2012年高考优化设计答案.ppt

自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 第二章 光 知识点要 求 光的折射定律 折射率 全反射、光导纤维导纤维 光的干涉、衍射和偏振 实验实验 一：测测定玻璃的折射率 实验实验 二：用双缝缝干涉测测光的波长长 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 第1讲 光的折射 全反射 光的波动性 一、光的反射 1概念：光线线入射到两种介质质的界面上时时，光的传传播方向发发生改变变，一部分光返 回原来的介质质中的现现象，叫做光的反射 2光的反射定律 (1)反射光线线和入射光线线在同一平面内； (2)反射光线线和入射光线线分居在法线线两侧侧； (3)反射角等于入射角 3光路的特点：在反射现现象中，光路是可逆的 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 三、全反射和临界角 1光疏介质质和光密介质质：两种介质质比较较，折射率较较小的介质质叫光疏介质质；折射 率较较大的介质质叫光密介质质；“光疏、光密”具有相对对性 2全反射：光从光密介质质射入光疏介质时质时 ，在界面处处一部分光被反射回原介质质 中，一部分光被折射到另一种介质质中，随着入射角的增大，折射角逐渐渐增 大，且折射光线线越来越弱，反射光线线越来越强，当入射角增大到某一角度， 使折射角达到90时时，折射光线线完全消失，只剩下反射光线线，这这种现现象叫做全 反射 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 四、棱镜、光的色散 1光的色散：含有多种颜颜色的光被分解为单为单 色光的现现象 2光谱：含有多种颜颜色的光被分解后，各种色光按其波长长的有序排列 3棱镜 (1)含义义：截面是三角形的玻璃仪仪器，可以使光发发生色散，白光的色散表明 各色光在同一介质质中的折射率不同 (2)三棱镜对镜对 光线线的作用：改变变光的传传播方向，使复色光发发生色散 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 4各种色光的比较 颜颜 色红红橙黄绿蓝绿蓝 靛紫 频频率低高 同一介质质折射率小大 同一介质质中速度大小 波长长大小 临临界角大小 通过过棱镜镜的偏折角小大 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 六、光的衍射 1光离开直线线路径绕绕到障碍物阴影里的现现象叫光的衍射 2发发生明显显衍射的条件：只有在障碍物或孔的尺寸比光的波长长小或者跟波长长 差不多的条件下，才能发发生明显显的衍射现现象 3泊松亮斑：当光照到不透光的小圆圆板上时时，在圆圆板的阴影中心出现现的亮斑 (在阴影外还还有不等间间距的明暗相间间的圆环圆环 ) 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 七、光的偏振 1偏振：光波只沿某一特定的方向振动动，称为为光的偏振 2自然光：太阳、电电灯等普通光源发发出的光，包括在垂直于传传播方向上沿一切方向 振动动的光，而且沿各个方向振动动的光波的强度都相同，这这种光叫做自然光 3偏振光：在垂直于传传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动动的光，叫做偏振 光光的偏振证证明光是横波自然光通过过偏振片后，就得到了偏振光 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自我诊断 图211 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 2如图图212所示，A、B两幅图图是由单单色光分别别入射到圆圆孔而形成的图样图样 ，其 中 图图A是光的_(填“干涉”或“衍射”)图样图样 由此可以判断出图图A所对应对应 的圆圆孔的孔径_(填“大于”或“小于”)图图B所对应对应 的圆圆孔的孔径 图212 解析：A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B中出现圆形亮斑只有障碍物 或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象图A 是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在107 m数量级上，所以图A对应的圆 孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小图B的形成可以用光的直线传播解释 答案：衍射 小于 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 图213 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 