【熱點專題】高考三輪沖刺講解課件專題十六光學

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1、專題十六 光 學1.1.光的折射定律光的折射定律 2.2.折射率折射率 3.3.全反射、光導纖維全反射、光導纖維 4.4.光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象 實驗二：測定玻璃的折射率實驗二：測定玻璃的折射率實驗三：用雙縫干涉測光的波長實驗三：用雙縫干涉測光的波長1.1.掌握光的折射定律，理解折射率，掌握折射率與光速的關(guān)系掌握光的折射定律，理解折射率，掌握折射率與光速的關(guān)系. .2.2.掌握全反射的概念及發(fā)生全反射的條件，能運用全反射解釋有掌握全反射的概念及發(fā)生全反射的條件，能運用全反射解釋有關(guān)光學現(xiàn)象關(guān)光學現(xiàn)象. .3.3.理解光的干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，掌握雙縫干涉條紋間距公式理解

2、光的干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，掌握雙縫干涉條紋間距公式. .4.4.掌握光發(fā)生明顯衍射的條件和各種衍射圖樣掌握光發(fā)生明顯衍射的條件和各種衍射圖樣. . 光的折射和反射現(xiàn)象的應(yīng)用光的折射和反射現(xiàn)象的應(yīng)用【典例【典例1 1】(2011(2011浙江高考浙江高考)“B)“B超超”可用可用于探測人體內(nèi)臟的病變狀況于探測人體內(nèi)臟的病變狀況. .如圖是超聲如圖是超聲波從肝臟表面入射，經(jīng)折射與反射，最后波從肝臟表面入射，經(jīng)折射與反射，最后從肝臟表面射出的示意圖從肝臟表面射出的示意圖. .超聲波在進入超聲波在進入肝臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似肝臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似. .可表述為可表述

3、為 ( (式中式中1 1是入射角，是入射角，2 2是折射角，是折射角，v v1 1、v v2 2分別是超聲分別是超聲1122sinvsinv波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度) )，超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時，超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同. .已知已知v v2 2=0.9v=0.9v1 1, ,入射點與出射入射點與出射點之間的距離是點之間的距離是d d，入射角為，入射角為i i，腫瘤的反射面恰好與肝臟表面，腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行，則腫瘤離肝臟表面的深度平行，則腫瘤離肝臟表面的深度h h為為( )( )22229dsin

4、id 81 100sin iA. B.10sini2 10081sin id 81 100sin id 10081sin iC. D.20sini18sini【審題視角【審題視角】解答本題可按以下程序分析解答本題可按以下程序分析: :【精講精析【精講精析】超聲波沿如圖所示路線傳播，根據(jù)超聲波沿如圖所示路線傳播，根據(jù)又因為又因為v v2 2=0.9v=0.9v1 1, ,可得可得sinsin=0.9sini.=0.9sini.又因為在直角三角形中，又因為在直角三角形中， 所以：所以： D D正確正確. .答案：答案：D D12vsinisinv，22d2sind( )h2 ，2d 10081si

5、n ih18sini，【命題人揭秘【命題人揭秘】解決光的折射和反射問題的關(guān)鍵解決光的折射和反射問題的關(guān)鍵(1)(1)正確作出光路圖正確作出光路圖. .(2)(2)確定出折射角、反射角和入射角確定出折射角、反射角和入射角. .(3)(3)根據(jù)光的反射定律和折射定律求解根據(jù)光的反射定律和折射定律求解. . 光的折射和全反射現(xiàn)象的應(yīng)用光的折射和全反射現(xiàn)象的應(yīng)用【典例【典例2 2】(2010(2010重慶高考重慶高考) )如圖所示，空如圖所示，空氣中有一折射率為氣中有一折射率為 的玻璃柱體，其橫截面的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為是圓心角為9090、半徑為、半徑為R R的扇形的扇形OABOAB，一束，一

6、束平行光平行于橫截面，以平行光平行于橫截面，以4545入射角照射到入射角照射到OAOA上，上，OBOB不透光，若只考慮首次入射到圓弧不透光，若只考慮首次入射到圓弧ABAB上的光，則弧上的光，則弧ABAB上有光透出部分的弧長為上有光透出部分的弧長為( ) ( ) 1115A.R B.R C.R D.R643122【審題視角【審題視角】解答本題時，應(yīng)注意以下三點：解答本題時，應(yīng)注意以下三點：【關(guān)鍵點【關(guān)鍵點】(1)(1)利用臨界角公式求臨界角利用臨界角公式求臨界角. .(2)(2)根據(jù)折射定律求出折射角并畫出光路圖根據(jù)折射定律求出折射角并畫出光路圖. .(3)(3)確定能從弧確定能從弧ABAB射出

