专题18光学(选考部分)巧学高考物理热点快速突破含解析

1、-1-【高考命题热点】光学分为几何光学和物理光学，近来几年新课标高考中几何光学多观察以“折射率和全反射”为核心的综合计算问题，办理的一般思路是：作光路图；找几何关系；结合“折射率和全反射”的知识灵便求解问题.物理光学多观察有关“光的颠簸性”的选择题，光的颠簸性包括光的干涉、衍射和偏振，近来几年高考观察双缝干涉的相邻明（暗）条纹间距问题频率较高，复习过程考生可有所重视.【知识清单】考点一光的折射与全反射光的折射光从一种介质进入另一种介质，流传方向发生改变的现象叫做光的折射.折射定律：折射光辉、入射光辉和法线在同一平面内；折射光辉、入射光辉分居法线两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比.在折射

2、现象中，光路是可逆的.折射率1）定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比，叫做这种介质的折射率.（2）定义式：nsin1（1表示真空中光辉与法线的夹角，2表示介质中光辉与法线的夹sin角）.2（3）实考据明：ncv表示光在介质中的速度）.（c表示光在真空中的速度，v特别需要注意的是：任何介质中的折射率均大于1.几种常有折射模型种类平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)项目-2-光的折射图经过平行玻璃砖的光辉不改变流传方向，但要发生侧移应用测定玻璃的折射率全反射经过三棱镜的光辉圆界面的法线是过圆经两次折射后，出心的直线，经过两次射光辉向棱镜底边折射后向圆心偏折偏折全反射棱镜，改变改变

3、光的流传方向光的流传方向光从光密介质射到光疏介质的界面上时，全部被反射回原介质的现象称为全反射.发生全反射的条件：（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角.（光辉从某介质射向真空时临界角为Carcsin1）n全反射与光导纤维光两种介质对照较，折射率较大的介质叫做光密介质，密折射率较小的介质叫做光疏介质介质（1）光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光与疏介质时，折射角大于入射角光（2）光在光疏介质中的流传速度大于在光密介质中的的流传速度全疏（3）光密介质和光疏介质是相对而言的.单独一种介质无法确定它是光密介质还反介是光疏介质射质定光从光密介质射入光疏

4、介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一义角度时，折射角达到90，折射光完好消失，只剩下反射光，这种现象叫全做全反射反临定义：折射角为90时的入射角叫做全反射的临界角射界公式：光由折射率为n的介质射入空气（真空）时，1sinCn角-3-条光从光密介质射向光疏介质件入射角大于或等于临界角原理光的全反射构由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光流传时在内芯与外造套的界面上上发生全反射流传路子光光方光也是一种电磁波，也可以像无线电波那样，作为载体来传达信息导纤法纤通优光纤通信的主要优点是容量大.其他，光纤传输还有衰减小、抗搅乱性维信点强等多方面的优点二光的色散的特点在色散现象中，红光偏向

5、角最小，即棱镜对红光的折射率最小.由公式nc可知红光在介v质中的流传速度最大.将各种色光的情况列表统计以下：物理量红橙黄绿蓝靛紫原理同种介质中的折射率（n）小n大nsini/sinr同种介质中的光速（v）大v小nc/v同种介质中的波长（）大小vf频率（f）小f大颠簸理论同种介质中的临界角（C）大C小1sinCn考点二光的颠簸性一光的干涉频率相同的两列光波相叠加，某些地域的光被加强，出现亮纹，某些地域的光被减弱，出现-4-暗纹，且光被加强和减弱的地域互相间隔的现象叫做光的干涉现象.1双缝干涉：在用单色光做双缝干涉实验时，若双缝处两列光的振动情况完好相同，则在光屏上距双缝的行程差是光波波长的整数倍

6、的地方光被加强，将出现亮条纹；行程差是半波长的奇数倍的地方光被减弱，将出现暗条纹.即光程差n(n1,2,3,.)出现亮条纹；光程差(2n1)(n0,1,2,.)出现暗条纹.2相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离x与波长、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为lxd.在用白光做双缝干涉实验岁月屏时，光屏上除中央亮条纹为白色外，两侧均为彩色的干涉条纹.2、薄膜干涉：光照射到薄膜上时，薄膜的前、后表面反射的两列光相叠加，也可发生干涉现象.若入射光为单色光，可形成明暗相间的干涉条纹；若入射光为白光，可形成彩色的干涉条纹.在薄膜干涉中，同一级亮条纹（或暗条纹）出现在摸的厚度相同处，故此种干涉又常称为等厚干涉.二

