物理選修3-4光學(xué)復(fù)習(xí)資料

..物理選修3－4光學(xué)復(fù)習(xí)第1課時(shí)光的直線傳播光的反射1、高考解讀真題品析知識(shí)：平面鏡成象特點(diǎn)例1．〔09年全國(guó)卷Ⅰ〕15.某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如下圖，物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是A．24mB．32mC．40mD．48m解析：此題考察平面鏡成像從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8cm,第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像,第3個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm.答案：B點(diǎn)特：像與物關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)熱點(diǎn)關(guān)注知識(shí)點(diǎn)：確定平面鏡成象觀察圍S例2。如下圖，畫(huà)出人眼在S處通過(guò)平面鏡可看到障礙物后地面的圍。SSS/MNPQ解析：先根據(jù)對(duì)稱(chēng)性作出人眼的像點(diǎn)SSS/MNPQ點(diǎn)評(píng)：〔1〕利用光路可逆原理〔2〕利用平面鏡成像的對(duì)稱(chēng)性2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)考點(diǎn)1.光的直線傳播1．光源發(fā)光是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為光能2．光的直線傳播：〔1〕光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播。如影、日食、月食、小孔成像等都是直線傳播的例證。〔2〕光在真空中的傳播速度為c=3.00×10m3．影〔1〕影分本影和半影?！?〕點(diǎn)光源只能形本錢(qián)影。〔3〕本影的大小決定于光源、物體和光屏的相對(duì)位置考點(diǎn)2．光的反射1．反射現(xiàn)象：光射到兩種介質(zhì)的分界面處，有一局部返回原來(lái)介質(zhì)的現(xiàn)象。2．反射定律：反射光線、入射光線和法線在同一平面，反射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。3．反射光路是可逆的考點(diǎn)3．平面鏡1．平面鏡的作用：只改變光的傳播方向，不改變光束的聚散性質(zhì)2．平面鏡的成像特點(diǎn)：成正立的等大的虛像，物與像關(guān)于鏡面對(duì)稱(chēng)。3．平面鏡成像光路作圖的技巧：先根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)，確定像的位置，再補(bǔ)畫(huà)入射光線與反射光線。4．平面鏡的視場(chǎng)問(wèn)題：需借助邊界光線作圖。如有障礙物，還需畫(huà)出障礙物的像，再借助邊緣光線作圖。3、復(fù)習(xí)方案根底過(guò)關(guān)重難點(diǎn)：影子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的分析例3．一路燈距地面的高度為h，身高為l的人以速度勻速行走，如下圖〔1〕試證明人的頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)；〔2〕求人影的長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化率。解析：〔1〕設(shè)t=0時(shí)刻，人位于路燈的正下方O處，在時(shí)刻t，人走到S處，根據(jù)題意有OS=①過(guò)路燈P和人頭頂?shù)闹本€與地面的交點(diǎn)M為t時(shí)刻人頭頂影子的位置，如下圖.OM為人頭頂影子到O點(diǎn)的距離.SShOPM由幾何關(guān)系，有②解①②式得③因OM與時(shí)間t成正比，故人頭頂?shù)挠白幼鲃蛩龠\(yùn)動(dòng).〔2〕由圖可知，在時(shí)刻t，人影的長(zhǎng)度為SM，由幾何關(guān)系，有SM=OM－OS④由①③④式得⑤可見(jiàn)影長(zhǎng)SM與時(shí)間t成正比，所以影長(zhǎng)隨時(shí)間的變化率點(diǎn)評(píng)：此題由生活中的影子設(shè)景，以光的直線傳播與人勻速運(yùn)動(dòng)整合立意。根據(jù)光的直線傳播規(guī)律，建立三角形的模型。運(yùn)用數(shù)學(xué)上的平面幾何知識(shí)解決物理問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力典型例題：P1P2MNabABSP1P2MNabABS解析：在遇到找"人眼觀察圍〞的題目時(shí)，采取"設(shè)人眼為光源，求由它發(fā)射的光線經(jīng)平面鏡反射照亮圍〞的方法，這其實(shí)是光路可逆思維的表達(dá)，但要注意這里屏既要遮入射光線又要遮有限圍的反射光線，要充分認(rèn)識(shí)到"ab〞局部的窗口作用，此題是典型的視場(chǎng)問(wèn)題設(shè)S為光源，它發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡反射后，照射到米尺上的圍，由光路可逆知，即為人眼通過(guò)平面鏡和狹縫ab看到的圍，光路圖如18－2〔a〕。假設(shè)正面求解如〔b〕P1P1P2MNabABS屏的像的位置尺的像的位置(b)P1P2MNabABSce眼的像的位置(a)點(diǎn)評(píng)：這道題運(yùn)用了平面鏡成像的對(duì)稱(chēng)性及光路的可逆性，通過(guò)作圖解決了平面鏡成像的視場(chǎng)問(wèn)題，其中還得考慮障礙物對(duì)視場(chǎng)的約束。這樣，才可正確、迅速地解決有關(guān)問(wèn)題。第2課時(shí)光的折射全反射真品分析知識(shí)點(diǎn)：折射定律例1．〔08卷〕〔9分〕一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成?，F(xiàn)有一束位于過(guò)球心O的豎直平面的光線，平行于桌面射到球體外表上，折射入球體后再?gòu)呢Q直外表射出，如下圖。入射光線與桌面的距離為。求出射角。解析：設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角α為入射角。過(guò)C點(diǎn)作球體水平外表的垂線，垂足為B。依題意，∠COB=α。又由△OBC知sinα=①設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得②由①②式得③由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直外表上的入射角γ(見(jiàn)圖)為30°。由折射定律得⑤因此解得點(diǎn)評(píng)：此題考察幾何光學(xué)知識(shí)，通過(guò)畫(huà)光路圖，根據(jù)折射定律，由幾何關(guān)系列式求解。熱點(diǎn)關(guān)注知識(shí)點(diǎn)：折射、全反射例2．〔09年全國(guó)卷Ⅱ〕21.一玻璃磚橫截面如下圖，其中ABC為直角三角形〔AC邊末畫(huà)出〕，AB為直角邊ABC=45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏。假設(shè)一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，那么〔〕A.從BC邊折射出束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光B.屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度C.屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度D.當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析：.寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然以寬度大小為AB長(zhǎng)度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長(zhǎng)度,B對(duì).D正確。答案：BD點(diǎn)評(píng)：此題考察光的折射和全反射。