【同步學練】高中物理人教版(2019)選擇性必修1：第4章主題提升課3光及其應(yīng)用學案(教師版)

主題提升課3光及其應(yīng)用主題一幾何光學規(guī)律的探究能用光的全反射和折射定律分析和解釋現(xiàn)象，解決相關(guān)問題，增強求證意識，提升科學論證能力。【典例1】如圖所示為半徑為R的半球形玻璃磚的橫截面，其中AB⊥OQ，P為QO上一點，OP＝3R，從P點和Q點分別發(fā)射出兩束不同的光線PM和QN，經(jīng)玻璃磚折射后均與QO平行射出，已知玻璃磚對QN光線的折射率為43，PM、QN照到玻璃半球面上的入射角不同，光線PM以60°入射角射入玻璃，光線QN(1)玻璃磚對光線PM的折射率；(2)兩條出射光線間的距離。[解析](1)如圖所示，在△PMO中，根據(jù)正弦定理得sin180°-i故玻璃磚對光線PM的折射率nPM＝sini(2)由折射定律有nQN＝43＝sinαsinβ＝sin53°sinβ，解得β＝37°，兩條出射光線間的距離d＝R[答案](1)3(2)1110【典例2】(2021·海南卷)如圖，長方體玻璃磚的橫截面為矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率為2。一束單色光在紙面內(nèi)以α＝45°的入射角從空氣射向MQ邊的中點O，則該束單色光()A．在MQ邊的折射角為60°B．在MN邊的入射角為45°C．不能從MN邊射出D．不能從NP邊射出素養(yǎng)聚焦本題以“單色光射向玻璃磚”這一熟悉情境考查光的折射定律和全反射知識，特別關(guān)注考生運用幾何關(guān)系分析求解問題的能力，體現(xiàn)高考穩(wěn)中求新、突出基礎(chǔ)的命題思路。C[光線從O點入射，設(shè)折射角為β，由折射定律有sinα＝nsinβ，解得β＝30°，即光在MQ邊的折射角為30°，選項A錯誤；設(shè)邊長NP＝l，則MN＝2l，作出折射后的光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可知光在MN邊的入射角為60°，選項B錯誤；設(shè)光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)發(fā)生全反射的臨界角為θ，有sinθ＝1n＝22，即θ＝45°，而光在MN邊的入射角為60°>45°，故光在MN邊發(fā)生全反射，即光不能從MN邊射出，選項C正確；設(shè)光在A點發(fā)生全反射后到達NP邊的B點，根據(jù)幾何知識及光路的可逆性可知，光從NP主題二物理光學波動模型的建構(gòu)通過解釋光的直線傳播和對光的偏振的學習，認識光的波動性，知道光是橫波，促進模型建構(gòu)，科學推理、質(zhì)疑創(chuàng)新能力。通過調(diào)查研究，收集光的偏振現(xiàn)象應(yīng)用的實例?！镜淅?】在雙縫干涉實驗中，若雙縫處的兩束光的頻率均為6×1014Hz，兩光源S1、S2的振動情況恰好相反，光屏上的P點到S1與到S2的路程差為3×10-6m，如圖所示，則：(1)P點是亮條紋還是暗條紋？(2)設(shè)O為到S1、S2路程相等的點，則PO間還有幾條亮條紋，幾條暗條紋？(不包括O、P兩處的條紋)[解析](1)由波長計算公式得λ＝cf＝5×10-7(2)O點到S1與到S2的路程差為0，也是暗條紋，OP間還有5條暗條紋，6條亮條紋。[答案](1)暗條紋(2)5條暗條紋，6條亮條紋【典例4】(多選)(2022·山東濟南高二期末)利用薄膜干涉可以測量待測圓柱形金屬絲與標準圓柱形金屬絲的直徑差(約為微米量級)，實驗裝置如圖甲所示。T1和T2是具有標準平面的玻璃平晶，A0為標準金屬絲，直徑為D0，A為待測金屬絲，直徑為D，兩者中心間距為L。實驗中用波長為λ的單色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖乙所示，測得相鄰條紋的間距為ΔL。則以下說法正確的是()A．A與A0直徑相差越大，ΔL越小B．A與A0直徑相差越大，ΔL越大C．|D－D0|＝λLD．|D－D0|＝λAD[設(shè)標準平晶表面之間的夾角為θ，由空氣薄膜的干涉條件可知ΔL＝λ2tanθ，