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高考物理全冊(cè)熱點(diǎn)快速突破（打包20套）.zip,高考,物理,熱點(diǎn),快速,突破,打包,20 專(zhuān)題18 光學(xué) 【高考命題熱點(diǎn)】光學(xué)分為幾何光學(xué)和物理光學(xué)，近年新課標(biāo)高考中幾何光學(xué)多考查以“折射率和全反射”為核心的綜合計(jì)算問(wèn)題，處理的一般思路是：①作光路圖；②找?guī)缀侮P(guān)系；③結(jié)合“折射率和全反射”的知識(shí)靈活求解問(wèn)題。物理光學(xué)多考查有關(guān)“光的波動(dòng)性”的選擇題，光的波動(dòng)性包括光的干涉、衍射和偏振，近年高考考查雙縫干涉的相鄰明（暗）條紋間距問(wèn)題頻率較高，復(fù)習(xí)過(guò)程考生可有所側(cè)重。 【知識(shí)清單】 考點(diǎn)一 光的折射與全反射 1. 光的折射 光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射。 折射定律：①折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)；②折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)分居法線(xiàn)兩側(cè)；③入射角的正弦值與折射角的正弦值成正比。 在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。 2. 折射率 （1）定義：光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦值與折射角的正弦值之比，叫做這種介質(zhì)的折射率。 （2）定義式：（表示真空中光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角，表示介質(zhì)中光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角）。 （3）實(shí)驗(yàn)證明：（表示光在真空中的速度，表示光在介質(zhì)中的速度）。 特別需要注意的是：任何介質(zhì)中的折射率均大于1。 幾種常見(jiàn)折射模型 類(lèi)別 項(xiàng)目　　 平行玻璃磚 三棱鏡 圓柱體(球) 光的折射圖 通過(guò)平行玻璃磚的光線(xiàn)不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移 通過(guò)三棱鏡的光線(xiàn)經(jīng)兩次折射后，出射光線(xiàn)向棱鏡底邊偏折 圓界面的法線(xiàn)是過(guò)圓心的直線(xiàn)，經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折 應(yīng)用 測(cè)定玻璃的折射率 全反射棱鏡，改變光的傳播方向 改變光的傳播方向 3. 全反射 光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面上時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱(chēng)為全反射。發(fā)生全反射的條件：（1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；（2）入射角大于或等于臨界角。（光線(xiàn)從某介質(zhì)射向真空時(shí)臨界角為） 全反射與光導(dǎo)纖維 全 反 射 光密介質(zhì)與光疏介質(zhì) 兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)， 折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì) （1）光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角； 光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角 （2）光在光疏介質(zhì)中的傳播速度大于在光密介質(zhì)中的的傳播速度 （3）光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的。單獨(dú)一種介質(zhì)無(wú)法確定它是光密介質(zhì)還是光疏介質(zhì) 全反射 定義 光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射角達(dá)到，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射 臨界角 ①定義：折射角為時(shí)的入射角叫做全反射的臨界角 ②公式：光由折射率為的介質(zhì)射入空氣（真空）時(shí)， 條件 ①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) ②入射角大于或等于臨界角 光導(dǎo)纖維 原理 光的全反射 構(gòu) 造 由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上上發(fā)生全反射 傳播 途徑 光 纖 通 信 方法 光也是一種電磁波，也可以像無(wú)線(xiàn)電波那樣，作為載體來(lái)傳遞信息 優(yōu)點(diǎn) 光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大。此外，光纖傳輸還有衰減小、抗干擾性強(qiáng)等多方面的優(yōu)點(diǎn) 2 光的色散的特點(diǎn) 在色散現(xiàn)象中，紅光偏向角最小，即棱鏡對(duì)紅光的折射率最小。由公式可知紅光在介質(zhì)中的傳播速度最大。 將各種色光的情況列表統(tǒng)計(jì)如下： 物理量 紅橙黃綠藍(lán)靛紫 原理 同種介質(zhì)中的折射率（） 同種介質(zhì)中的光速（） 同種介質(zhì)中的波長(zhǎng)（） 頻率（） 波動(dòng)理論 同種介質(zhì)中的臨界角（） 考點(diǎn)二 光的波動(dòng)性 一 光的干涉 頻率相同的兩列光波相疊加，某些區(qū)域的光被加強(qiáng)，出現(xiàn)亮紋，某些區(qū)域的光被減弱，出現(xiàn)暗紋，且光被加強(qiáng)和減弱的區(qū)域互相間隔的現(xiàn)象叫做光的干涉現(xiàn)象。 