當(dāng)光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)入射角大于或等于臨界角時(shí)，將會(huì)發(fā)生全反射2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)考點(diǎn)1.光的折射1．光的折射：光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)或在同一種不均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射。2．折射率n：折射率是表示在兩均勻介質(zhì)中光速度比值的物理量，光從真空射入介質(zhì)時(shí)，n=，叫該介質(zhì)的折射率〔絕對(duì)折射率〕。同一介質(zhì)對(duì)不同頻率的光具有不同的折射率，說(shuō)明折射率不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)，在可見(jiàn)光為透明的介質(zhì)，折射率隨光的頻率的增大而增大。3．光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)任何介質(zhì)的折射率都大于，折射率越大，光在其中傳播的速度就越小，兩種介質(zhì)相比擬，折射率大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)，折射率小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì)4．折射定律：折射光線、入射光線和法線在同一平面，折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦之比是一個(gè)常數(shù)。即：=n5．折射光路是可逆的6．折射率與光速及波長(zhǎng)的關(guān)系：當(dāng)光從真空進(jìn)入介質(zhì)時(shí)，頻率不變，速度、波長(zhǎng)均減小。公式：v=λf考點(diǎn)2．全反射1．全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角大于〔或等于〕某一角度時(shí)，折射光線消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射。2．產(chǎn)生條件：=1\*GB3①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)=2\*GB3②入射角大于〔或等于〕臨界角3．臨界角：折射角等于90〔或折射光線恰好消失〕時(shí)的入射角叫臨界角。公式：sinC=(C為臨界角)4．全反射現(xiàn)象的應(yīng)用：=1\*GB3①光導(dǎo)纖維=2\*GB3②全反射棱鏡全反射的一個(gè)重要應(yīng)用就是用于光導(dǎo)纖維〔簡(jiǎn)稱(chēng)光纖〕。光纖有、外兩層材料，其中層是光密介質(zhì)，外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時(shí)，每次射到、外兩層材料的界面，都要求入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射。這樣使從一個(gè)端面入射的光，經(jīng)過(guò)屢次全反射能夠沒(méi)有損失地全部從另一個(gè)端面射出?？键c(diǎn)3。光的色散1．三棱鏡―橫截面為三角形的三棱柱透明體稱(chēng)三棱鏡。2．三棱鏡對(duì)光線的作用：①光密三棱鏡：當(dāng)光線從一側(cè)面射入，從另一側(cè)面射出時(shí)，光線兩次均向底面偏折。②光疏三棱鏡：當(dāng)光線從一側(cè)面射入，從另一側(cè)面射出時(shí)，光線兩次均向頂角偏折。③全反射棱鏡〔等腰直角棱鏡〕：當(dāng)光線從一直角邊垂直射入時(shí)，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出。當(dāng)光線垂直于斜邊射入時(shí)，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出。3．三棱鏡成像：當(dāng)物體發(fā)出的光線從三棱鏡的一側(cè)面射入，從另一側(cè)面射出時(shí)，逆著出射光線可以看到物體的虛像。4．光的色散白光通過(guò)三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光束。由七色光組成的光帶叫做光譜。這種現(xiàn)象叫做光的色散。色散的實(shí)質(zhì)是由于各種色光在同一介質(zhì)中傳播的速率不同，或同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同而引起的。注：〔1〕光的頻率〔顏色〕由光源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)；〔2〕同一介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大；〔3〕n=c/v。正確應(yīng)用以上幾點(diǎn)就能準(zhǔn)確地判斷有關(guān)色光在介質(zhì)中的傳播速度、波長(zhǎng)、折射光線的偏折程度等問(wèn)題。3、復(fù)習(xí)方案根底過(guò)關(guān)重難點(diǎn)：折射定律的解題策略1234567123456789ABCACBA．1、2、3〔彼此平行〕中的任一條都有可能B．4、5、6〔彼此平行〕中的任一條都有可能C．7、8、9〔彼此平行〕中的任一條都有可能D．只能是4、6中的某一條解析：玻璃狹縫中透明介質(zhì)可能折射率n>n也可能n<n，還可能n=n。介質(zhì)狹縫可看成是兩面平行的介質(zhì)板，根據(jù)折射定律及平行玻璃磚的光學(xué)特點(diǎn)〔入射光線平行于出射光線〕，可判斷4、5、6都有可能。答案：B點(diǎn)評(píng)：未知透明介質(zhì)與玻璃相比，可能是光密介質(zhì)也可能是光疏介質(zhì)，還有可能就是與玻璃折射率一樣另一介質(zhì)，思考時(shí)要全面不能漏掉n一樣的情況；另外利用兩面平行玻璃磚的光學(xué)特性〔入射光線平行與出射光線，但有側(cè)移〕，也是解題的一條比擬快的途徑。典型例題：例4．某三棱鏡的橫截面為一直角三角形，如下圖，∠A=90°，∠B=30°，∠C=60°，棱鏡材料的折射率為n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC的方向射向AB面，經(jīng)AB面和AC面折射后出射。〔1〕求出出射光線和入射光線延長(zhǎng)線的夾角δ。〔2〕為使上述入射光線能從AC面出射，折射率n的最大值為多少？解析：〔1〕設(shè)光在AB面上入射角為，折射角為，在AC面上入射角為α，折射角為β。由光的折射定律有而，可得又，故由光的折射定律，得∴夾角〔2〕要使光從AC面出射，應(yīng)有＜1即＜1解得＜點(diǎn)評(píng)：光的反射和折射俗稱(chēng)幾何光學(xué)，此題的解題過(guò)程充分表達(dá)了這一點(diǎn)：如：的推算，的來(lái)由，的得出，無(wú)一不是幾何知識(shí)的應(yīng)用。第3課時(shí)光的干預(yù)、衍射、和偏振1、高考解讀真題品析知識(shí)：干預(yù)條紋間距規(guī)律例1．〔09年XX物理〕10．如圖為雙縫干預(yù)的實(shí)驗(yàn)示意圖，假設(shè)要使干預(yù)條紋的間距變大可改用長(zhǎng)更___________〔填長(zhǎng)、短〕的單色光，或是使雙縫與光屏間的距離___________〔填增大、減小〕。解析：依據(jù)雙縫干預(yù)條紋間距規(guī)律，可知要使干預(yù)條紋的間距變大，需要改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光，應(yīng)將增大雙縫與屏之間的距離L。答案：長(zhǎng)，增大。點(diǎn)評(píng)：對(duì)同一裝置，干預(yù)條紋間距與波長(zhǎng)成正比熱點(diǎn)關(guān)注知識(shí)：光的干預(yù)的應(yīng)用例2?！?9年卷〕13.光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，以下說(shuō)確的是A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C.