7、的邊界光線射出的邊界光線. .【精講精析【精講精析】光路圖如圖所示，設(shè)在光路圖如圖所示，設(shè)在E E點恰點恰好發(fā)生全反射，由好發(fā)生全反射，由sinCsinC= = 可求得可求得C=45C=45，又由折射定律又由折射定律 得得2 2=30=30，故，故AOE=180AOE=180-120-120-45-45=15=15. .弧弧ABAB上上有光透出的部分弧長有光透出的部分弧長EDED為為 故故B B正確正確. .答案：答案：B B1n12sinnsin90301512 RR3604，【命題人揭秘【命題人揭秘】應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路應(yīng)用光的折射定律解題的一般思路(1)(1)畫出比較準確的光路

8、圖，分析邊界光線或臨界光線，找出畫出比較準確的光路圖，分析邊界光線或臨界光線，找出入射角和折射角入射角和折射角. .(2)(2)利用幾何關(guān)系和光的折射定律求解利用幾何關(guān)系和光的折射定律求解. .(3)(3)注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的注意在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的. . 光的折射和色散現(xiàn)象光的折射和色散現(xiàn)象【典例【典例3 3】(2011(2011福建高考福建高考) )如圖，半圓如圖，半圓形玻璃磚置于光屏形玻璃磚置于光屏PQPQ的左下方的左下方. .一束白光一束白光沿半徑方向從沿半徑方向從A A點射入玻璃磚，在點射入玻璃磚，在O O點發(fā)生點發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光反射和折射，折

9、射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶帶. .若入射點由若入射點由A A向向B B緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到緩慢移動，并保持白光沿半徑方向入射到O O點，點，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失. .在光帶未完全消失之前，反射在光帶未完全消失之前，反射光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是光的強度變化以及光屏上最先消失的光分別是( )( )A.A.減弱、紫光減弱、紫光 B.B.減弱、紅光減弱、紅光C.C.增強、紫光增強、紫光 D.D.增強、紅光增強、紅光【審題視角【審題視角】解答本題時，可按以下思路分析：解答本題時，可按以下思路分析：【精講精析【精講精析】由于入射點由由于入射

10、點由A A向向B B緩慢移動，入射角增大，因此緩慢移動，入射角增大，因此反射光增強，折射光減弱，反射光增強，折射光減弱，A A、B B錯錯. .紫光折射率大，臨界角小，紫光折射率大，臨界角小，由此可知在光屏上最先消失的是紫光，由此可知在光屏上最先消失的是紫光，C C對對D D錯錯. .故選故選C.C.答案：答案：C C【命題人揭秘【命題人揭秘】不同色光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律不同色光在介質(zhì)中的傳播規(guī)律顏色顏色紅紅 橙橙 黃黃 綠綠 藍藍 靛靛 紫紫頻率頻率低低高高同一介質(zhì)折射率同一介質(zhì)折射率小小大大同一介質(zhì)中速度同一介質(zhì)中速度大大小小同一介質(zhì)中波長同一介質(zhì)中波長大大小小同一界面上臨界角同一界面上臨界

11、角大大小小 光的干涉現(xiàn)象光的干涉現(xiàn)象【典例【典例4 4】(2012(2012福建高考福建高考) )在在“用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長”實實驗中驗中( (實驗裝置如圖實驗裝置如圖) )：(1)(1)下列說法哪一個是錯誤的下列說法哪一個是錯誤的_.(_.(填選項前的字母填選項前的字母) )A.A.調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時, ,應(yīng)放上單應(yīng)放上單縫和雙縫縫和雙縫B.B.測量某條干涉亮紋位置時測量某條干涉亮紋位置時, ,應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與應(yīng)使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊該亮紋的中心對齊C.C.為了減少測量誤差為