4(2010北京理综，14)对对于红红、黄、绿绿、蓝蓝四种单单色光，下列表述正确的是 ( ) A在相同介质质中，绿绿光的折射率最大 B红红光的频频率最高 C在相同介质质中，蓝蓝光的波长长最短 D黄光光子的能量最小 解析：在红、黄、绿、蓝四种单色光中，蓝光的折射率最大，频率最高，波长 最短，光子能量最大 答案：C 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 5下列说说法中正确的是 ( ) A在水中的潜水员员斜向上看岸边边的物体时时，看到的物体将比物体所处处的实实 际际位置低 B光纤纤通信是一种现现代通信手段，是利用光的全反射将大量信息高速传输传输 的 一种方式 C水中的气泡看起来特别别明亮，是因为为光线线从水射向气泡时时，一部分光在界 面上发发生了全反射的缘缘故 D雨后天空出现现的彩虹是薄膜干涉现现象 解析：在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实 际位置高些，雨后天空出现的彩虹是光的色散现象 答案：BC 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 6. (2010全国卷，20)频频率不同的两束单单色光1和2以 相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路 如图图214所示，下列说说法正确的是 ( ) A单单色光1的波长长小于单单色光2的波长长 B在玻璃中单单色光1的传传播速度大于单单色光2的传传播速度 C单单色光1通过过玻璃板所需的时间时间 小于单单色光2通过过玻璃板所需的时间时间 D单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临 界角 图214 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 7(2010山东理综，37(2)如图图215所示， 一段横截面为为正方形的玻璃棒，中间间部分 弯成四分之一圆圆弧形状，一细细束单单色光由 MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发发生全反射，然后垂直PQ端面射出 求该该玻璃棒的折射率 若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时时_(填 “能”“不 能”或“无法确定能否”)发发生全反射 图215 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 一、光具对光线的控制作用 1不同光具对对光线线的控制作用不同，但本质质上是光的折射、反射规规律的体现现，不 可盲记记要具体问题问题 具体分析 2对不同光具的作用要分析透彻，灵活运用 (1)平行玻璃砖砖：出射光与入射光总总平行，但有侧侧移 (2)三棱镜镜：使光线线向底边边偏折 (3)圆圆(球)形玻璃：法线总过圆线总过圆 (球)心 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 三、衍射与干涉的比较 两种现现象 比较项较项 目 单缝单缝 衍射双缝缝干涉 不 同 点 条纹宽纹宽 度条纹宽纹宽 度不等，中央最宽宽条纹宽纹宽 度相等 条纹间纹间 距各相邻邻条纹间纹间 距不等各相邻邻条纹纹等间间距 亮度情况中央条纹纹最亮，两边变边变 暗清晰条纹纹，亮度基本相等 相同点干涉、衍射都是波特有的现现象，属于波的叠加；干涉 、衍射都有明暗相间间的条纹纹 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 折射定律的理解及应用 图216 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 反思领悟：规范地作出光路图是解决几何光学问题的关键和前提，根据光路图 找出入射角和折射角，利用题目所给信息确定入射角和折射角的正弦 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 一半径为为R的1/4球体放置在水平桌面上， 球体由折射率为为的透明材料制成现现有一束位 于过过球心O的竖竖直平面内的光线线，平行于桌面 射到球体表面上，折射入球体后再从竖竖直表面 射出，如图图217所示，已知入射光线线与桌面的距离为为R/2.求出射角. 