第7天 《光》的问题（原卷版）.docx

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1、第7天光的问题目录考点聚焦：核心考点+高考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破，核心考点聚焦1、光的反射2、光的折射、折射率的测定3、全反射4、光的干涉、薄膜干涉5、光的衍射6、实验测定光的波长7、光的偏振A高考考点聚焦常考考点真题举例光的反射和折射问题2023.全国乙卷.高考真题光路图、光的反射与折射问题2023全国甲卷高考真题光的偏振2023.天津.高考真题薄膜干涉2023.山东.高考真题测定玻璃的折射率2023海南高考真题0一、光的折射现象和折射定律1 .光的折射光的方向：光从一种介质斜射

2、进入另一种介质时，传播方向要发生变化.当光垂直界面入射时，光的传播方向不变.入射角与折射角的大小关系：当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角.从空气进入介质，也近似看成从真空进入介质2 .对折射定律的理解在球形界面发生折射，半径就在法线上.法线两旁：折射光线与入射光线分别位于法线两侧.成正比：当介质一定时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即篝J=%3 .解决光的折射问题的基本思路：画出正确的光路图,利用几何关系确定光路图中的边、角 关系，利用折射定律=翟，结合三角函数的关系进行运算.二、全反射1 .光疏介质和光密介质抓住光疏介质和光密介质的含义(2)相对性.(3)光疏和光密与密度无关.2

3、.全反射发生全反射的条件：光由光密介质射入光疏介质.入射角大于或等于临界角.(2)当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大.同时折射光线强度减 弱，即折射光线的能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射 光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光的能量.三、光的双缝干涉1 .单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况.2 .双缝的作用：平行光照射到单缝S上，又照到双缝Si、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况 完全一致的相干光.2 .屏上某处出现亮、暗条纹的条件：频率相同、振动步调相同的两列光波产生亮暗条纹的 条件如下：亮条纹的条

4、件：屏上某点P到两条缝Sl和&的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶 数倍.BP：PS1 -PS2 =k=2kk=0,1,2,3,)说明：k=0时，PSl=PS2,止匕时P点位于光屏上的。处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮 条纹或零级亮条纹，上为亮条纹的级次.暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝Sl和S2的路程差正好是半波长的奇数倍，即：PS1 一Sf2 = (2左一1)今左=123,)说明：上为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开.注意：当频率相同、振动步调总是相反的两列光波叠加时，产生亮、暗条纹的条件与上面的 情况恰好相反.3 .干涉图样单色光的干涉图样：如图所示，干涉条纹是等间距的明暗相

5、间的条纹.（2）白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹.四、双缝干涉条纹间距与波长的关系1 .条纹间距是指相邻亮条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离.由数学知识可得条纹间距公式为Ax=%,其中/为双缝到屏的距离，d为双缝间的距离，丸 为入射光的波长.2 .两相邻亮条纹（或暗条纹）间距离与光的波长有关，波长越长，条纹间距越大.对于同一单色光，条纹之间的距离相等，由该单色光的亮条纹和暗条纹组成.（2）白光的干涉条纹的中央是白色的，两侧是彩色的，这是因为：白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复色光，且从红光到紫光波长逐渐 变短.各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处

6、形成亮条纹，从而复合成白色条纹. 两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹.例题L如图所示，水面上有一透明均质球，上半球露出水面，下半球内竖直中心轴上有 红、蓝两种单色灯（可视为点光源），均质球对两种色光的折射率分别为红和蓝。为使从 光源照射到上半球面的光，都能发生折射（不考虑光线在球内反射后的折射），若红灯到水 面的最大距离为力红，（1）求蓝灯到水面的最大距离；（2）两灯都装在各自到水面的最大距离处，蓝灯在红灯的上方还是下方？为什么？例题2.用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定 入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，。

7、和。分别是入射点和出射点，如图（Q）所 示。测得玻璃砖厚度为z = 15.0mm, A到过。点的法线OM的距离AAI = IO.0mm, M到玻 璃砖的距离Mo = 20.0mm,。至IJOM的距离为s = 5.0mm。（i ）求玻璃砖的折射率；（ii）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃能继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入射角从。逐渐增大，达到45。时，玻璃砖下表面的出射光 线恰好消失。求此玻璃能上下表面的夹角。一、单选题图（a）图(b)1.用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关2.香炉初上日，瀑水喷成虹是孟浩然在彭蠡湖中望庐山