1． 雙縫干涉：在用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，若雙縫處兩列光的振動(dòng)情況完全相同，則在光屏上距雙縫的路程差是光波波長(zhǎng)的整數(shù)倍的地方光被加強(qiáng)，將出現(xiàn)亮條紋；路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍的地方光被減弱，將出現(xiàn)暗條紋。 即光程差 出現(xiàn)亮條紋； 光程差 出現(xiàn)暗條紋。 相鄰的明條紋(或暗條紋)之間距離Δx與波長(zhǎng)λ、雙縫間距d及屏到雙縫距離l的關(guān)系為Δx＝λ。在用白光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)光屏?xí)r，光屏上除中央亮條紋為白色外，兩側(cè)均為彩色的干涉條紋。 2．薄膜干涉：光照射到薄膜上時(shí)，薄膜的前、后表面反射的兩列光相疊加，也可發(fā)生干涉現(xiàn)象。若入射光為單色光，可形成明暗相間的干涉條紋；若入射光為白光，可形成彩色的干涉條紋。 在薄膜干涉中，同一級(jí)亮條紋（或暗條紋）出現(xiàn)在摸的厚度相同處，故此種干涉又常稱(chēng)為等厚干涉。 二 光的衍射 1．光的衍射現(xiàn)象 光在遇到障礙物時(shí)，偏離直線(xiàn)傳播方向而照射到陰影區(qū)域的現(xiàn)象叫做光的衍射． 2．光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 當(dāng)孔或障礙物的尺寸比光波波長(zhǎng)小，或者跟光波波長(zhǎng)相差不多時(shí)，光才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。 3．單縫衍射圖樣和雙縫衍射圖樣的區(qū)別 a. 條紋寬度有區(qū)別：雙縫干涉條紋是等寬的，相鄰亮（暗）條紋間的距離是相等的，而單縫衍射的條紋，中央亮紋最寬，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的亮紋是等寬的。 b. 光強(qiáng)分布不同：雙縫干涉條紋如果不考慮距離分遠(yuǎn)近造成傳播上的損失，每條亮紋的光強(qiáng)分布是相同的，而單縫衍射的條紋的光強(qiáng)分布主要集中在中央亮紋，中央亮紋的光強(qiáng)占整個(gè)光強(qiáng)的95%。 三 光的偏振 1．偏振現(xiàn)象：橫波只沿某一特定方向振動(dòng)，稱(chēng)為波的偏振現(xiàn)象。 2．自然光：太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在垂直于傳播方向上沿各個(gè)方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫做自然光。 3．偏振光：在垂直于光傳播方向的平面上，只沿一個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫偏振光。 4. 光的偏振現(xiàn)象充分說(shuō)明光是橫波，只有橫波才有偏振現(xiàn)象。除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常見(jiàn)到的大部分光都是不同程度的偏振光。 5. 偏振光的簡(jiǎn)單應(yīng)用：拍攝水面下的景物，玻璃櫥窗里陳列物時(shí)，加偏振片濾去水面或玻璃表面的反射光，使影響清晰。立體電影也是應(yīng)用光的偏振現(xiàn)象的例子。 答案 P92 熱點(diǎn)突破提升練十八 1．（多選）下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是(　　) A．用光導(dǎo)纖維束傳送信息是光的衍射的應(yīng)用 B．太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象 C．在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可使景象更清晰 D．經(jīng)過(guò)同一雙縫所得干涉條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度 E．激光測(cè)距是應(yīng)用了激光平行性好的特點(diǎn) 2．（多選）下列說(shuō)法正確的是(　　) A．用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)是利用了光的全反射 B．偏振光可以是橫波，也可以是縱波 C．光速不變?cè)碇赋龉庠谡婵罩袀鞑ニ俣仍诓煌瑧T性參考系中都是相同的 D．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 E．聲源與觀察者相對(duì)靠近時(shí)，觀察者所接收的頻率等于聲源振動(dòng)的頻率 3.（多選）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是________。 A．改用紅色激光 B．改用藍(lán)色激光 C．減小雙縫間距 D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) E．將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng) 4.（多選）如圖所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以(　　) A．增大S1與S2的間距 B．減小雙縫屏到光屏的距離 C．將綠光換為紅光 D．將綠光換為紫光 5.（多選）兩種單色光束a,b分別照射在同一套雙縫干涉演示實(shí)驗(yàn)裝置上,得到的干涉圖樣分別如圖(a),(b)所示,則(　 　) 　　A.調(diào)試該實(shí)驗(yàn)裝置時(shí),要注意使單縫與雙縫相互平行 　　B.a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng) 　　C.a光的頻率大于b光的頻率 　　D.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度 　　E.