高二期末复习教学案.doc

09春学期高二物理学科（选修）教学案（期末复习）编者：秦桂宝 班级： 姓名： 课题：几何光学 【重点知识梳理】1光的折射：（1）定义：光线从_进入_，传播方向_的现象叫光的折射。（2）光的折射定律： （3）在折射现象中光路是_的。2折射率（1）折射率：光从_射入某种介质，_与_之比，叫做介质的折射率。（2）定义式： （3）折射率和光在介质中传播的速度有关，用c表示真空中的光速，v表示介质中的光速,则：n=_。式中c= ，n为介质折射率，光在介质中的速度_(填“大于”“等于”或“小于”)光在真空中的速度。3全反射（1）光疏介质和光密介质（2）全反射现象：光从_介质入射到_介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时，光全部反射回原介质，这一现象叫全反射现象。（3）临界角：折射角等于_时的_叫做临界角。用C表示，C= （4）发生全反射的条件： ； 。（5）常见的全反射现象：水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮 海市蜃楼夏天远处柏油路面象被水淋过的一样，看起来特别明亮 全反射棱镜光导纤维（内芯_外套的折射率）4光的色散白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光束。由七色光组成的光带叫做光谱。这种现象叫做光的色散。色散的实质是由于各种色光在同一介质中传播的速率不同，或同一介质对不同色光的折射率不同而引起的。频率越大的色光折射率_，在介质中的传播速率_。5激光三个特点：1.激光是一种人工产生的相干光，具有高度的_性2. _非常好 3. _高应用：光纤通信激光测距雷达 医学上用激光做“光刀”利用强激光产生的高压引起核聚变 全息照相【分类典型例题】题型一：折射定律及其应用【例1】 如图所示，一束光线以60的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P 。现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P与原来相比向左平移了3.46cm ，已知透明体对光的折射率为。P（1）作出后来的光路示意图，标出P 位置；（2）透明体的厚度为多大？ （3）光在透明体里运动的时间多长？【变式训练1】半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O为圆心，光线a沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知aOM=45，求：（1）玻璃砖的折射率n；（2）另一条与a平行的光线b从最高点入射玻璃砖后，折射到MN上的d点，则这根光线能否从MN射出?Od为多少?【变式训练2】如图所示，一把直尺紧贴杯壁竖直插入一个高为10cm、直径为8cm的烧杯中，并倒满水（水未画出）。AB为固定在直尺上一个木棒，实验者沿着烧杯口看到如下情况：CD为木棒在水下成的像。画出相应的光路图，并根据数据求出水的折射率（结果可以用根式表示）。A B 141040C D cmcmcm 题型二：光的色散 全反射【例2】某棱镜顶角=41.30，一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，通过棱镜后从另一个侧面射出，在光屏上形成由红到紫的彩色光带如右图所示，当入射角i逐渐减小到零的过程中，彩色光带变化情况是（ ） 色光紫蓝绿黄橙红折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513临界角40.7540.8841.1741.2341.3441.37A紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光B紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光C红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光D红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光和绿光变式训练3 在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，如图所示，量出针露出的长度为d，木塞的半径为r，求水的折射率。题型三：测玻璃的折射率【例3】测定玻璃折射率的实验中(1) 某同学做实验插针的步骤如下：A 在表示入射光线的AO上插上大头针P1和P2B 通过玻璃砖观察P1和P2，调整视线，直到P1的像被P2的像挡住C 在观察一侧插上大头针P3和P4，并记下P3和 P4的位置。这位同学在操作中有什么重要疏漏？(2) 以通过P1P2的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆与OA交于P，于OO的延长线交于Q，从P和Q分别做玻璃砖界面的法线NN的垂线，P和Q分别为垂足，如图所示，用刻度尺量得PP45mm，QQ30mm求玻璃砖的折射率变式训练4.在做测定玻璃折射率的实验时：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab和cd时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab 方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab和cd上，则测出的n值将 (2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一 些, 如图乙所示，以后的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在ab 和cd上，则测出的n值将 . 