高三物理光学考纲要求与例题

光学考纲要求与例题高三物理知识块系列复习第1页知识要求Ⅰ类光直线传输，本影和半影。棱镜，光色散。光本性学说发展史。光干涉现象及其常见应用，光衍射。双缝干涉条纹间距与波长关系。光偏振。光谱和光谱分析，红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们应用，光电磁本性，电磁波谱。光波粒两象性，物质波。激光特征及应用。Ⅱ类

光反射，反射定律，平面镜成像作图法。光折射，折射定律，折射率，全反射和临界角。光电效应，光子，爱因斯坦光电效应方程。

第2页技能要求一、光频率、波长、光速与光子能量、光折射率之间联络。二、光电磁说和光子学说试验依据、基础理论。第3页例题一关于激光说法中正确是[]A、激光一定是横波B、激光一定是偏振光C、激光是人工产生相干光D、利用激光产生高压有可能引发核聚变。ACD第4页例题二已知一束单色光在水中传输速度是真空中3/4，则[]A这束光在水中传输时波长为真空中3/4B这束光在水中传输时频率为真空中3/4C对于这束光，水折射率为3/4D从水中射向水面光线，一定能够进入空气中V=C/nn=4/3A第5页例题三为了观察门外情况，有些人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看出去，能够看到门外入射光线与轴线间最大夹角称做视场角。已知该玻璃折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r，则视场角是

[]AarcsinBarcsinCarcsinDarcsin第6页例题分析与解答画光路图是关键φΦ就是最大视场角iγrlΦ=i正确选项是B第7页例题四雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫水珠上时出现现象。在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R球，球心O到入射光线垂直距离为d。水折射率为n。（1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出光路图。（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转角度。

（1）光路图如右第8页（2）解答光线第一次偏折角度Δθ1=i-r=sin-1d/R-sin-1d/nR光线第二次偏折角度Δθ2=π-2r=π-2sin-1d/nR.光线第三次偏折角度Δθ3=Δθ1Δθ3=sin-1d/R-sin-1d/nR。

irrrriΔθ1Δθ2Δθ3第9页例题五某脉冲激光器耗电功率为2×103瓦，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲连续时间为10－8秒，携带能量为0.2焦耳，则每个脉冲功率为多少瓦？该激光器将电能转化为激光能量效率为多大？P=W/tP=0.2/10-8=2×107W（这里足见激光功率很大）

η=W有/W总η=0.2×10/2×103=0.1%=1‰第10页例题六（年上海市高考）阅读以下资料并回答下列问题：自然界中物体因为含有一定温度，会不停向外辐射电磁波，这种辐射因与温度相关，称为热辐射，热辐射含有以下特点：①辐射能量中包含各种波长电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射能量越大；③在辐射总能量中，各种波长所占百分比不一样。处于一定温度物体在向外辐射电磁能量同时，也要吸收由其它物体辐射电磁能量，假如它处于平衡状态，则能量保持不变，若不考虑物体表面性质对辐射与吸收影响，我们定义一个理想物体，它能100%地吸收入射到其表面电磁辐射，这么物体称为黑体，单位时间内从黑体表面单位面积辐射电磁波总能量与黑体绝对温度四次方成正比，即P=σT4，其中常量σ=5.67×10-3瓦/（米2·开4）。在下面问题中，把研究对象都简单地看作黑体。相关数据及数学公式：太阳半径Rs=696000千米，太阳表面温度T=5770开，火星半径r=3395千米，球面积S=4πR2，其中R为球半径。（1）太阳热辐射能量绝大多数集中在波长为2×10－7米~1×10－5米范围内，求对应频率范围。（2）每小时从太阳表面辐射总能量为多少？（3）火星受到来自太阳辐射可认为垂直射可认为垂直身到面积为πr2（r为火星半径）圆盘上，已知太阳到火星距离约为太阳半径400倍，忽略其它天体及宇宙空间辐射，试估算火星平均温度。

第11页例题分析与解答（1）（2）W=（3）设火星表面温度为T火，太阳到火星距离为d，火星单位时间内吸收来自太阳辐射能量为Pω

火星单位时间内向外辐射电磁波能量为

火星处于平衡状态

即得火星平均温度

第12页例题七一辆试验小车可沿水平地面（图中纸面）上长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束激光器装在此小转台M上，到轨道距离MN为d=10m,如图所表示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周时间为T=60S。光束转动方向如图中箭头所表示。当光束与MN夹角为45°时，光束刚好射到小车上，假如再经过Δt=2.5s光束又射到小车上，则小车速度为多少？（结果保留二位数字）