在光導(dǎo)纖維束傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干預(yù)現(xiàn)象解析：用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干預(yù)現(xiàn)象，A錯(cuò)；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯(cuò)；在光導(dǎo)纖維束傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯(cuò)；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干預(yù)現(xiàn)象，D對(duì)。答案：D點(diǎn)評(píng)：掌握各種物理現(xiàn)象形成的原理2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)考點(diǎn)1.光的干預(yù).1．光的干預(yù)現(xiàn)象：在相干光疊加區(qū)域，有的位置光強(qiáng)度始終增強(qiáng)，有的位置光強(qiáng)度始減弱，出現(xiàn)光強(qiáng)度隨這間重新分布的現(xiàn)象。2．光的相干條件：兩束光的頻率一樣，振動(dòng)方向一樣，在疊加區(qū)域相位差恒定3．氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)〔必須是相干光源〕.①產(chǎn)生雙縫干預(yù)的條件：，且振動(dòng)情況完全一樣.②縫產(chǎn)生的光相當(dāng)于光源的作用.=3\*GB3③產(chǎn)生亮暗條件是〔亮〕，〔暗〕兩條亮紋或暗紋之間的距離=4\*GB3④==5\*GB3⑤條紋間距是相等的，0級(jí)亮紋與1級(jí)亮紋，1級(jí)亮紋與2級(jí)亮紋都相差一個(gè)波長(zhǎng)，而相鄰級(jí)的暗紋之間相差半個(gè)波長(zhǎng).其實(shí)第n級(jí)就相當(dāng)于波長(zhǎng)的幾倍.4．薄膜干預(yù)：兩個(gè)相干光源是薄膜的兩條反射光產(chǎn)生的現(xiàn)象.=1\*GB3①單色平行光照楔形薄膜時(shí)呈現(xiàn)明暗相間條紋.[因?yàn)閐的不同造成的不同，因此有此d可能就使為波長(zhǎng)整數(shù)倍，有的d可能使為半波長(zhǎng)奇數(shù)倍，而呈現(xiàn)明暗相間條紋]=2\*GB3②用復(fù)色光照射時(shí)，那么出現(xiàn)彩色條紋.[用白光作光源時(shí)，由于不同色光波長(zhǎng)不同，在某一厚度d處只能是某一種色光相強(qiáng)而成為這種色光的亮條紋，旁邊另一厚度處只能是另一種色光強(qiáng)而成為另一色光的亮條紋，這樣在不同厚度d處，為不同波長(zhǎng)的色光的亮條紋，從而形成彩色條紋]=3\*GB3③增透膜是干預(yù)的應(yīng)用之一，由于"增透〞只使兩反射光相消，一定的d只能使一定的波長(zhǎng)的光相消，我們常見(jiàn)的涂有增透膜的光學(xué)元件，是在自然光條件下增透，通常控制增透膜的厚度，使它對(duì)黃、綠光滿足"增透〞，而其他色光〔紅、橙、藍(lán)、靛、紫〕不能滿足"增透〞.因此從入射光方向看上去呈現(xiàn)其他色光形成的淡紫色.=4\*GB3④薄膜干預(yù)應(yīng)用之二是檢查平面是否平整.考點(diǎn)2.光的衍射1．現(xiàn)象：光繞過(guò)障礙物的現(xiàn)象。2．意義：光的衍射現(xiàn)象進(jìn)一步說(shuō)明光是波。3．條件：從理論上講衍射是無(wú)條件的，但需發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，其條件是阻礙物〔或孔〕的尺寸與光波可比〔接近光波長(zhǎng)或小于光波長(zhǎng)〕。4．單縫衍射：光通過(guò)單縫照射到屏上時(shí)，屏上將出現(xiàn)"有明有暗，明暗相間〞的衍射條紋，與雙縫干預(yù)的干預(yù)條紋不同的是：干預(yù)條紋均勻分布，而衍射條紋的中央明紋較寬，較亮。5．泊松亮斑：1818年法國(guó)物理學(xué)家菲涅耳提出光的波動(dòng)理論；數(shù)學(xué)家泊松推算出在圓板陰影的中心應(yīng)有一個(gè)亮斑〔即著名的泊松亮斑〕，后被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，即說(shuō)明泊松亮斑是由光的衍射形成?！?．應(yīng)用：用衍射光柵測(cè)定光波波長(zhǎng)注：①光的干預(yù)和光的衍射都說(shuō)明光具有波動(dòng)性.②光波衍射中有干預(yù)；干預(yù)中有衍射.考點(diǎn)3．光的偏振現(xiàn)象1．光是橫波，是電磁波，場(chǎng)強(qiáng)E和磁感強(qiáng)度B的振動(dòng)方向均與波傳播的方向垂直．所以光有偏振現(xiàn)象．2．自然光：在光波傳播方向垂直的平面光振動(dòng)(指E的振動(dòng))沿各個(gè)方向振動(dòng)強(qiáng)度都_______的光．如由太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光．3．偏振光：在光波傳播方向的垂直平面，只有沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)的光．如自然光經(jīng)一偏振片作用后的光，再如自然光射到兩介質(zhì)分界面時(shí)同時(shí)發(fā)生反射和折射(反射角和折射角和為900時(shí))，反射光線和折射光線是光振動(dòng)方向互相垂直的偏振光．4．應(yīng)用：利用偏振濾光片攝影、觀看立體電影等．光的衍射—單縫衍射實(shí)驗(yàn).考點(diǎn)4。激光的特點(diǎn)1．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光.2．激光的平行度非常好.3．激光的亮度高.注意：激光只是某種特定波長(zhǎng)的光，而白熾燈光是有一切波長(zhǎng)的光.4．廣泛應(yīng)用：⑴產(chǎn)生明顯的干預(yù)圖象(頻率單一相干性好)．⑵利用激光通過(guò)光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)通訊(利用相于性好進(jìn)展"調(diào)制〞)．⑶激光雷達(dá)測(cè)距測(cè)速(平行度好，結(jié)合多普勒效應(yīng))．⑷VCD、CD唱機(jī)，電腦光驅(qū)(平行度好)．⑸醫(yī)學(xué)上"激光刀〞(光強(qiáng)度大)．⑹受控核聚變(光強(qiáng)大、能量集中)．3、復(fù)習(xí)方案根底過(guò)關(guān)重難點(diǎn)：光的干預(yù)條件例3．在雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干預(yù)條紋．假設(shè)在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片(只能透過(guò)紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過(guò)綠光)，這時(shí)()．A．只有紅色和綠色的雙縫干預(yù)條紋，其他顏色的雙縫干預(yù)條紋消失B．紅色和綠色的雙縫干預(yù)條紋消失，其他顏色的干預(yù)條紋依然存在C．任何顏色的雙縫干預(yù)條紋都不存在，但屏上仍有光亮D．屏上無(wú)任何光亮解析：兩列光波發(fā)生干預(yù)的條件之一是頻率一樣，利用雙縫將一束光分成能夠發(fā)生干預(yù)的兩束光，在光屏上形成干預(yù)條紋，但分別用綠濾光片和紅濾光片擋住兩條縫后，紅光和綠光頻率不同，不能發(fā)生干預(yù).因此屏上不會(huì)存在雙縫干預(yù)條紋,所以選C.答案：選C點(diǎn)評(píng)：此題易選A，其原因是未注意兩列光能產(chǎn)生干預(yù)的條件。典型例題：例4．1801年，托馬斯·用雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了氏干預(yù)的結(jié)果〔稱(chēng)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)〕。

(1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的根本裝置如圖3(a)所示，S為單色光源，M為一平面鏡。試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫(huà)出S經(jīng)平面鏡反射后的光與S直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域。

(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長(zhǎng)為λ，在光屏上形成干預(yù)條紋。寫(xiě)出相鄰兩條亮紋〔或暗紋〕間距離Δx的表達(dá)式。

