时的入射角为i,当i等于全反射临 界角iC时,对应入射光线到光轴的距离最大,设最大距离为l。 i=iC 设n是玻璃的折射率,由全反射临界角的定义有 n sin iC=1 由几何关系有 sin i= 联立式并利用题给条件,得 l= R ,()设与光轴相距 的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1,由折射定律 有 n sin i1=sin r1 设折射光线与光轴的交点为C,在OBC中,由正弦定理有 = 由几何关系有 C=r1-i1 sin i
10、1= 联立式及题给条件得 OC= R2.74R ,8.2016课标,34(2),10分如图,玻璃球冠的折射率为 ,其底面镀银,底面的半径是球半径的 倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该 光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向 的偏角。,答案 150,解析 设球半径为R,球冠底面中心为O,连接O、O,则OOAB。令OAO=,有 cos = = 即=30 由题意MAAB 所以OAM=60 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示。设光线在M点 的入射角为i、折射角为r,在N点的
11、入射角为i,反射角为i,玻璃折射率为n。由于OAM为等边 三角形,有 i=60 由折射定律有sin i=n sin r ,代入题给条件n= 得r=30 作底面在N点的法线NE,由于NEAM,有i=30 根据反射定律,有i=30 连接O、N,由几何关系知MANMON,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的光线相对于入射光线的偏角为 =180-ENO=150,评分参考 式各1分。,方法技巧 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点的
12、入射角i=OMA。 从AB面反射的光线经过圆心O,故该反射光线会垂直球面射出球冠。,9.2016课标,34(2),10分如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为 3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率 为 。 ()求池内的水深; ()一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m。当他看到正前下方 的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的 水平距离(结果保留1位有效数字)。,答案 ()2.6 m ()0.7 m,解析 ()如图,设到达池边的光线的入射角为i。
13、依题意,水的折射率n= ,光线的折射角=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是池内水的深度。联立式并代入题给数据得 h= m2.6 m ()设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为 =45。由折射定律有,n sin i=sin 式中,i是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有 sin i= x+l=a+h 式中h=2 m。联立式得 x= m0.7 m,解题关键 几何光学一定要注意几何关系的应用,关键是要根据题意,画出正确的光路图,根据 光路图找出需要的各种几何关系
14、,比如本题中的sin i= 、sin i= 、x+l=a+h等。,10.2014课标,34(2),9分,0.571一个半圆柱形玻璃砖,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= 。 ()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? ()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。,答案 () R ()见解析,解析 ()在O点左侧,设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的 临界角,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃
15、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,光束的宽度最大为 l=2OE 联立式,代入已知数据得l= R ()设光线在距O点 R的C点射入后,在上表面的入射角为,由几何关系及式和已知条件得 =60 光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图。由反射定律和几何关系得,OG=OC= R 射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出。,解题指导 由全反射条件求出临界角,由几何知识求出入射光束在A、B上的最大宽度。,审题指导 题中提到光线到达上表面后,都能从该表面射出,即没有发生全反射,应找出恰好发 生全反射的位置,临界角为45,则根据对称性可得最大宽度l=2R sin 45= R。,11.2014课标,34(2),10分,0.374一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的 圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖 直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的 折射率。,答案 见解析,解析 如图,考虑从圆形发光面边缘的A点