第13页例题分析与解答Δt=2.5s时间内光束转过角度由右图可知本题有两种情况必须考虑。

第一个情况：2.5s内小车从A运动到A1

第二种情况：2.5s内小车从B运动到B1

第14页例题八可用如图装置测量光电效应中产生光电子荷质比。M和N是相距为d两平行金属板，其中N是锌板，紫外线照射N板产生光电子是向各个方向运动。所以电流计有一定示数，假如移动变阻器滑动端使电压表示数增大，问电流计示数怎样改变？假如电流计示数为零时电压表示数为U0。且断开电键K并在MN之间加一垂直纸面向内磁感应强度为B匀强磁场时，电流计示数恰为零。试依据上述信息求出电子荷质比。

第15页例题分析与解答对光电子来说所加电压是反向电压，所以电压表示数增大则电流表示数减小。据题意

EKm=U0e=mVm2/2时电流表读数为零加了磁场后，R=mVm/eB=d/2时电流表读数为零,综合此两式得

第16页作业1、光线在玻璃和空气分界面上发生全反射条件是[]A、光从玻璃射到分界面上，入射角足够小

B、光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C、光从空气射到分界面上，入射角足够小D、光从空气射到分界面上，入射角足大

发生全反射有两个必要条件一是必须从光疏介质射向光密介质二是必须入射角大于临界角B第17页作业2、如图所表示两块一样玻璃直角三棱镜ABC，二者AC面是平行放置，在它们之间是未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示出射光线中[]A、1、2、3（彼此平行）中任一条都有可能B、4、5、6（彼此平行）中任一条都有可能C、7、8、9（彼此平行）中任一条都有可能D、只能是4、6中某一条

设未知介质折射率小于玻璃折射率则光路图如右B未知介质折射率大于玻璃折射率时出射光线就是4若未知介质折射率等于玻璃折射率呢？第18页作业3、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到日出时刻与实际存在大气层情况相比，[]A．将提前B．将延后C．在一些地域将提前，在另一些地域将延后 D．不变

太阳光P是刚日出地方，P左方还没风日出存在大气层情况下光路图如右PK在有大气情况下K处已经看到日出，假如没有大气则K要转到P处时才能看到日出。B第19页作业4、已知介质对某单色光临界角为θ,则[]A.该介质对此单色光折射率为sin(1/θ)；B.此单色光在该介质中传输速度等于Csinθ(C是真空中光速)C.此单色光在该介质中波长是在真空中波长sinθ倍;D.此单色光在该介质中频率是在真空中频率1/sinθ。

n=1/sinθ=C/VV=CsinθBC第20页作业5、在双缝干涉试验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹,若在双缝中一缝前放一红色滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时[]A、只有红色和绿色双缝干涉条纹,其它颜色双缝干涉条纹消失B、红色和绿色双缝干涉条纹消失,其它颜色双缝干涉条纹依然存在C、任何颜色双缝干涉条纹都不存在,但屏上仍有光亮D、屏上无任何光亮

红光与绿光相遇，因频率不一样而不能产生干涉现象C假如把放绿色滤光片缝用不透明板盖没屏上会出现什么现象？第21页作业6、图为X射线管结构示意图，K为灯丝电源，要使X射线管发出射线，须在P、Q两电极间加上几万伏直流高压电[]A、高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出B、高压电源正极应接在P点，X射线从A极发出C、高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出D、高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出

因高速运动电子撞击A极而产生X射线D第22页作业7、以下关于光说法中正确是[]A、在真空中红光波长比紫光波长短。B、红光光子能量比紫光光子能量小。C、红光和紫光相遇时能产生干涉现象D、红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射。

七色光中紫光频率最高紫光光子能量最大真空中紫光波长最小。BD第23页作业8、光电效应试验装置如图所表示，则下面说法中正确是[]A、用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B、用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C、锌板带是负电荷D、使验电器指针发生偏转是正电荷

AD第24页作业9、如图所表示为一显示薄膜干涉现象试验装置，P是附有肥皂膜铁丝圈，S是一点燃酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到干涉图象应是下列图中

[]

ABCD这里观察到实际上是薄膜干涉现象D第25页作业10、图中AB表示一直立平面镜,P1P2是水平放置米尺(有刻度一面朝着平面镜),MN是屏,三者相互平行.屏MN上ab表示一条竖直缝(即a、b之间是透光.)某人眼睛紧贴米尺上小孔S(其位置见图),可经过平面镜看到米尺一部分刻度。试在本题图上用三角板作图求出可看到部位,并在P1P2上把这部分涂以标志。

因光路可逆，能够把S作为光源先作S虚像S1S1再画经过Sa光线C要画恰好经过b反射光线应该先联结S1b，与AB交于K，与P1P2交于D，再联结SK就是它入射光线。KDCD就是眼睛能够看到部分。第26页作业11、在折射率为n、厚度为d玻璃平板上方空气中有一点光源S，从S发出光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如右图所表示。若沿此光