12、了減少測量誤差, ,可用測微目鏡測出可用測微目鏡測出n n條亮紋間的距離條亮紋間的距離a,a,求求出相鄰兩條亮紋間距出相鄰兩條亮紋間距axn1 (2)(2)測量某亮紋位置時測量某亮紋位置時, ,手輪上的示數(shù)如圖手輪上的示數(shù)如圖, ,其示數(shù)為其示數(shù)為_mm._mm.【審題視角【審題視角】解答本題時應(yīng)明確以下三點：解答本題時應(yīng)明確以下三點：【關(guān)鍵點【關(guān)鍵點】(1)(1)實驗操作步驟及目的實驗操作步驟及目的. .(2)(2)亮條紋間距的理解亮條紋間距的理解. .(3)(3)螺旋測微器主刻度半毫米刻度是否露出螺旋測微器主刻度半毫米刻度是否露出. .【精講精析【精講精析】(1)(1)應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮

13、光筒中心及光屏中心應(yīng)先調(diào)節(jié)光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上單、雙縫，后再放上單、雙縫，A A選項不正確選項不正確. .目鏡分劃板中心應(yīng)與亮紋中目鏡分劃板中心應(yīng)與亮紋中心對齊，使得移動過程測出的條紋間距較為準確，心對齊，使得移動過程測出的條紋間距較為準確，B B選項正確選項正確. .目鏡移過目鏡移過n n條亮紋，則亮條紋間距條亮紋，則亮條紋間距 C C選項正確，故選選項正確，故選A.A.(2)(2)主尺讀數(shù)是主尺讀數(shù)是1.5 mm1.5 mm，螺旋讀數(shù)是，螺旋讀數(shù)是47.047.00.01 mm0.01 mm，因此示數(shù)，因此示數(shù)為為1.970 mm.1.970 mm.答案：答案：(1)A

14、(2)1.970(1)A (2)1.970axn1 ，【命題人揭秘【命題人揭秘】單縫衍射與雙縫干涉的區(qū)別單縫衍射與雙縫干涉的區(qū)別 現(xiàn)現(xiàn) 象象項項 目目單縫衍射單縫衍射雙縫干涉雙縫干涉不不同同點點條紋寬度條紋寬度條紋寬度不等，中央條紋寬度不等，中央最寬最寬條紋寬度相等條紋寬度相等條紋間距條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距各相鄰條紋等間距亮度情況亮度情況中央條紋最亮，兩邊中央條紋最亮，兩邊逐漸變暗逐漸變暗清晰條紋，亮度基清晰條紋，亮度基本相等本相等相同點相同點干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，都屬于波的干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，都屬于波的疊加；干涉、衍射都是明暗相間的條紋疊加

15、；干涉、衍射都是明暗相間的條紋 光的波動性和粒子性光的波動性和粒子性【典例【典例5 5】(2011(2011新課標全國卷新課標全國卷) )甲、乙兩單色光分別通過同甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個亮條紋的中一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為心距離為xx，若，若xx甲甲xx乙乙，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是( )( )A.A.甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，則乙光不能甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，則乙光不能B.B.真空中甲光的波長一定大于乙光的波長真空中甲光的波長一定大于乙光的波長C.C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量甲光的光子能量一定大于

16、乙光的光子能量D.D.在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光【審題視角【審題視角】解答本題時，應(yīng)注意以下兩點：解答本題時，應(yīng)注意以下兩點：【關(guān)鍵點【關(guān)鍵點】(1)(1)明確干涉現(xiàn)象發(fā)生的條件明確干涉現(xiàn)象發(fā)生的條件. .(2)(2)明確光子的能量與光子的頻率有關(guān)明確光子的能量與光子的頻率有關(guān). .【精講精析【精講精析】偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，甲、乙兩單色光都偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，甲、乙兩單色光都可以有偏振現(xiàn)象發(fā)生，可以有偏振現(xiàn)象發(fā)生，A A錯；由錯；由xx甲甲xx乙乙，xx= = 可知甲光可知甲光的波長大于乙光，的波長大于乙光，B B正確；光子能量取決

17、于光子的頻率，而光正確；光子能量取決于光子的頻率，而光子頻率與波長成反比，子頻率與波長成反比，C C錯；波速與波長之間同步變化，錯；波速與波長之間同步變化，D D正確正確. .答案：答案：B B、D Ddl【命題人揭秘【命題人揭秘】本題考查光的波動性和粒子性，綜合考查光的偏振、干涉、不本題考查光的波動性和粒子性，綜合考查光的偏振、干涉、不同頻率的光在同一介質(zhì)中的傳播速度以及光子的能量問題，在同頻率的光在同一介質(zhì)中的傳播速度以及光子的能量問題，在備考時要對知識點進行全面復(fù)習備考時要對知識點進行全面復(fù)習. . 光的干涉、折射和全反射現(xiàn)象光的干涉、折射和全反射現(xiàn)象【典例【典例6 6】(2009(20