09春学期高二物理学科（选修）教学案（期末复习）第17周X2 编者：秦桂宝 班级： 姓名： 课题：物理光学 【重点知识梳理】1光的干涉现象（1） 条件： （2）双缝干涉： 若双缝间距为d，双缝屏到光屏的距离为L，入射光波长为，则相邻明（暗）纹间距为 ，上述关系式给出了一种“测量光波长”的方法。（3）薄膜干涉：由薄膜的_相干光波相叠加而形成的干涉现象。利用薄膜干涉可以检验工件平面是否平整，还可以作为光学镜头上的增透膜。2光的衍射现象（1）现象：光绕过障碍物继续传播的现象。（2）条件：发生明显的衍射现象，其条件是障碍物（或孔）的尺寸比光波波长_，或者跟光的波长_。（3）单缝衍射：光通过单缝照射到屏上时，屏上将出现“有明有暗，明暗相间”的衍射条纹，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。（4）泊松亮斑：光照射到不透光的小圆板上时，在圆板阴影中心处出现的衍射亮斑。3光的偏振现象（1）自然光与偏振光：沿着各个方向振动的强度 的光称自然光；只沿某一特定方向振动的光称_光。（2）偏振现象：自然光经过某一偏振片（起偏器）A后即变为偏振光；若再使光经过另一偏振片（检偏器）B并逐渐转动偏振片B使A与B的偏振化方向相互垂直，则光就_透过偏振片B。这样的现象叫做光的偏振现象。（3）意义：光的偏振现象充分表明光波是_波。因为偏振现象是横波所特有的现象。（4）应用：摄影师在拍摄池中的游鱼，玻璃橱窗里的物品时，往往在照相机镜头前装滤光片，其目的是减弱_。【分类典型例题】题型一:光的干涉【例1】劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图16-1-4所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气膜，当光垂直入射后，从上往下看的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：（）任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等（）任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度恒定；现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹 （）变疏变密不变消失图甲【变式训练1】 运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.11014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？题型二:用双缝干涉测量光的波长【例2】如图（a）所示是利用双缝干涉测定单色光波长的实验装置，滤光片的作用是_，单缝的作用是_，双缝的作用是_，单缝和双缝之间的方向关系是_某同学在做该实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图1），游标卡尺的示数如图3所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图2），游标卡尺的示数如图4所示，已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图3中游标卡尺的示数为_mm图4游标卡尺的示数为_mm实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是_，所测单色光的波长为_m图【变式训练2】用双缝干涉测光的波长。实验装置如图（甲）所示，已知单缝与双缝间的距离L1=100mm，双缝与屏的距离L2=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（乙）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图（丙）所示，则对准第1条时读数x1=_mm、对准第4条时读数x2=_mm（2）写出计算波长的表达式，=_（用符号表示），=_nm15205100202515图（丙）第1条时读数第4条时读数1520510030354045图（乙） 题型三：光的衍射【例3】在如图中所示,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而成成的的图像，其中图A是光的 （填干涉或衍射）图像，由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径 （填大于或小于）图B所对应的圆孔的孔径。图B【变式训练3】在双缝干涉实验中，如果将双缝中的一条挡住，其它都不改变，那么在光屏上观察到的现象将是 （ ）A.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是亮纹的亮度变暗了 B.仍然是均匀分布的明暗相间的条纹，只是由于挡住一条缝，所以光屏上只有一半区域内有干涉条纹，另一半区域内将没有干涉条纹 C.仍然有明暗相间的条纹，只是条纹的宽窄和亮度分布不再是均匀的了 D.由于只有单缝，不能形成相干光源，所以不会发生光的干涉现象，光屏上将没有任何条纹出现题型四:光的偏振【例4】 有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有 （ ） A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光 光源pQ明变式训练4如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（ ） A. 光是电磁波B. 光是一种横波C. 光是一种纵波D. 光是概率波 09春学期高二物理学科（选修）教学案（期末复习）编者：秦桂宝 班级： 姓名： 课题：电磁波 相对论简介【重点知识梳理】1麦克斯韦电磁场理论的要点:（1）变化的磁（电）场所产生的电（磁）场取决于 。具体地说，均匀变化的磁（电）场将产生_的电（磁）场，非均匀变化的磁（电）场将产生_的电（磁）场，周期性变化的磁（电）场将产生周期相同的_的电（磁）场。（2）_的磁场和变化的电场互相联系着，形成一个不可分离的统一体电磁场。