7、光的衍射1、光的衍射现象光在遇到阻挡物时，偏离直线流传方向而照射到阴影地域的现象叫做光的衍射、2、光发生明显衍射现象的条件当孔或阻挡物的尺寸比光波波长小，也许跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象.3、单缝衍射图样和双缝衍射图样的差异条纹宽度有差异：双缝干涉条纹是等宽的，相邻亮（暗）条纹间的距离是相等的，而单缝衍射的条纹，中央亮纹最宽，两侧对称的亮纹是等宽的.光强分布不相同：双缝干涉条纹若是不考虑距离分远近造成流传上的损失，每条亮纹的光强分布是相同的，而单缝衍射的条纹的光强分布主要集中在中央亮纹，中央亮纹的光侵占整个光强的95%.光的偏振1、偏振现象：横波只沿某一特定方向振动，称为波的

8、偏振现象.2、自然光：太阳、电灯等一般光源发出的光，包括在垂直于流传方向上沿各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光.3、偏振光：在垂直于光流传方向的平面上，只沿一个特定方向振动的光，叫偏振光.4.光的偏振现象充分说明光是横波，只有横波才有偏振现象.除了从光源直接发出的光以-5-外，我们平时有到的大部分光都是不相同程度的偏振光.偏振光的简单应用：拍摄水面下的光景，玻璃橱窗里摆设物时，加偏振片滤去水面或玻璃表面的反射光，使影响清楚.立体电影也是应用光的偏振现象的例子.答案热点打破提升练十八P921、（多项选择）以下有关光学现象的说法中正确的选项是()A、用光导纤维

9、束传达信息是光的衍射的应用B、太阳光经过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象C、在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的光景，可使情形更清楚D、经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度E、激光测距是应用了激光平行性好的特点2、（多项选择）以下说法正确的选项是()A、用光导纤维流传信号是利用了光的全反射B、偏振光可以是横波，也可以是纵波C、光速不变原理指出光在真空中流传速度在不相同惯性参照系中都是相同的D、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E、声源与观察者相对凑近时，观察者所接收的频率等于声源振动的频率3.（多项选择）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

10、图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可采纳的方法是_.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地址搬动E、将光源向远离双缝的地址搬动4.（多项选择）以下列图的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()-6-A、增大S1与S2的间距B、减小双缝屏到光屏的距离C、将绿光换为红光D、将绿光换为紫光5.（多项选择）两种单色光束a,b分别照射在同一套双缝干涉演示实验装置上,获取的干涉图样分别如图(a),(b)所示,则()A.调试该实验装置时,要注意使单缝与双缝互相平行B.a光的波长大于b光的波长C.a光的频

11、率大于b光的频率D.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度E.同一种介质对a光的折射率小于对b光的折射率（多项选择）如图2所示，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两束光辉、则()A、在玻璃中，a光的流传速度小于b光的流传速度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，则折射光辉a第一消失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7.（多项选择）以下列图，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴

12、等距且平行的两束不相同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路以下列图，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右搬动光屏，可在屏上获取一个光斑P，依照该光路图，以下说法正确的选项是()A、该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小B、A光的频率比B光的频率高C、在该玻璃体中，A光比B光的速度大D、在真空中，A光的波长比B光的波长长E、A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器中间，以下列图，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射.从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知棱镜玻璃的折射

13、率n2.求光辉进入“道威棱镜”时的折射角，并经过计算判断光辉能否从CD边射出.-7-9.细束平行光以必然的入射角从空气射到直角棱镜的侧面AB，光辉进入棱镜后直接射向另一侧面AC.逐渐调整光辉在AB面的入射角，使AC面恰好无光辉射出，测得此岁月线在AB面的入射角为.画出光辉在AB面的入射角为时，在AB面、AC面两次折射的光路图；计算该棱镜的折射率.10.如图乙所示，ABCD是素来角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光辉由O点垂直边射入.已知棱镜的折射率n2，8cm，2cm，60.ADABBCOAOAB求光辉第一次射出棱镜时，出射光辉的方向.第一次的出射点距C多远.11.以下列图，AOB是

14、截面为扇形的玻璃砖的横截面图，其顶角76，今有一细束单色光在横截面内从OA边上的点E沿垂直于OA的方向射入玻璃砖，光辉直接到达AB面且恰好未从AB面射出、已知3OE5OA，cos530.6，试求：(1)玻璃砖的折射率n；(2)光辉第一次从OB射出时折射角的正弦值.-8-12.以下列图，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面，ABL，C90，A60,一束单色L光PD从AB边上的D点射入玻璃砖，入射角为45，DB4，折射光DE恰好射到玻璃砖BC边的中点E，已知光在真空中的流传速度为c.求：玻璃砖的折射率；该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间、13.如图，一玻璃工件的上半部是半径

15、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的光辉从半球面射入，该光辉与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光辉恰好与入射光辉平行（不考虑多次反射）.求该玻璃的折射率.14.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-9-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，有些光辉能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光辉）.求（i）从球面射出的光辉对应的入射光辉到光轴距离的最大值；（ii）距光轴R的入射光辉经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.3ORO15.一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为的半圆，为半圆的直径，O为圆心，以下列图