18、09福建高考福建高考) )光在科學技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有光在科學技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是( )( )A.A.用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象偏振現(xiàn)象B.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.C.在光導纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象在光導纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D.D.光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象【審題視角【審題視角】深刻認識不同光學現(xiàn)象在實

19、際生活中的應(yīng)用，理深刻認識不同光學現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用，理解光的折射、全反射、干涉現(xiàn)象解光的折射、全反射、干涉現(xiàn)象. .【精講精析【精講精析】用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度，用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度，是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A A錯誤；用三棱鏡觀察白光看到的錯誤；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣利用的是光的折射形成的色散現(xiàn)象，彩色圖樣利用的是光的折射形成的色散現(xiàn)象，B B錯誤；在光導錯誤；在光導纖維束內(nèi)傳送圖像利用的是光的全反射現(xiàn)象，纖維束內(nèi)傳送圖像利用的是光的全反射現(xiàn)象，C C錯誤；光學鏡錯誤；光學鏡頭上的增透膜利用的是光的薄膜干涉現(xiàn)象，

20、頭上的增透膜利用的是光的薄膜干涉現(xiàn)象，D D正確正確. .答案：答案：D D【命題人揭秘【命題人揭秘】 研究光現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用時應(yīng)注意：研究光現(xiàn)象在實際生活中的應(yīng)用時應(yīng)注意：(1)(1)光的干涉、衍射和光的色散都可出現(xiàn)彩色條紋，但形成本光的干涉、衍射和光的色散都可出現(xiàn)彩色條紋，但形成本質(zhì)不同，干涉、衍射是光的疊加，色散是同一介質(zhì)對不同色光質(zhì)不同，干涉、衍射是光的疊加，色散是同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同形成的的折射率不同形成的. .(2)(2)區(qū)分干涉和衍射，關(guān)鍵是理解其本質(zhì)，實際應(yīng)用中可從條區(qū)分干涉和衍射，關(guān)鍵是理解其本質(zhì)，實際應(yīng)用中可從條紋寬度、條紋間距、亮度等方面加以區(qū)分紋寬度、條

21、紋間距、亮度等方面加以區(qū)分. .(3)(3)自然光經(jīng)反射后，就變成了偏振光，平時我們所見的光，自然光經(jīng)反射后，就變成了偏振光，平時我們所見的光，除直接從光源射來的以外基本都是偏振光除直接從光源射來的以外基本都是偏振光. . 光的直線傳播與圓周運動的結(jié)合光的直線傳播與圓周運動的結(jié)合【典例【典例7 7】(2010(2010浙江高考浙江高考) )宇宙飛宇宙飛船以周期船以周期T T繞地球做圓周運動時，由繞地球做圓周運動時，由于地球遮擋陽光，會經(jīng)歷于地球遮擋陽光，會經(jīng)歷“日全食日全食”過程，如圖所示過程，如圖所示. .已知地球的半徑為已知地球的半徑為R R，地球質(zhì)量為，地球質(zhì)量為M M，引力常，引力常量

22、為量為G G，地球自轉(zhuǎn)周期為，地球自轉(zhuǎn)周期為T T0 0. .太陽光可看做平行光，宇航員在太陽光可看做平行光，宇航員在A A點測出地球的張角為點測出地球的張角為，則，則 ( )( )A.A.飛船繞地球運動的線速度為飛船繞地球運動的線速度為B.B.一天內(nèi)飛船經(jīng)歷一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食日全食”的次數(shù)為的次數(shù)為T/TT/T0 0C.C.飛船每次經(jīng)歷飛船每次經(jīng)歷“日全食日全食”過程的時間為過程的時間為TT0 0/(2)/(2)D.D.飛船周期為飛船周期為【審題視角【審題視角】利用光的直線傳播規(guī)律作出光路圖以及明確飛船利用光的直線傳播規(guī)律作出光路圖以及明確飛船每次經(jīng)歷每次經(jīng)歷“日全食日全食”時的運動情景