解析：(1)見(jiàn)圖(b)。(2)由雙縫干預(yù)相鄰亮紋〔或暗紋〕間距離公式：。根據(jù)平面鏡成像的對(duì)稱(chēng)性得d=2a，

所以。點(diǎn)評(píng)：氏雙縫干預(yù)是光的波動(dòng)性的有力證據(jù)，要牢記干預(yù)現(xiàn)象中相鄰兩亮紋〔或暗紋〕間距離相等，條紋間距的計(jì)算式，并理解各個(gè)字母所代表物理量的物理含義。

第4課時(shí)測(cè)定玻璃的折射率1、高考解讀真題品析知識(shí)：測(cè)定玻璃的折射率例1．某同學(xué)在測(cè)定一厚度均勻的圓柱形玻璃的折射率時(shí)，先在白紙上作一與玻璃圓柱同半徑的圓，圓心為0，將玻璃圓柱平放在白紙上，使其邊界與所畫(huà)的圓重合，在玻璃一側(cè)豎直插兩枚大頭針P1和P2，在另一側(cè)再先后插兩枚大頭針P3和P4，使從另一側(cè)隔著玻璃觀察時(shí)，大頭針P4、P3和P2、P1的像恰好在一條直線上，移去玻璃圓柱和大頭針后，在白紙上得到如圖3-91所示，在圖中畫(huà)出：①沿P1、P2連線方向的入射線通過(guò)圓形玻璃后的傳播方向；②光線在玻璃的傳播方向；③在光線的入射點(diǎn)作法線，標(biāo)出入射角α和折射角β；④寫(xiě)出計(jì)算玻璃折射率的公式(不必計(jì)算)。解析：1．能根據(jù)該同學(xué)的記錄測(cè)定玻璃的折射率，如圖3-92所示，設(shè)人射角∠DON=α，折射角∠O’ON’=β，由折射定律得：2．其中③、④、⑤有錯(cuò)誤或不要；在③中應(yīng)使直尺與玻璃磚的界面對(duì)齊，移開(kāi)玻璃磚后再畫(huà)邊界限；在④中入射角要取00以外的五組數(shù)據(jù)；在⑤頭針要豎直插牢，觀察時(shí)看針腳是否在同一條直線上；3．肯定插錯(cuò)了的同學(xué)是乙，測(cè)量締果最準(zhǔn)確的是丁4．偏小5．如圖3-93；玻璃折射率。點(diǎn)評(píng)：準(zhǔn)確畫(huà)出光路圖，搞清其原理，這類(lèi)題就不難解決了熱點(diǎn)關(guān)注知識(shí)：利用插針?lè)y(cè)定玻璃的折射率例2．利用插針?lè)梢詼y(cè)量半圓柱形玻璃磚的折射率。實(shí)驗(yàn)方法如下：MNAP1P2BO在白紙上做一直線MN，并做出它的一條垂線AB，將半圓柱形玻璃磚〔底面的圓心為O〕放在白紙上，使它的直邊與直線MN對(duì)齊，把半圓的邊緣描在紙上。在垂線AB上插兩個(gè)大頭針PMNAP1P2BO〔1〕某學(xué)生用上述方法測(cè)量玻璃的折射率，在他畫(huà)出的垂線AB上插P1、P2兩枚大頭針，但在半圓柱形玻璃磚右側(cè)的區(qū)域，不管眼睛放在何處，都無(wú)法透過(guò)玻璃磚同時(shí)看到P1、P2的像，原因是_________________，他應(yīng)該采取的措施是_____________?！?〕為了確定光線P1P2通過(guò)玻璃磚后的光路，在玻璃磚的右側(cè)，最少應(yīng)插___枚大頭針?！?〕請(qǐng)?jiān)诎雸A柱形玻璃磚的右側(cè)估計(jì)所插大頭針的大概位置，并用"×〞表示，做出光路圖。解析：⑴光線P1P2垂直于界面進(jìn)入半圓柱形玻璃磚后到達(dá)圓弧面上的入射角大于臨界角，發(fā)生全反射現(xiàn)象，光不能從圓弧面折射出來(lái)，向上移動(dòng)半圓柱形玻璃磚，使到達(dá)圓弧面上的光線的入射角小于臨界角⑵1⑶光路圖如圖〔光在圓弧面上D點(diǎn)發(fā)生折射，法線為OD直線〕入射角i和折射角r點(diǎn)評(píng)：由光密到光疏，有可能要發(fā)生全反射現(xiàn)象2、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定玻璃的折射率，掌握光發(fā)生折射時(shí)入射角和折射角確實(shí)定方法。2．實(shí)驗(yàn)原理如圖3-80所示，用插針?lè)ㄕ页雠c入射光線AO對(duì)應(yīng)的出射光線O’B，確定出O’點(diǎn)，畫(huà)出折射光線00’，然后測(cè)量出角α和β，根據(jù)計(jì)算玻璃的折射率。3．實(shí)驗(yàn)器材白紙，圖釘，大頭針，直尺，鉛筆，量角器，平木板，長(zhǎng)方形玻璃磚。4．實(shí)驗(yàn)步驟及調(diào)整安裝(1)將白紙用圖釘按在繪圖板上。(2)在白紙上畫(huà)出一條直線aa’作為界面(線)，過(guò)aa’上的一點(diǎn)O畫(huà)出界面的法線NN’，并畫(huà)一條線段AO作為入射光線。(3)把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa’對(duì)齊，畫(huà)出玻璃磚的另一邊NN’(4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀察大頭針Pl、P2的像，調(diào)整視線方向，直到P2檔住P1的像。再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3檔住Pl、P2的像，P4檔住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。(5)移去大頭針和玻璃磚，過(guò)P3、P4所在處作直線O’B，與bb’交于0’，直線0’B就代表了沿AO方向入射的光線通過(guò)玻璃磚后的傳播方向。(6)連接00’，入射角a=∠AON，折射角β=∠O'ON’。用量角器量出入射角和折射角，從三角函數(shù)表中查出它們的正弦值，把這些數(shù)據(jù)記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中。(7)用上述方法分別求出入射角分別為300、450、600時(shí)的折射角，查出它們的正弦值，填人表格中。(8)算出不同入射角時(shí)的比值面，最后求出在幾次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)面的平均值，即為玻璃磚折射率的測(cè)量值。5．考前須知(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間、P2與O點(diǎn)之間、P3與P4之間、P3與0’之間距離要稍大一些。(2)入射角a應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測(cè)量角度的誤差。但入射角不宜太大，也不宜太小。(3)在操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔光學(xué)面。更不能用玻璃磚界面代替直尺畫(huà)界限。(4)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，玻璃磚與白紙的相對(duì)位置不能改變。(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上。假設(shè)寬度太小，那么測(cè)量誤差較大。6．?dāng)?shù)據(jù)處理及誤差分析此實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)量入射角和折射角，然后查數(shù)學(xué)用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代人中求玻璃的折射率。除運(yùn)用此方法之外，還有以下處理數(shù)據(jù)的方法：處理方式(1)：在找到人射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)0為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑畫(huà)圓，分別與AO交于C點(diǎn)，與00’(或00’的延長(zhǎng)線)交于D點(diǎn)，過(guò)C、D兩點(diǎn)分別向NNl作垂線，交NN’于C’、D’，用直尺量出CC’和DD’的長(zhǎng)。如圖3-81所示。由于，而CO=DO所以折射率重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，求得各次折射率計(jì)算值，然后求其平均值即為玻璃磚折射率的測(cè)量值：處理方式(2)：根據(jù)折射定律可得因此有在屢次改變?nèi)肷浣?、測(cè)量相對(duì)應(yīng)的入射角和折射角正弦值根底上，以sina值為橫坐標(biāo)、以sinβ值為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系。如圖3-82所示。