8、的描述彩虹的诗句，彩虹的 形成原理可简化为如图，阳光由空气射入球形水滴后，可分成颜色不同的单色光，其中、是射出的两束单色光，则下列说法正确的是（）A.彩虹的形成是光的干涉现象B. 光对水滴的折射率大于8光C.在真空中，4光的波长大于h光D.在水中，光的传播速度大于光 3.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过。的法线成O角射入。CD为光学传感器，可以探测光 的强度。从4B面反射回来的光强随入射角力变化的情况如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.该新材料的折射率1B.该新材料的折射率=L25C.图甲中若减小入射角。则反射光 线和

9、折射光线之间的夹角将减小D.图甲中若减小入射角。到0。，则光线将全部从AB界面透射出去4 .柱状光学器件横截面如图所示, OP右侧是以。为圆心、半径为R的;圆,左侧是直角梯形，AP长为R, AC与Co夹角45。，AC中点为B。、b两种频率的细激光束，垂直A8面入射，器件介质对Q, b光的折射率分别为1.42、1.40o保持 光的入射方向不变，入射点从4向B移动过程中，能在PM面全反射后，从OM面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（）A.仅有Q光B.仅有b光C.。、b光都可以 D. 0、b光都不可以5 .光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用。如图所示是一个质量均匀分 布的有机玻璃

10、圆柱的横截面，尻C为圆上两点，一束单色光沿4B方向射入，然后从C点 射出，已知NaBo=I27。，NBoC=I20。，真空中光速 c=3l8ms, sin53o=0.8, s53o=0.6o 贝U （）A.光在该有机玻璃中的折射率为L6B.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53。C.光在该有机玻璃中传播速度为3l08rnsD.将该材料做成长30Okm的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为l10-3sA.甲图是小孔衍射的图样，也被称为泊松亮斑B.乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是光在被检测厚玻璃板的上下表 面反射后叠加的结果C.丙图是双缝干涉原理图，若。到S、邑的路程差是

11、半波长的奇数倍，则尸处是暗纹D.图丁中的/、N是偏振片，?是光屏，当“固定不动，绕水平转轴在竖直面内转 动N顺时针90。后，尸上的光亮度不变7 . 1801年，托马斯杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用平面镜同样 在光屏上得到了明暗相间的条纹，该实验的基本装置如图所示。水平放置的平面镜MN左 上方有一点光源S,仅发出单一频率的光，平面镜右侧固定有竖直放置的足够长的光屏,平面镜所在水平线与光屏的交点为P,下列说法正确的是（）A.光屏上，P点上下均有条纹S.IIIlm777777777npB.只将光屏右移，相邻亮条纹间距变宽C.只将光源上移，相邻亮条纹间距变宽D.只将光源的频率变

12、大，相邻亮条纹间距变宽二、实验题8 .某同学用直角三角形玻璃砖做测量玻璃砖折射率实验。四枚大头针插入位置如图1所示，把大头针移掉后得到如图2所示的部分光路图。图1图2(1)为了取得更好的实验效果，下列操作正确的是；A.选择的入射角应尽量小些B.大头针应垂直插在纸面上C.大头针耳和P2及P3和P4之间的距离尽量小些D.画三角形玻璃砖的轮廓线时，用笔紧贴玻璃砖表面画线(2)请在答题纸中用黑笔完成光在玻璃砖中的光路图,要求保留作图过程的痕迹；并在入射点E处标出入射角/和折射角ro9 .物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析 等。(1)现用如图甲所示双缝干涉实验装

13、置来测量光的波长。在组装仪器时单缝和双缝应该相互放置。(选填垂直或平行)光源凸透镜滤光片单缝双缝遮光筒毛玻璃屏目镜图甲图乙图丙为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离x,而是先测量个条纹的问 距再求出x0下列实验采用了类似方法的有A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量B.用单摆测重力加速度实验中单摆周期的测量C.探究弹簧弹力与形变量的关系实验中弹簧形变量的测量若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为/,如图丙所示，测得第1条暗条纹中心到第5 条亮条纹中心之间的距离为X，则单色光的波长 =O三、计算题10 .如图，边长为。的正方形八BCD为一棱镜的横截面，M为ZB边的中点。在截面所在 的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60,经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、C 两点之间的距离。11 .如图，一个半径为R的玻璃球，。点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在4点射出，出射光线ZB与球直径SC平行，9 = 30。光在真空中的传播速度为c。求：(i)玻璃的折射率；(ii)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。