23、和邊界光線是解決本題的關(guān)時的運動情景和邊界光線是解決本題的關(guān)鍵鍵. .2 RTsin(/ 2)2 RRTsin/ 2GMsin(/ 2)【精講精析【精講精析】設(shè)衛(wèi)星到地心的距離為設(shè)衛(wèi)星到地心的距離為r,r,由幾何關(guān)系知由幾何關(guān)系知: :sin(/2)= sin(/2)= 解得解得: : 所以所以 A A正正確；確； 得得 ，D D正確正確. .飛船每次經(jīng)歷飛船每次經(jīng)歷“日全食日全食”過過程的時間為飛船轉(zhuǎn)過程的時間為飛船轉(zhuǎn)過角所需的時間，即角所需的時間，即T/(2)T/(2)，C C錯誤；錯誤；一天內(nèi)飛船經(jīng)歷一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食日全食”的次數(shù)為的次數(shù)為T T0 0/T/T，B B錯誤錯誤. .

24、答案：答案：A A、D DRrRr,sin/ 22 r2 RvTTsin/ 2，22mM2Gm() rrT3rrT22 rGMGM 2 RRTsin/ 2GMsin(/ 2)【命題人揭秘【命題人揭秘】本題將天體運動與光學問題綜合在一起，是很新穎的一道題目本題將天體運動與光學問題綜合在一起，是很新穎的一道題目. .解答本題的關(guān)鍵是搞清圓周運動的運動特征與受力特征，同時解答本題的關(guān)鍵是搞清圓周運動的運動特征與受力特征，同時利用幾何知識求出每次經(jīng)歷利用幾何知識求出每次經(jīng)歷“日全食日全食”時飛船轉(zhuǎn)過的角度時飛船轉(zhuǎn)過的角度. . 與折射率有關(guān)的計算與折射率有關(guān)的計算【典例【典例8 8】(2011(201

25、1新課標全國卷新課標全國卷) )一半一半圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底圓柱形透明物體橫截面如圖所示，底面面AOBAOB鍍銀鍍銀( (圖中粗線圖中粗線) )，O O表示半圓橫表示半圓橫截面的圓心截面的圓心. .一束光線在橫截面內(nèi)從一束光線在橫截面內(nèi)從M M點入射點入射, ,經(jīng)過經(jīng)過ABAB面反射后從面反射后從N N點射出點射出, ,已知光線在已知光線在M M點的入射角為點的入射角為3030，MOA=60MOA=60，NOB=30NOB=30. .求：求：(1)(1)光線在光線在M M點的折射角；點的折射角；(2)(2)透明物體的折射率透明物體的折射率. .【審題視角【審題視角】解答本題時，應(yīng)注

26、意以下兩點：解答本題時，應(yīng)注意以下兩點：【關(guān)鍵點【關(guān)鍵點】(1)(1)根據(jù)光的折射定律畫出光路圖根據(jù)光的折射定律畫出光路圖. .(2)(2)運用幾何知識和三角函數(shù)的知識進行求解運用幾何知識和三角函數(shù)的知識進行求解. .(1)(1)如圖，透明物體內(nèi)部的光路為折線如圖，透明物體內(nèi)部的光路為折線MPNMPN，Q Q、M M點相對于底面點相對于底面AOBAOB對稱，對稱，Q Q、P P、N N三點共線三點共線. .設(shè)在設(shè)在M M點處，光的入射角為點處，光的入射角為i i，折射角為，折射角為r r，OMQ=OMQ=，PNF=PNF=，根據(jù)題意有，根據(jù)題意有=30=30 由幾何關(guān)系得，由幾何關(guān)系得，PNO

27、=PQO=rPNO=PQO=r，于是，于是+r+r=60=60 且且+r+r= = 由由式得式得r=15r=15 (2)(2)根據(jù)折射率公式有：根據(jù)折射率公式有：n= n= 由由式得式得n= n= 答案：答案：(1)15(1)15 (2) (2)sinisinr622622【閱卷人點撥【閱卷人點撥】失失分分提提示示(1)(1)不能夠正確地畫出幾何光路圖不能夠正確地畫出幾何光路圖. .(2)(2)不能正確地確定不能正確地確定P P的位置的位置. .(3)(3)利用折射率公式計算時角度弄錯利用折射率公式計算時角度弄錯. .備備考考指指南南(1)(1)在復(fù)習中應(yīng)加強對規(guī)范作光路圖能力的培養(yǎng)在復(fù)習中應(yīng)

28、加強對規(guī)范作光路圖能力的培養(yǎng). .(2)(2)培養(yǎng)靈活運用幾何知識和三角函數(shù)的知識解決幾何光培養(yǎng)靈活運用幾何知識和三角函數(shù)的知識解決幾何光學問題的能力學問題的能力. . 光的折射與全反射光的折射與全反射高考指數(shù)高考指數(shù): :1.(20111.(2011重慶高考重慶高考) )在一次討論中，老師問道：在一次討論中，老師問道：“假如水中相假如水中相同深度處有同深度處有a a、b b、c c三種不同顏色的單色點光源，有人在水面三種不同顏色的單色點光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn)，上方同等條件下觀測發(fā)現(xiàn)，b b 在水下的像最深，在水下的像最深，c c照亮水面的照亮水面的面積比面積比a a的大的大.