描數(shù)據(jù)點(diǎn)，過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)連線得一條過(guò)原點(diǎn)的直線。求解圖線斜率，設(shè)斜率為k，那么。故玻璃磚折射率3、復(fù)習(xí)方案根底過(guò)關(guān)：重難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)中的誤差分析例3．在利用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中：(1)甲同學(xué)在紙上正確畫(huà)出玻璃磚的兩個(gè)界面aa’和bb’后，不自覺(jué)地碰了玻璃磚使它向aa’方向平移了少許，如圖3-84所示。那么他測(cè)出的折射率值將_____(選填"偏大〞、"偏小〞或"不變〞)；(2)乙同學(xué)在畫(huà)界面時(shí)，不自覺(jué)地將兩界面aa’、bb’間距畫(huà)得比玻璃磚寬度大些，如圖3-85所示，那么他測(cè)得折射率_________(選填"偏大〞、"偏小〞或"不變〞)。解析：(1)如圖3-86所示，甲同學(xué)利用插針?lè)ù_定入射光線、折射光線后，測(cè)得的入射角、折射角沒(méi)有受到影響，因此測(cè)得的折射率將不變。(2)如圖3-87所示，乙同學(xué)利用插針?lè)ù_定人射光線、折射光線后，測(cè)得的入射角不受影響，但測(cè)得的折射角比真實(shí)的折射角偏大，因此測(cè)得的折射率偏小。點(diǎn)評(píng)：要分析誤差的大小，關(guān)鍵要分析誤差的來(lái)源。弄清在測(cè)量過(guò)程中，入射角和折射角的測(cè)量是偏大了還是偏小了。典型例題：例4．某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率，他的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟正確無(wú)誤。但他處理實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃磚的兩個(gè)光學(xué)面aa’與bb’不平行，如圖3-83所示。那么：A．P1P2與P3P4兩條直線平行B．P1P2與P3P4兩條直線不平行C．他測(cè)出的折射率偏大D．他測(cè)出的折射率不受影響解析：如圖3-83所示．在光線由繃’面進(jìn)入玻璃磚的偏折現(xiàn)象中：由折射定律在光線由bb’射出玻璃磚的現(xiàn)象中，同理假設(shè)aa’與bb’平行，那么i=β，因此α=γ。此時(shí)入射光線AO與出射光線O’B平行。假設(shè)aa’與bb’不平行，那么i≠β，因此α≠γ。此時(shí)入射光線AO與出射光線O’B不平行。選項(xiàng)B正確。在具體測(cè)定折射率時(shí)，要驗(yàn)方法、光路均準(zhǔn)確無(wú)誤，折射率的測(cè)量值應(yīng)不受aa’與bb’是否平行的影響，選項(xiàng)D正確。答案：B、D點(diǎn)評(píng)：(1)入射光線與出射光線是否平行，取決于玻璃磚兩界面aa’與bb’是否平行。(2)利用插針?lè)ù_定光的入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，從而確定入射光線和折射光線。此方法可適合應(yīng)用平行玻璃磚、棱鏡、圓柱形玻璃體等。第5課時(shí)光學(xué)單元測(cè)試1．lSAhxvt如下圖，在AlSAhxvtA.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.自由落體運(yùn)動(dòng)C.變加速直線運(yùn)動(dòng)D.勻減速直線運(yùn)動(dòng)2．如下圖，激光液面控制儀的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平面上，反射光OB射到水平放置的光屏上，屏上用光電管將光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)，電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)來(lái)控制液面的高度，假設(shè)發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)在屏上向右移動(dòng)了△s距離，即射到點(diǎn)，那么液面的高度變化是〔〕A.液面降低B.液面升高C.液面降低D.液面升高3．從桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸〔圖中虛線〕與桌面垂直，過(guò)軸線的截面為等邊三角形，如下圖，有一半徑為r的圓柱形平行光速垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。玻璃的折射率為1．5，那么光束在桌面上形成的光斑半徑為〔〕A．rB．1．5rC．2rD．2．5r4．海面下的潛艇Q為了與海面上的指揮船P保持聯(lián)系，潛艇Q發(fā)出的紅外線信號(hào)1和紫外線信號(hào)2沿圖示路線傳播，到達(dá)指揮船P。以下傳播路線的圖示中可能正確的選項(xiàng)是()5〔09年XX卷〕7.某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，那么兩種光〔〕A.在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大B.以一樣的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，紅光臨界角較大D.用同一裝置進(jìn)展雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大6．下述哪些現(xiàn)象不是由于全反射造成的〔〕露水珠在照射下格外明亮；用光導(dǎo)纖維傳送光信號(hào)；海市蜃樓；水中的氣泡看起來(lái)格外明亮。7．〔09年卷〕21.如下圖，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其圓半徑為r，外圓半徑為R，R＝r。現(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過(guò)兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n，光在透明柱體傳播的時(shí)間為t，假設(shè)真空中的光速為c，那么〔〕n可能為n可能為2t可能為t可能為真空介質(zhì)ab8．a(chǎn)真空介質(zhì)abA．a(chǎn)光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角B．通過(guò)同一雙縫干預(yù)裝置，a光的干預(yù)條紋間距比b光的寬C．在該介質(zhì)中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D．在該介質(zhì)中a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)9．在完全透明的水下某深處，放一點(diǎn)光源，在水面上可看見(jiàn)一個(gè)透光的圓形平面，假設(shè)發(fā)現(xiàn)透光圓面的半徑勻速增大，那么光源的運(yùn)動(dòng)是：〔〕A.加速上升B.加速下降C.勻速上升D.勻速下降10．如下圖，自行車(chē)的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時(shí)，從后面開(kāi)來(lái)的汽車(chē)發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車(chē)司機(jī)注意到前面有自行車(chē)。尾燈的原理如下圖，下面說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A.汽車(chē)燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái)在尾燈的左外表發(fā)生全反射B.汽車(chē)燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái)在尾燈的右外表發(fā)生全反射C.汽車(chē)燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)在尾燈的左外表發(fā)生全反射D.汽車(chē)燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)在尾燈的右外表發(fā)生全反射11．