同一種介質(zhì)對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 6. （多選）如圖2所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為θ，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線(xiàn)．則(　　) A．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 B．在真空中，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng) C．玻璃磚對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率 D．若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大，則折射光線(xiàn)a首先消失 E．分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距 7.（多選）如圖所示，是半圓柱形玻璃體的對(duì)稱(chēng)面和紙面的交線(xiàn)，A、B是關(guān)于軸等距且平行的兩束不同單色細(xì)光束，從玻璃體右方射出后的光路如圖所示，MN是垂直于放置的光屏，沿方向不斷左右移動(dòng)光屏，可在屏上得到一個(gè)光斑P，根據(jù)該光路圖，下列說(shuō)法正確的是(　 　) A．該玻璃體對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的折射率小 B．A光的頻率比B光的頻率高 C．在該玻璃體中，A光比B光的速度大 D．在真空中，A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng) E．A光從空氣進(jìn)入該玻璃體后，其頻率變高 8.“道威棱鏡”廣泛地應(yīng)用在光學(xué)儀器當(dāng)中，如圖所示，將一等腰直角棱鏡截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱鏡”，這樣就減小了棱鏡的重量和雜散的內(nèi)部反射。從M點(diǎn)發(fā)出的一束平行于底邊CD的單色光從AC邊射入，已知棱鏡玻璃的折射率n＝。求光線(xiàn)進(jìn)入“道威棱鏡”時(shí)的折射角，并通過(guò)計(jì)算判斷光線(xiàn)能否從CD邊射出。 9.細(xì)束平行光以一定的入射角從空氣射到直角棱鏡的側(cè)面AB，光線(xiàn)進(jìn)入棱鏡后直接射向另一側(cè)面AC。逐漸調(diào)整光線(xiàn)在AB面的入射角，使AC面恰好無(wú)光線(xiàn)射出，測(cè)得此時(shí)光線(xiàn)在AB面的入射角為α。 　?、佼?huà)出光線(xiàn)在AB面的入射角為α?xí)r，在AB面、AC面兩次折射的光路圖； 　　②計(jì)算該棱鏡的折射率。 10.如圖乙所示，ABCD是一直角梯形棱鏡的橫截面，位于截面所在平面內(nèi)的一束光線(xiàn)由O點(diǎn)垂直AD邊射入。已知棱鏡的折射率n＝，AB＝BC＝8 cm，OA＝2 cm，∠OAB＝60°。 　　①求光線(xiàn)第一次射出棱鏡時(shí)，出射光線(xiàn)的方向。 　　②第一次的出射點(diǎn)距C多遠(yuǎn)。 11.如圖所示，AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角θ＝76°，今有一細(xì)束單色光在橫截面內(nèi)從OA邊上的點(diǎn)E沿垂直于OA的方向射入玻璃磚，光線(xiàn)直接到達(dá)AB面且恰好未從AB面射出．已知OE＝OA，cos 53°＝0.6，試求： (1)玻璃磚的折射率n； (2)光線(xiàn)第一次從OB射出時(shí)折射角的正弦值。 12.如圖所示，直角三角形ABC是一玻璃磚的橫截面，AB＝L，∠C＝90°，∠A＝60°,一束單色光PD從AB邊上的D點(diǎn)射入玻璃磚，入射角為45°，DB＝，折射光DE恰好射到玻璃磚BC邊的中點(diǎn)E，已知光在真空中的傳播速度為c.求： (1)玻璃磚的折射率； (2)該光束從AB邊上的D點(diǎn)射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚所需的時(shí)間． 13.如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為的半球體，點(diǎn)為球心：下半部是半徑為、高為的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸的光線(xiàn)從半球面射入，該光線(xiàn)與之間的距離為。已知最后從半球面射出的光線(xiàn)恰好與入射光線(xiàn)平行（不考慮多次反射）。求該玻璃的折射率。 14.如圖，一半徑為R的玻璃半球，O點(diǎn)是半球的球心，虛線(xiàn)表示光軸（過(guò)球心與半球底面垂直的直線(xiàn)）。已知玻璃的折射率為?，F(xiàn)有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光線(xiàn)能從球面射出（不考慮被半球的內(nèi)表面反射后的光線(xiàn)）。求 （i）從球面射出的光線(xiàn)對(duì)應(yīng)的入射光線(xiàn)到光軸距離的最大值； （ii）距光軸的入射光線(xiàn)經(jīng)球面折射后與光軸的交點(diǎn)到點(diǎn)的距離。 15.一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心，如圖所示．玻璃的折射率為n＝. (1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線(xiàn)到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在AB上的最大寬度為多少？ (2)一細(xì)束光線(xiàn)在O點(diǎn)左側(cè)與O相距R處垂直于AB從下方入射，求此光線(xiàn)從玻璃磚射出點(diǎn)的位置． 16.如圖，玻璃球冠的折射率為，其底面鍍銀，底面的半徑是球半徑的倍；在過(guò)球心O且垂直于底面的平面(紙面)內(nèi)，有一與底面垂直的光線(xiàn)射到玻璃球冠上的M點(diǎn)，該光線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)恰好過(guò)底面邊緣上的A點(diǎn)，求該光線(xiàn)從球面射出的方向相對(duì)于其初始入射方向的偏角． - 10 -