29、 .關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學們能做出什么關(guān)于這三種光在水中的性質(zhì)，同學們能做出什么判斷？判斷？”有同學回答如下：有同學回答如下：c c光的頻率最大光的頻率最大 a a光的傳播速度最小光的傳播速度最小 b b光的折射率光的折射率最大最大 a a光的波長比光的波長比b b光的短光的短根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是根據(jù)老師的假定，以上回答正確的是( )( )A.A. B. B.C.C. D. D.【解析】【解析】選選C.C.根據(jù)視深公式根據(jù)視深公式 說明頻率最小的光，水對說明頻率最小的光，水對它的折射率最小，在水下的像最深，所以它的折射率最小，在水下的像最深，所以b b的折射率最小，頻的折射

30、率最小，頻率最小，波長最大，傳播速度最大，率最小，波長最大，傳播速度最大，錯誤，錯誤，正確；照亮水正確；照亮水面的圓面積的半徑面的圓面積的半徑R R與臨界角與臨界角C C滿足滿足 又又 c c照亮照亮水面的面積比水面的面積比a a的大，則的大，則c c的臨界角大，水對的臨界角大，水對c c的折射率小，所的折射率小，所以以a a的折射率最大，的折射率最大，a a的頻率最大，的頻率最大，a a的傳播速度最小，的傳播速度最小，錯錯誤，誤，正確正確. .所以正確的說法是所以正確的說法是和和，故選，故選C.C.hhn ，RtanCh，1sinCn，2.(20102.(2010全國卷全國卷)頻率不同的兩束

31、單色光頻率不同的兩束單色光1 1和和2 2以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是板后，其光路如圖所示，下列說法正確的是( )( )A.A.單色光單色光1 1的波長小于單色光的波長小于單色光2 2的波長的波長B.B.在玻璃中單色光在玻璃中單色光1 1的傳播速度大于單色光的傳播速度大于單色光2 2的傳播速度的傳播速度C.C.單色光單色光1 1通過玻璃板所需的時間小于單色光通過玻璃板所需的時間小于單色光2 2通過玻璃板所需通過玻璃板所需的時間的時間D.D.單色光單色光1 1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光從玻璃到空氣的全反射臨界

32、角小于單色光2 2從玻璃到從玻璃到空氣的全反射臨界角空氣的全反射臨界角【解題指南【解題指南】解答本題要注意以下兩點：解答本題要注意以下兩點：(1)(1)理解不同光的顏色是由頻率決定的理解不同光的顏色是由頻率決定的. .(2)(2)明確同一介質(zhì)對不同色光的折射率是不同的明確同一介質(zhì)對不同色光的折射率是不同的. .【解析【解析】選選A A、D.D.由題圖可知，光線由題圖可知，光線1 1的折射率大，頻率高，波的折射率大，頻率高，波長小，在介質(zhì)中傳播速度小，因而產(chǎn)生全反射的臨界角小長小，在介質(zhì)中傳播速度小，因而產(chǎn)生全反射的臨界角小. .選選項項A A、D D正確，正確，B B錯誤錯誤. .設(shè)玻璃板的厚

33、度為設(shè)玻璃板的厚度為d d，由，由 在玻璃在玻璃板中傳播的距離板中傳播的距離 傳播的速度傳播的速度 所以光在玻璃板所以光在玻璃板中傳播的時間中傳播的時間 光線光線1 1的折射角小，的折射角小，所經(jīng)歷的時間應(yīng)該長，選項所經(jīng)歷的時間應(yīng)該長，選項C C錯誤錯誤. .12sinnsin，2dcos，lcvn，11222dsin2dsintvcsincoscsin2，l3.(20103.(2010新課標全國卷新課標全國卷) )如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰如圖所示，一個三棱鏡的截面為等腰直角直角ABCABC，AA為直角為直角. .此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于此截面所在平面內(nèi)的光線沿平行于BCBC邊的