如下圖，兩束頻率不同的光束A和B分別沿半徑方向射入半圓形玻璃磚，出射光線都是沿OP方向，下面說(shuō)確的是()A．A穿過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間較長(zhǎng)；B．光由玻璃射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，A的臨界角小；C．B光的頻率比A光的頻率大；D．B在玻璃中的傳播速度大。C·PAC·PABQ·A．仍從Q點(diǎn)射出，出射光線平行于ABB．仍從Q點(diǎn)射出，出射光線不平行于ABC．可能從點(diǎn)射出，出射光線平行于ABD．可能從點(diǎn)射出，出射光線平行于AB13．如下圖，在折射率大于玻璃折射率的透明液體中，水平放置著一個(gè)長(zhǎng)方體玻璃磚.在豎直平面有兩束光線，相互平行且相距為d，斜射到長(zhǎng)方體的上外表上，折射后直接射到下外表，然后射出.圖中a為紅光、b為紫光，那么〔〕A．兩出射光線仍平行，距離大于dB．兩出射光線仍平行，距離等于dC．兩出射光線仍平行，距離小于dD．兩出射光線不再平行14．如下圖，yayaθxoAByxoyxoyxoyxoθ1θ1A.折射率必須大于B.折射率必須小于C.折射率可取大于1的任意值D.無(wú)論折射率是多大都不可能16．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信效勞。目前，我國(guó)正在大力建立高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)。以下說(shuō)確的是〔〕Ａ．光纖通信利用光作為載體來(lái)傳播信息Ｂ．光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的衍射原理Ｃ．光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理Ｄ．目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲17．在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫,觀看遠(yuǎn)處的日光燈管或線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫),可以看到()A．黑白相間的直條紋B．黑白相間的弧形條紋C．彩色的直條紋D．彩色的弧形條紋18.以下關(guān)于光在傳播中所出現(xiàn)的現(xiàn)象解釋正確的選項(xiàng)是()A．面積較大的光源將使物體在光屏上的影子模糊不清，是由于光的衍射造成的B．凸透鏡把會(huì)聚成邊緣帶彩色的光斑，"彩色邊緣〞是由于光的色散造成的C．照相機(jī)鏡頭在下看上去呈淡紫色，是由于光的干預(yù)造成的D．透過(guò)尼龍紗布看日光燈，看到比沙巾中孔大的彩色網(wǎng)格，是由于衍射造成的19．如下圖為單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫照射到光屏上，可觀察到的圖像是〔〕20．以下關(guān)于波的表達(dá)中正確的選項(xiàng)是〔〕A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波B．超聲波可以在真空中傳播C．光導(dǎo)纖維是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象，無(wú)影燈主要是應(yīng)用了光的衍射D．天空中出現(xiàn)的彩虹是因?yàn)楣獾恼凵湫纬缮F(xiàn)象21．在光學(xué)儀器中，為了減少在光學(xué)元件(透鏡、棱鏡等)外表上的反射損失，可在光學(xué)元件外表涂上一層增透膜，利用薄膜的相消干預(yù)來(lái)減少反射光，如果照相機(jī)鏡頭所鍍薄膜對(duì)綠光的折射率為n，厚度為d，它能使綠光在垂直入射時(shí)反射光完全抵消，那么綠光在真空中波長(zhǎng)λ為〔〕A．d／4B．nd/4C．4dD．4nd22．一細(xì)光束中包含有紅和藍(lán)兩種單色光，由真空中以不等于Oo的一樣入射角照射到透明的平板玻璃上外表，透過(guò)玻璃板后，又射出到真空中，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．進(jìn)入玻璃板的光線從玻璃板的下外表射出時(shí)，紅光和藍(lán)光的折射角不同B．紅光在真空中的波長(zhǎng)與在玻璃中的波長(zhǎng)之比，小于藍(lán)光在真空中的波長(zhǎng)與在玻璃中的波長(zhǎng)之比C．無(wú)論紅光或藍(lán)光，由真空射入玻璃后，其速度都變小，所以光子的能量都變小D．紅光在玻璃板中所經(jīng)歷的路程比藍(lán)光的短23．如下圖，一束白光通過(guò)玻璃鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．紅光的偏折最大，紫光的偏折最小B．紅光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃對(duì)紅光的偏折率比紫光大D．玻璃中紫光的傳播速度比紅光大24．技術(shù)是在1960年創(chuàng)造的。激光被譽(yù)為神奇的光，關(guān)于激光的應(yīng)用以下說(shuō)確的是〔〕A．激光應(yīng)用于光纖通訊，是因?yàn)樗膯紊院茫窍喔晒?，利于調(diào)制B．激光用來(lái)控制核聚變，是因?yàn)樗姆较蛐院?，光源的能量就集中在很小一點(diǎn)上，可以在空間某個(gè)小區(qū)域產(chǎn)生極高的溫度C．用激光攔截導(dǎo)彈，摧毀衛(wèi)星，是因?yàn)榧す庠诖髿庵袀鞑ゲ皇艽髿獾挠绊慏．能利用激光測(cè)量地面到月球外表的距離，是因?yàn)榧す馔ㄟ^(guò)地球大氣不會(huì)發(fā)生折射PONM25．英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·巧妙地解決了相干光源問(wèn)題，第一次在實(shí)驗(yàn)室觀察到了光的干預(yù)現(xiàn)象。右圖為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，M為豎直線光源(長(zhǎng)直燈絲鈉燈)、N和OPONM4321A．N應(yīng)選1，4321B．N應(yīng)選3，O應(yīng)選4。C．N應(yīng)選1，O應(yīng)選4。B．N應(yīng)選3，O應(yīng)選2。26．以下關(guān)于光的認(rèn)識(shí)，正確的選項(xiàng)是〔〕A．光的干預(yù)和衍射不僅說(shuō)明了光具有波動(dòng)性，還說(shuō)明了光是橫波B．拍攝玻璃櫥窗的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度C．愛(ài)因斯坦提出的光子說(shuō)否認(rèn)了光的波動(dòng)說(shuō)D．全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性出進(jìn)B出進(jìn)BAA．如果屏的正中央仍是亮紋，說(shuō)明B中的氣體與A中的空氣成分一樣，不含瓦斯B．如果屏的正中央是暗紋，說(shuō)明B中的氣體與A中的空氣成分不一樣，可能含有瓦斯C．如果屏上干預(yù)條紋不停移動(dòng)，說(shuō)明B中的氣體瓦斯含量不穩(wěn)定D．只有用單色光照射單縫時(shí)，才可能在屏上出現(xiàn)干預(yù)條紋28．激光散斑測(cè)速是一種嶄新的測(cè)速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干預(yù)原理。用二次曝光照相所獲得的"散斑對(duì)〞相當(dāng)與雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中的雙縫，待測(cè)物體的速度v與二次曝光時(shí)間間隔△t的乘積等于雙縫間距。實(shí)驗(yàn)中可測(cè)得二次曝光時(shí)間間隔△t、雙縫到屏之距離以及相鄰兩條亮紋間距△x。假設(shè)所用的激光波長(zhǎng)為，那么該實(shí)驗(yàn)確定物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式是〔〕A.v=B.v=C.v=D.v=29．沙塵暴是由于土地沙化而引起的一種惡劣的氣候現(xiàn)象，發(fā)生沙塵暴時(shí)能見(jiàn)度只有幾十米，天空變黃發(fā)暗，這是由于在這種情況下()A．只有波長(zhǎng)較短的一局部光容易發(fā)生衍射才能到達(dá)地面B．只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一局部光容易發(fā)生衍射才能到達(dá)地面C．