专题12光学(原卷版)

1、2021年物理二轮专题过关宝典专题十二：光学【知识回扣】1 对折射率的理解(1) 公式n =岂弋中，不管是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，01总是真空中的光线与法线间的夹sin 0角，0总是介质中的光线与法线间的夹角。(2) 折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。(3) 折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。(4) 折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。(5) 同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。(6) 折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了

2、光在介质中传播速度的大小v=n2各种色光的比拟颜色红橙黄绿青蓝紫频率V低一-高同一介质中的折射率小 T大同一介质中速度大 T小波长大 T小临界角大 T小通过棱镜的偏折角小 T大3全反射(1) 光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是 光疏介质。(2) 如果光线从光疏介质进入光密介质，那么无论入射角多大，都不会发生全反射现象。(3) 在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的。4.亮暗条纹的判断方法(1) 如下图，光源 Si、S2发岀的光到屏上某点的路程差r2- ri = k冰=0,1,2,)时，光屏上岀现亮条纹光的路程差r2-

3、ri= (2k+ 1)$k = 0,1,2,)时，光屏上岀现暗条纹。条纹间距：Ax =十入其中丨是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，入是光波的波长5 干预现象的应用(1) 薄膜干预：如下图，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前外表AA和后外表 BB分别反射岀来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，岀现明纹；反相叠加，岀现暗纹。2干预法检查平面的平整程度：如下图，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果 被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；假设被检查平面不平整，那么干预条纹发生弯曲。【热门考点透

4、析】考点一光的折射定律1. 2021安徽卷，18如下图，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从 AC面进入空气当岀射角i和入射角i相等时，岀射光线相对于入射光线偏转的角度为0.棱镜顶角为 a那么计算棱镜对该色光的折射率表达式为 a+ 0si n-2_A.asi r2- sin 0 _asin 0 2a+ 0si n-2-0si nsin a. 0 sina 22.河南省濮阳一中 2021届模拟如下图，两束平行的甲光和乙光，相距为形玻璃砖上，假设光线在玻璃砖内不重叠，当它们从玻璃砖的下外表射出d，斜射到置于空气中的矩A .假设甲为紫光，乙为红光，那么两条出射光线间距离一

5、定大于dB .假设甲为紫光，乙为红光，那么两条出射光线间距离可能小于dC.假设甲为红光，乙为紫光，那么两条出射光线间距离可能大于dD .假设甲为红光，乙为紫光，那么两条出射光线间距离一定小于dR的半球体，O点为球心；下半部是半径为 R、OC的光线从半球面射入，该光线与OC之3.2021高考全国卷I 如图，一玻璃工件的上半部是半径为 高为2R间的距离为最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行不考虑屡次反射.求该玻璃的折射率。4. 2021新课标全国I卷如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面 湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为4sin

6、53 。水的折射率为 3 1 求桅杆到P点的水平距离；2船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为3 m距水面4 m的53 取45时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。【增分攻略】解决光的折射问题的一般方法:1 根据题意画出正确的光路图。2 利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。3利用折射定律建立方程进行求解。考点二全反射、光的色散1. 2021辽宁省沈阳市校级月考一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图所 示，红光与紫光岀射光线都由圆心0点沿0C方向射岀，那么A. AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少B.

7、 A0是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长C. A0是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长D. A0是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少2. 2021海南卷，161如图，空气中有两块材质不同、上下外表平行的透明玻璃板平行放置，一细光束从空气 中以某一角度 00 090入射到第一块玻璃板的上外表以下说法正确的选项是A 在第一块玻璃板下外表一定有岀射光B 在第二块玻璃板下外表一定没有岀射光C 第二块玻璃板下外表的岀射光方向一定与入射光方向平行D 第二块玻璃板下外表的岀射光一定在入射光延长线的左侧3. 山东德州一中2021届模拟打磨某剖面如图 4所示的宝石时，必须将 OP、0Q边与轴线的夹角 B切磨 在9i

8、0图4A .假设卩02,光线一定在 OP边发生全反射B .假设0 0,光线会从 0Q边射出C .假设0 0 ,光线会从 0P边射出D .假设0 0,光线会在0P边发生全反射4. (2021新课标全国川卷)如图，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，/ A=90 / B=30 一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于 AC边射出。(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时 AB边上入射角的正弦。【增分攻略】1. 解决全反射问题的一般方法(1)根据题目条件，正确分析光在传播过程中的所经历的过程，正确分析全反射现象。1应用sin C=；确定临界角；

9、(3) 如发生全反射，画岀入射角等于临界角时的临界光路图；(4) 运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、计算。2. 光的色散问题(1) 在同一介质中，不同频率的光折射率不同，频率越高，折射率越大。(2) 光的频率越高，在介质中的波速越小，波长也越短。考点三干预、衍射和偏振1. 2021北京卷利用图1所示的装置示意图，观察光的干预、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。以下关于 P处放置的光学元件说法正确的选项是A .甲对应单缝，乙对应双缝B. 甲对应双缝，乙对应单缝C. 都是单缝，甲对应的缝宽较大D 都是双缝，甲对应的双缝间距较大2. 山东青岛二中2021届模拟如下图

10、，在双缝干预实验中，Si和S2为双缝，P是光屏上的一点，P点与Si、S2距离之差为2.1 X06 m,分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干预实验，问P点是亮条纹还是暗条1A光在折射率为的介质中波长为4X107 m；B光在某种介质中波长为3.15 X07 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为373假设让A光照射S1，B光照射S2,试分析光屏上能观察到的现象。3. 2021江苏卷将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的 选填折射干预或衍射.当缝的宽度 选填远大于或 接近光波的波长时，这种现象十清楚显。4 奶粉中碳水化合物 糖的含

11、量是一个重要指标，可以用 旋光法来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度a，这一角度 a称为 旋光度，a的值只与糖溶液的浓度有关，将a的测量值与标准值相比拟，就能确定被测样品的含糖量了 如下图，S是自然光源，A、B是偏振片，转动 B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间(1)偏振片 A 的作用 。(2) 偏振现象证明了光是一种 。(3) 以下说法中正确的选项是 ( )A 到达O处光的强度会明显减弱B 到达O处光的强度不会明显减弱C 将偏振片B转动一个角度，使得 O处光强度最强，偏振片 B转过的角度等于 aD 将偏振片 A转动一个角度，使得 O处光强度最强，偏振片 A转过的角度等于 a5. (2021江苏卷，12B(1)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两 只钟的快慢，以下说法正确的有()A .飞船上的人观测到飞船上的钟较快B 飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C .地球上的人观测