34、方向射到邊的方向射到ABAB邊，進入棱鏡后直接射到邊，進入棱鏡后直接射到ACAC邊上，并剛好能發(fā)邊上，并剛好能發(fā)生全反射生全反射. .該棱鏡材料的折射率為該棱鏡材料的折射率為 ( )( )63A. B. 2 C. D. 322【解析【解析】選選A.A.根據(jù)折射率定義有，根據(jù)折射率定義有，sin1=nsin2sin1=nsin2，nsin3 nsin3 =1=1，已知，已知1=451=45, ,又又2+3=902+3=90，解得：解得：n= .n= .624.(20114.(2011江蘇高考江蘇高考) )一束光從空氣射向折射率為一束光從空氣射向折射率為 的某種介質(zhì)，的某種介質(zhì)，若反射光線與折射光

35、線垂直，則入射角為若反射光線與折射光線垂直，則入射角為_._.真空中的光真空中的光速為速為c c，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為_._.【解析【解析】光路圖如圖所示光路圖如圖所示. .根據(jù)折射定律：根據(jù)折射定律： 及及i+ri+r=90=90，得得tanitani= = ，i=60i=60，根據(jù)，根據(jù) 得得答案答案: :6060 sininsinr3cnv，3vc.33c335.(20125.(2012山東高考山東高考) )如圖所示，一玻璃球如圖所示，一玻璃球體的半徑為體的半徑為R R，O O為球心，為球心，ABAB為直徑為直徑. .來自來自B B點的光線點的光線BMB

36、M在在M M點射出，出射光線平行于點射出，出射光線平行于ABAB，另一光線，另一光線BNBN恰好在恰好在N N點發(fā)生全反射點發(fā)生全反射. .已已知知ABM=30ABM=30，求：，求：(1)(1)玻璃的折射率玻璃的折射率. .(2)(2)球心球心O O到到BNBN的距離的距離. .【解析【解析】(1)(1)設(shè)光線設(shè)光線BMBM在在M M點的入射角為點的入射角為i i，折射角為，折射角為r r，由幾何，由幾何知識可知知識可知,i=30,i=30，r=60r=60，根據(jù)折射定律得，根據(jù)折射定律得n= n= 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得n= n= (2)(2)光線光線BNBN恰好在恰好在N N點發(fā)生全反射，

37、則點發(fā)生全反射，則BNOBNO為臨界角為臨界角C CsinCsinC= = 設(shè)球心到設(shè)球心到BNBN的距離為的距離為d d，由幾何知識可知，由幾何知識可知d=RsinCd=RsinC 聯(lián)立聯(lián)立式得式得d= d= 答案：答案：(1) (2)(1) (2)sinr sini31n3R333R36.(20126.(2012新課標全國卷新課標全國卷) )一玻璃立方體中心有一點狀光源一玻璃立方體中心有一點狀光源. .今今在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜在立方體的部分表面鍍上不透明薄膜, ,以致從光源發(fā)出的光線以致從光源發(fā)出的光線只經(jīng)過一次折射不能透出立方體只經(jīng)過一次折射不能透出立方體. .已知該玻璃的折

38、射率為已知該玻璃的折射率為 , ,求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值求鍍膜的面積與立方體表面積之比的最小值. .2【解析【解析】將題所描述的光現(xiàn)象的立體圖轉(zhuǎn)將題所描述的光現(xiàn)象的立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，考慮從玻璃立方體中心化為平面圖，考慮從玻璃立方體中心O O發(fā)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃立方體出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃立方體上表面發(fā)生折射，如圖所示，根據(jù)折射定上表面發(fā)生折射，如圖所示，根據(jù)折射定律有律有nsin=sinnsin=sin 式中，式中，n n是玻璃的折射率，入射角等于是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角是折射角. .現(xiàn)假設(shè)現(xiàn)假設(shè)A A點是上表面表面積最小的不透明薄膜邊緣上的