只有頻率較大的一局部光容易發(fā)生衍射才能到達(dá)地面D．只有能量較小的光子容易發(fā)生衍射才能到達(dá)地面30．劈尖干預(yù)是一種薄膜干預(yù)，其裝置如圖1所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩紙片，從而在兩玻璃外表之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干預(yù)條紋如圖2所示。干預(yù)條紋有如下特點(diǎn)：〔1〕任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；〔2〕任意相鄰明條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。現(xiàn)假設(shè)在圖1裝置中抽去一紙片，那么當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上下觀察到的干預(yù)條紋將〔〕A．變疏B．變密C．不變D．消失31．〔1〕在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面aa′、bb′與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚。他們的其他操作均正確，且均以aa′、bb′為界面畫(huà)光路圖。aa′abb′a′abb′a′abb′①②③CCOMNABDP1P3那么甲同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比〔填"偏大〞、"偏小〞或"不變〞〕乙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比〔填"偏大〞、"偏小〞或"不變〞〕丙同學(xué)測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比。〔2〕如下圖，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚〔圖中實(shí)線局部〕另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱(chēng)，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．①設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量，那么玻璃磚的折射率可表示為．②該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將〔填"偏大〞、"偏小〞或"不變〞〕．32．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定激光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖，激光器發(fā)出一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個(gè)一端裝有雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮線．(1〕這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明激光具有性．(2〕某同學(xué)在做"用雙縫干預(yù)測(cè)光的波長(zhǎng)〞實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)如圖甲所示，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示；第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心線時(shí)如圖乙所示，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖丁所示．雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，那么圖丙中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm．圖丁中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為mm.實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量多條干預(yù)條紋寬度的目的是，所測(cè)光波的波長(zhǎng)為m.〔保存兩位有效數(shù)字〕(3〕如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅激光換成藍(lán)激光，屏上相鄰兩條紋的距離將。33．玻璃棱鏡ABCD可以看成是由如下圖的ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成，一束從AD面人射的光線在棱鏡中的折射光線ab與AD面的夾角α＝60°，光在真空的速度c＝3×l08m/s，玻璃的折射率(1)這束人射光線的人射角多大？〔用反三角函數(shù)表示〕(2)光在棱鏡中的傳播速度多大？(3)該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角以及此出射光線的偏向角〔射出棱鏡的光線與射入棱鏡的光線之間的夾角〕多大？〔解題過(guò)程要畫(huà)出解題所需的完整光路圖〕34．如下圖的圓柱形容器中盛滿折射率n=2的某種透明液體，容器底部安裝一塊平面鏡，容器直徑L=2H，在圓心正上方高度h處有一點(diǎn)光源S，要使人從液體外表上任意位置處能夠觀察到點(diǎn)光源S發(fā)出的光，h應(yīng)該滿足什么條件？35．如下圖，游泳池寬度L=15m，水面離岸邊的高度為0.5m，在左岸邊一標(biāo)桿上裝有一A燈，A燈距地面高0.5m，在右岸邊站立著一個(gè)人，E點(diǎn)為人眼的位置，人眼距地面離1.5m，假設(shè)此人發(fā)現(xiàn)A燈經(jīng)水反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經(jīng)折射后所成的像重合，水的折射率為1.3，那么B燈在水面下多深處？(B燈在圖中未畫(huà)出〕HH/2LL/436．如下圖，巡查員站立于一空的貯液池邊檢查池角處出液口的平安情況。池寬為L(zhǎng)，照明燈到池底的距離為H。假設(shè)保持照明光束方向不變，向貯液池中注入某種液體，當(dāng)液面高為H/2時(shí)，池底的光斑距離出液口L/4。

⑴試求當(dāng)液面高為2H/3時(shí)，池底的光斑到出液口的距離x；⑵控控制出液口緩慢地排出液體，使液面以vHH/2LL/437．有一臺(tái)發(fā)出細(xì)光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺(tái)M上，轉(zhuǎn)臺(tái)以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光束在豎直平面掃描，小轉(zhuǎn)臺(tái)M位于液體池的底部，池的深度為3m，寬度足夠大，如下圖。在小轉(zhuǎn)臺(tái)M的正上方，有固定在豎直平面的圓弧形顯示屏，圓心位于小轉(zhuǎn)臺(tái)M處，圓弧的圓心角為120°，半徑為R=10m，C點(diǎn)是圓弧AB的中點(diǎn)，C與M的連線位于豎直線上。池中沒(méi)有液體時(shí)，激光束從A掃描到B所需的最短時(shí)間t1=2s，當(dāng)池中裝滿某種液體時(shí)，激光束從A掃描到B所需的最短時(shí)間t2=1s，求液體的折射率。MMABCDEFαABCD?S38．如下圖，矩形ABCD為長(zhǎng)方體水池橫截面，寬度m，高m，水池里裝有高度為m、折射率為的某種液體，在水池底部水平放置寬度m的平面鏡，水池左壁高m處有一點(diǎn)光源S，在其正上方放有一長(zhǎng)等于水池寬度的標(biāo)尺AB，S上方有小擋板，使光源發(fā)出的光不能直接射到液面，不考慮光在水池面上的反射，求在此橫截面上標(biāo)尺上被照亮的長(zhǎng)度和液面上能射出光線局部的長(zhǎng)度。ABCD?S39．如下圖，AOB是由某種透明物質(zhì)制成的1/4圓柱體橫截面〔O為圓心〕，折射率為。今有一束平行光以45o的入射角射向柱體的OA平面，這些光線中有一局部不能從柱體的AB面上射出，設(shè)凡射到OB面的光線全部被吸收，也不考慮OA面的反射，求圓柱AB面上能射出光線的局部占AB外表的幾分之幾？40．如下圖，一等腰直角棱鏡，放在真空中，AB=AC=d．