图217 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 全反射现象的理解及应用 图218 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 答案：B 反思领悟：解答这一类问题要抓住折射定律和全反射的条件在分析、研究光路 时，常要假设某一条光线恰能符合题意要求，再据此画出其反射、折射或全反射 的光路图，作出推断或求解 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 图219 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 光的干涉、光的衍射和光的偏振现象 【例3】(1)在研究材料A的热热膨胀胀特性时时，可采用如图图 2110所示的干涉实验实验 法A的上表面是一光滑 平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上 表面平行，在它们们之间间形成一厚度均匀的空气膜 现现在用波长为长为 的单单色光垂直照射，同时对时对 A缓缓慢 加热热，在B上方观观察到B板的亮度发发生周期性变变化 当温度为为t1时时最亮，然后亮度逐渐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时时，亮度再一 次回到最亮 图2110 在B板上方观观察到的亮暗变变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？ 温度由t1升高到t2时时，A的高度升高多少？ 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 (2)肥皂泡在太阳光照射下呈现现的彩色是_现现象；露珠在太阳光照射下呈 现现的彩色是_现现象；通过过狭缝缝看太阳光时时呈现现的彩色是_现现象 凡是波都具有衍射现现象，而把光看做直线传线传 播的条件是_要使光产产生 明显显的衍射，条件是_ 当狭缝缝的宽宽度很小并保持一定时时，用红红光和紫光照射狭缝缝，看到的衍射条纹纹的 主要区别别是_ 如图图2111所示，让让太阳光或白炽炽灯光通过过偏振片P和Q，以光的传传播方向 为轴为轴 旋转转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发发生变变化，这这是光的偏振现现 象，这这个实验实验 表明_ _. 图2111 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 (2011上海宝山区模拟)在光的单缝单缝 衍射实验实验 中可观观察到清晰的亮暗相间间 的图样图样 ，图图2112四幅图图片中属于光的单缝单缝 衍射图样图样 的是 ( ) 图2112 Aa、c Bb、c Ca、d Db、d 答案：D 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 对简谐运动有关内容的考查 1.华华裔科学家高锟获锟获 得2009年诺贝诺贝 尔物理奖奖，他被誉为为 “光纤纤通讯讯之父”光纤纤通讯讯中信号传传播的主要载载体 是光导纤维导纤维 ，它的结结构如图图2113所示，其内芯和 外套材料不同，光在内芯中传传播下列关于光导纤维导纤维 的说说法中正 确的是 ( ) 图2113 A内芯的折射率比外套的大，光传传播时时在内芯与外套的界面上发发生全反射 B内芯的折射率比外套的小，光传传播时时在内芯与外套的界面上发发生全反射 C波长长越短的光在光纤纤中传传播的速度越大 D频频率越大的光在光纤纤中传传播的速度越大 解析：光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对，B错；频 率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错选A.本题容易 答案：A 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 2.夏天海面上，下层层空气的温度比上层层低，我们设们设 想 海面上的空气是由折射率不同的许许多水平气层组层组 成 的，远处远处 的景物发发出的光线线由于不断被折射，越来 越偏离原来的方向，以致发发生全反射人们们逆着光 线线看去就出现现了蜃景，如图图2114所示，则则下列说说法中正确的是 ( ) A海面上，上层层空气的折射率比下层层空气的折射率要小 B海面上，上层层空气的折射率比下层层空气的折射率要大 CA是蜃景，B是景物 DB是蜃景，A是景物 答案：AC 图2114 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 3.自行车车上的红红色尾灯不仅仅是装饰饰品，也是夜间骑车间骑车 的安全指示灯，它能把来自后面的光线线反射回去 某种自行车车尾灯可简简化为为由许许多整齐齐排列的等腰直 角棱镜镜(折射率n)组组成，棱镜镜的横截面如图图2115 所示一平行于横截面的光线线从O点垂直AB边边射入棱 镜镜，先后经过经过 AC边边和CB边边反射后，从AB边边的O点射出，则则出射光线线是 ( ) A平行于AC边边的光线线 B平行于入射光线线的光线线 C平行于CB边边的光线线 D平行于AB边边的光线线 解析：光线经两次全反射平行于入射光线射出，选B. 答案：B 图2115 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 4.