2电磁波传播规律。电磁波在真空（空气）中传播速度为 C=_m/s其波长，频率f与波速C间的关系为 C=_3、电磁振荡， 电磁振荡产生的震荡电流是交变电流，电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器的电场强度、线圈里的磁感应强度都在_性的变化着。4.电磁波的发射和接受(1)有效发射电磁波的条件：1）要有足够_的振荡频率。频率越_，发射电磁波的本领越大。2）电路必须_，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。(2)调制、调谐、解调三个过程的理解调制：使电磁波随各种信号（如：声音、图象等）而改变的技术叫做调制。调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。解调：从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程。调幅波的解调叫做检波。5.电磁波谱及其应用(1)按波长从大到小的顺序无线电波，_，可见光，_，X射线（伦琴射线），_2.电磁波的应用：天文学家用射电望远镜接受天体辐射的无线电波，进行天体物理研究红外线的热效应、遥感、夜视仪天空看起来是蓝色的是由于波长较短的光比波长较长的光更容易被散射紫外线杀菌消毒，荧光效应利用X射线检查金属零件内部的缺陷，医学上用X射线来“透视”利用射线治疗某些癌症，也可用于探测金属内部的缺陷6.狭义相对论的基本假设在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是_的真空中的光速在不同的惯性参考系中都是_的7.狭义相对论的几个重要结论（1）长度的相对性 （2）时间的相对性（3）相对论速度变换公式 （4）相对论质量【分类典型例题】题型一:电磁场与电磁波【例1】按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（ ）A恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化电场D均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场【变式训练1】右图中，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么（ ）v0BA.小球对玻璃环的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大 C.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D.磁场力一直对小球不做功题型二:电磁振荡【例2】右边两图中电容器的电容都是C=410-6F，电感都是L=9104H，左图中电键K先接a，充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断开。两图中LC回路开始电磁振荡t=3.14104s时刻，C1的上极板正在_电（充电还是放电）,带_电（正电还是负电）；L2中的电流方向向_(左还是右)，磁场能正在_（增大还是减小）。【变式训练2】如图为振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化的图线，由图可知（ ）在时刻，电路的磁场能最小从到，电路中的电流值不断变小从到，电容器不断充电在时刻电容器的电场能最小题型三:电磁波的发射和接受【例3】有一振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为（ ）增加线圈的匝数在线圈中插入铁芯减小电容器极板间的距离减小电容器极板正对面积【变式训练3】某雷达站正在观察飞机飞行，设飞机正对雷达站匀速飞来，从某一时刻发出一束电磁波，经200s收到反射波；隔4 s后再发出一束电磁波，经186s收到反射波，求飞机的飞行速度。题型四:电磁波谱及其应用【例4】红外线夜视仪是利用了 ( )A红外线波长长,容易绕过障碍物的特点B红外线热效应强的特点C一切物体都在不停地辐射红外线的特点D红外线是不可见光的特点【变式训练4】关于射线和射线，以下说法正确的是 ( )A都是波长极短，频率很高的电磁波B都是原子的内层电子受到激发后产生的C都是原子核受激后产生的D都是波长很长的电磁波题型五:相对论【例5】1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是 （ ） A、同时的绝对性与同时的相对性 B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D、相对性原理与光速不变原理【变式训练5】如果宇航员驾驶一艘宇宙飞船，以接近光速的速度朝某一星球飞行，他是否可以根据下列变化感觉到自己在运动 （ ）A身体质量在减小B心脏跳动变慢C身体质量在增加D永远不可能由自身的变化知道他是否在运动第17周 X1参考答案例1（1）光路示意图如图所示（注意出射光线平行，各处光线的箭头）（2）由sin = n sin ， 得=30PP设透明体的厚度为d ，由题意及光路有2 d tan60 2 d tan30 = s解得d =1.5cm （3）光在透明体里运动的速度v = 光在透明体里运动的路程光在透明体里运动时间s = 21010 s变式训练1（1）；（2）能， 变式训练2 根据题意，画出相应的光路图如下4046ir 4分根据光路可逆，光从空气入射，沿水下光线折射，对应的角分别为i和r2分根据几何知识，得 2分根据折射率的定义，得2分例2 屏上的彩色光带最上端为红色，最下端为紫色，当入射角i减小时，光线在棱镜右侧面的入射角变大，因紫光临界角最小，所以紫光最先达到临界而发生全反射，故紫色最先在屏上消失，当入射角减小到i=0时，仅剩下红光和橙光未达到临界角而射出，到达光屏，故选A。变式训练3 例3（1）疏漏：插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像（2）根据折射定律： 变式训练4 （1）不变，（2）偏小第17周