在棱鏡側(cè)面AB左方有一單色光源S，從S發(fā)出的光線SD以60°入射角從AB側(cè)面中點(diǎn)射入，當(dāng)它從側(cè)面AC射出時(shí)，出射光線偏離入射光線的偏向角為30°，假設(shè)測(cè)得此光線傳播的光從光源到棱鏡面AB的時(shí)間跟在棱鏡中傳播的時(shí)間相等，那么點(diǎn)光源S到棱鏡AB側(cè)面的垂直距離是多少？41．〔09年物理〕18．模塊3-4試題〔I〕〔5分〕如圖，一透明半圓柱體折射率為，半徑為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)。一平行光束從半圓柱體的矩形外表垂直射入，從局部柱面有光線射出。球該局部柱面的面積S。光學(xué)單元測(cè)試答案1．A2．D3．C4．A5．C6．A7．AB8．BC9．D10．C11．C12．C13．B14．D15．B16．AD17．C18．BCD19．A20．AD21．D22．B23．B24．AB25．A26．D27．BC28．B29．BD30．A31．〔1〕偏小、不變、可能偏大，可能偏小，可能不變?！?〕答案：①和②偏大32．〔1〕相干(2)11.416.7減小測(cè)量的偶然誤差〔或提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度〕6.6×10-7m33．(1)設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為i、r，r＝30°根據(jù)n＝得sini＝nsinr＝1.5×sin30°=0.75，i＝arcsin0.75(2)根據(jù)n=得＝2×108m/s(3)光路如下圖ab光線在AB面的人射角為45°設(shè)玻璃的臨界角為C，那么sinC＝＝＝0.67sin45°＞0.67，因此光線ab在AB面會(huì)發(fā)生全反射光線在CD面的入射角r′＝r＝30°根據(jù)n＝，光線在CD面的出射光線與法線的夾角i′＝i＝arcsin0.75圖中δ為所求的偏向角，從圖中幾何關(guān)系可知ΔNFM和ΔNGH有兩個(gè)角相等，所以第三個(gè)角一定相等，所以∠FMN＝∠FGH＝90°δ＝90°34．點(diǎn)光源S通過(guò)平面鏡所成像為S'，如下圖，要使人從液體外表上任意位置處能夠觀察到點(diǎn)光源S發(fā)出的光，即相當(dāng)于像S'發(fā)出的光，那么入射角i≤,為全反射臨界角，有，tani=(L/2)/(H+h)≤tan,L=2H,得到h≥(－1)H,正確結(jié)果是H>h≥(－1)H.35．如下圖，設(shè)水面為CF,A到水面點(diǎn)C的距離為L(zhǎng)1，B燈與水面點(diǎn)C之間的距離為L(zhǎng)2，人眼到水面上點(diǎn)F之間的距離為L(zhǎng)3，點(diǎn)C、D之間的距離為L(zhǎng)4,由A燈光的反射得得L4=5m.對(duì)B燈光的折射過(guò)程，有，解得：L2=4.35m．即燈在水面下4.35m深處．36．解：〔1〕由幾何關(guān)系知由題意知當(dāng)液面高度變化，折射角r不變，①式即②代入③得〔2〕37．37．〔2分〕m，〔1分〕〔1分〕v，〔2分〕〔2分〕38．解：S發(fā)出的臨界光線光路如下圖，由幾何關(guān)系有ABCABCD?S?P根據(jù)折射定律有②由①②解得此橫截面上標(biāo)尺上被照亮的長(zhǎng)度代入數(shù)據(jù)得m設(shè)此液體的臨界角為θ，那么所示那么液面上能射出光線局部的長(zhǎng)度代入數(shù)據(jù)得m=2.2m39．解：從O點(diǎn)射入的光線，折射角為r,根據(jù)折射定律，有：解得：r=30°從某位置P點(diǎn)入射的光線，折射到AB弧面上Q點(diǎn)時(shí)，入射角恰等于臨界角C，有：sinC=代入數(shù)據(jù)得：C=45° ΔPQO中∠α=180°－90°－C－r=15° 所以能射出的光線區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角β=90°－α－r=45° 能射出光線的局部占AB面的比例為40．解析：光線在AB面上折射時(shí)有sin60°=nsinα，在BC面上出射時(shí)，nsinβ=nsinγ由幾何關(guān)系，α+β=90°，δ=(60°－α)+(γ－β)=30°聯(lián)立解得，α=β=45°，γ=60°，所以n=sin60°/sin45°=/2光在棱鏡中的路程，光在棱鏡中光速設(shè)垂直距離為L(zhǎng)，，所以41．半圓柱體的橫截面如下圖，為半徑。設(shè)從A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)處恰好滿足全反射條件，由折射定律有式中，為全反射臨界角。由幾何關(guān)系得②③代入題所給條件得④光學(xué)經(jīng)典高考題〔全國(guó)卷1〕20．某人手持邊長(zhǎng)為6cm的正方形平面鏡測(cè)量身后一棵樹(shù)的高度。測(cè)量時(shí)保持鏡面與地面垂直，鏡子與眼睛的距離為0.4m。在某位置時(shí)，他在鏡中恰好能夠看到整棵樹(shù)的像；然后他向前走了6.0m，發(fā)現(xiàn)用這個(gè)鏡子長(zhǎng)度的5/6就能看到整棵樹(shù)的像，這棵樹(shù)的高度約為A．5.5mB．5.0mC．4.5mD．4.0m眼睛樹(shù)的像眼睛樹(shù)的像樹(shù)【解析】如圖是恰好看到樹(shù)時(shí)的反射光路，由圖中的三角形可得，即。人離樹(shù)越遠(yuǎn)，視野越大，看到樹(shù)所需鏡面越小，同理有，以上兩式解得L=29.6m，H=4.5m?！久}意圖與考點(diǎn)定位】平面鏡的反射成像，能夠正確轉(zhuǎn)化為三角形求解。〔全國(guó)卷2〕20.頻率不同的兩束單色光1和2以一樣的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如下圖，以下說(shuō)確的是單色光1的波長(zhǎng)小于單色光2的波長(zhǎng)在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2的傳播速度單色光1通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角答案：AD解析：由折射光路知，1光線的折射率大，頻率大，波長(zhǎng)小，在介質(zhì)中的傳播速度小，產(chǎn)生全反射的臨界角小，AD對(duì)，B錯(cuò)。，在玻璃種傳播的距離為，傳播速度為，所以光的傳播事件為，1光線的折射角小，所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)，C錯(cuò)誤。【命題意圖與考點(diǎn)定位】平行玻璃磚的折射綜合。〔新課標(biāo)卷〕33.[物理——選修3-4](1)(5分)如圖，一個(gè)三棱鏡的截面為等腰直角ABC，為直角.此截面所在平面的光線沿平行于BC邊的方向射到AB邊，進(jìn)入棱鏡后直接射到AC邊上，并剛好能發(fā)生全反射.該棱鏡材料的折射率為_(kāi)________.(填入正確選項(xiàng)前的字母)A、B、C、D、答案：A解析：根據(jù)折射率定義有，，，∠1=450∠2+∠3=900，解得：n=?！簿怼?4．對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光，以下表述正確的選項(xiàng)是Ａ．在一樣介質(zhì)中，綠光的折射率最大Ｂ．紅光的頻率最高Ｃ．在一樣介質(zhì)中，藍(lán)光的波長(zhǎng)最短Ｄ．黃光光子的能量最小答案：C【解析】紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光的頻率依次增大，光從真空進(jìn)入介質(zhì)頻率不變，B錯(cuò)。由色散現(xiàn)象同一介質(zhì)對(duì)頻率大的光有大的折射率，A錯(cuò)。頻率大的光在真空中和介質(zhì)中的波長(zhǎng)都小，藍(lán)光的波長(zhǎng)最短，C正確。頻率大，光子能量大，D錯(cuò)。〔理綜〕9．使用照相機(jī)拍攝清晰滿意的照片，必須選擇適宜的曝光量。曝光量P可以表示為：P=，式中為常數(shù)，為照相機(jī)鏡頭"通光孔徑〞的直徑，為照相機(jī)鏡頭的焦距，為曝光時(shí)間，將的倒數(shù)稱(chēng)為照相機(jī)的光圈數(shù)。一攝影愛(ài)好者在某次拍攝時(shí)，選擇的光圈數(shù)是8，曝光時(shí)間是s。假設(shè)他想把曝光時(shí)間減少一半，但不改變曝光量，那么光圈數(shù)應(yīng)選擇〔〕。A．4B．5.6C．8D．11答案：B〔物理〕6.根據(jù)愛(ài)因斯坦光子說(shuō)，光子能量等于〔為普朗克常量，為真空中的光速和波長(zhǎng)〕〔A〕〔B〕〔C〕〔D〕答案：A