如图图2116所示，MN是位于竖竖直平面内的光屏， 放在水平面上的半圆圆柱形玻璃砖砖的平面部分ab与屏 平行由光源S发发出的一束白光从半圆圆沿半径射入玻 璃砖砖，通过圆过圆 心O再射到屏上在水平面内以O点为为 圆圆心沿逆时针时针 方向缓缓转动缓缓转动 玻璃砖砖，在光屏上出现现了彩色光带带当玻璃砖转动砖转动 角 度大于某一值时值时 ，屏上彩色光带带中的某种颜颜色的色光首先消失有关彩色的排列 顺顺序和最先消失的色光是 ( ) A左紫右红红，紫光 B左红红右紫，紫光 C左紫右红红，红红光 D左红红右紫，红红光 图2116 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 解析：本题考查光的全反射和光的色散在水平面内 以O为圆心沿逆时针方向缓慢转动玻璃砖，光线发生如 图所示的折射，折射程度最大的是紫光，折射程度最小 的是红光，因此左红右紫，随着转动，紫光的折射角最 先达到90，因此紫光最先发生全反射，最先消失，B项正确难度较易 答案：B 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 图2117 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 考查光的干涉现象和衍射现象 6(2010上海单科，3)声波能绕过绕过 某一建筑物传传播而光波却不能绕过该绕过该 建筑物， 这这是因为为 ( ) A声波是纵纵波，光波是横波 B声波振幅大，光波振幅小 C声波波长较长长较长 ，光波波长长很短 D声波波速较较小，光波波速很大 解析：意在考查考生对产生明显波的衍射条件的理解根据波产生明显衍射现 象的条件障碍物或孔的尺寸与波的波长差不多或比波的波长小可知，声波有 明显的衍射而光波的衍射不明显是因为声波的波长较长，C正确 答案：C 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 7(2011潍坊五校联考，4)用如图图2118所示的 实验实验 装置观观察光的薄膜干涉现现象图图(a)是点燃酒 精灯(在灯芯上撒些盐盐)，图图(b)是竖竖立的附着一层层 肥皂液薄膜的金属丝丝圈将金属丝丝圈在其所在的 竖竖直平面内缓缓慢旋转转，观观察到的现现象是( ) A当金属丝丝圈旋转转30时时干涉条纹纹同方向旋转转30 B当金属丝丝圈旋转转45时时干涉条纹纹同方向旋转转90 C当金属丝丝圈旋转转60时时干涉条纹纹同方向旋转转30 D干涉条纹纹保持原来状态态不变变 解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知 干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D对 答案：D 图2118 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 光的折射、全反射与光的波动性的综合 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 9.如图图2119所示，一束复色光斜射到置于空气 中的厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿 过过玻璃后从下表面射出，变为变为 a、b两束平行单单色 光关于这这两束单单色光，下列说说法中正确的是( ) A此玻璃对对a光的折射率小于对对b光的折射率 B在此玻璃中a光的全反射临临界角小于b光的全反射临临界角 C在此玻璃中a光的传传播速度大于b光的传传播速度 D用同一双缝缝干涉装置进进行实验实验 可看到a光的干涉条纹间纹间 距比b光的宽宽 图2119 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 10.如图图2120所示，两束单单色光a、b从水面 下射向A点，光线经线经 折射后合成一束光c，则则 下列说说法正确的是 ( ) A用同一双缝缝干涉实验实验 装置分别别以a、b光做实验实验 ，a光的干涉条纹间纹间 距大于b 光的干涉条纹间纹间 距 B用a、b光分别别做单缝单缝 衍射实验时实验时 它们们的衍射条纹宽纹宽 度都是均匀的 C在水中a光的速度比b光的速度小 D从水射向空气时时a光的临临界角大于b光的临临界角 图2120 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 自主学习回顾核心要点突破热考题型突破随堂专项演练易错易混分析限时规范训练首页末页 11. (2010江苏单科)(1)如图图2121所示，在杨杨氏 双缝缝干涉实验实验 中，激光的波长为长为 5.30107 m， 屏上P点距双缝缝S1和S2的路程差为为7.95107 m， 则则在这这里出现现的应应是_(选选填“明条纹纹” 或“暗条纹纹”)现现改用波长为长为 6.30107 m的激光进进行上述实验实验 ，保持其他 条件不变变，则则屏上的条纹间纹间 距将_(选选填“变宽变宽 ”、“变变窄”或“不 变变”) (2)如