39、一點點是上表面表面積最小的不透明薄膜邊緣上的一點. .由由題意，在題意，在A A點剛好發(fā)生全反射，故點剛好發(fā)生全反射，故A A= = 2設(shè)線段設(shè)線段OAOA在立方體上表面的投影長為在立方體上表面的投影長為R RA A，由幾何關(guān)系有，由幾何關(guān)系有 式中式中a a為玻璃立方體的邊長為玻璃立方體的邊長. .由由式得式得 由題給數(shù)據(jù)得由題給數(shù)據(jù)得 由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應(yīng)是以由題意，上表面所鍍的面積最小的不透明薄膜應(yīng)是以R RA A為半徑為半徑的圓的圓. .所求的鍍膜面積所求的鍍膜面積SS與玻璃立方體的表面積與玻璃立方體的表面積S S之比為之比為 由得由得 答案：答案：AA22ARs

40、inaR( )2 A2aR2 n1AaR22A26 RSS6aSS447.(20117.(2011海南高考海南高考) )一賽艇停在平靜的一賽艇停在平靜的水面上，水面上， 賽艇前端有一標記賽艇前端有一標記P P離水面的離水面的高度為高度為h h1 1=0.6 m=0.6 m，尾部下端，尾部下端Q Q略高于水略高于水面；賽艇正前方離賽艇前端面；賽艇正前方離賽艇前端s s1 1=0.8 m=0.8 m處處有一浮標，示意如圖有一浮標，示意如圖. .一潛水員在浮標一潛水員在浮標前方前方s s2 2=3.0 m =3.0 m 處下潛到深度為處下潛到深度為h h2 2=4.0 m=4.0 m時，看到標記剛好

41、被浮時，看到標記剛好被浮標擋住，此處看不到船尾端標擋住，此處看不到船尾端Q Q；繼續(xù)下潛；繼續(xù)下潛hh=4.0 m=4.0 m，恰好能看，恰好能看見見Q.Q.求：求：(1)(1)水的折射率水的折射率n n；(2)(2)賽艇的長度賽艇的長度l.(.(可用根式表示可用根式表示) )【解析【解析】(1)(1)如圖甲所示，如圖甲所示， 1221122222s0.8shsin41ns3sin35sh(2)(2)剛好看到剛好看到Q Q點時的光路圖如圖乙所示點時的光路圖如圖乙所示. .x=sx=s1 1+s+s2 2+ +l y=hy=h2 2+h +h sinC= sinC= n= n= 聯(lián)立以上方程解得

42、聯(lián)立以上方程解得答案答案: :22xxy1sinC24 71975l 424 7191 23758.(20118.(2011山東高考山東高考) )如圖所示，扇形如圖所示，扇形AOBAOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角AOBAOB=60=60. .一束平行于角平分線一束平行于角平分線OMOM的單色光由的單色光由OAOA射入介質(zhì)，經(jīng)射入介質(zhì)，經(jīng)OAOA折射的光線恰平行于折射的光線恰平行于OB.OB.(1)(1)求介質(zhì)的折射率求介質(zhì)的折射率. .(2)(2)折射光線中恰好射到折射光線中恰好射到M M點的光線點的光線_(_(選填選填“能能”或或“不能不能”) )發(fā)生全反射

43、發(fā)生全反射. .【解析【解析】(1)(1)依題意作出光路圖，如圖甲所示依題意作出光路圖，如圖甲所示. . 由幾何知識知由幾何知識知入射角入射角i=60i=60, ,折射角折射角r=30r=30. .根據(jù)折射定律根據(jù)折射定律 代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù)求得求得(2)(2)如圖乙所示，如圖乙所示，i=30i=30，sinisini= = 而而iCiC，所以不能發(fā)生全反射，所以不能發(fā)生全反射. .答案答案: : (1) (2) (1) (2)不能不能sininsinrn3.1,213sinC.n33【方法技巧【方法技巧】用程序法解決光的折射與全反射問題的一般思路用程序法解決光的折射與全反射問題的一般思路(1)

44、(1)根據(jù)已知條件作光路圖根據(jù)已知條件作光路圖. .(2)(2)確定入射角、折射角確定入射角、折射角. .(3)(3)運用折射定律或全反射規(guī)律列出方程運用折射定律或全反射規(guī)律列出方程. .(4)(4)求解作答求解作答. .9.(20109.(2010山東高考山東高考) )如圖所示，一段橫截面如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧形狀，一細束單色光由圓弧形狀，一細束單色光由MNMN端面的中點垂端面的中點垂直射入，恰好能在弧面直射入，恰好能在弧面EFEF上發(fā)生全反射，然上發(fā)生全反射，然后垂直后垂直PQPQ端面射出端面射出. .(1)(1

45、)求該玻璃棒的折射率求該玻璃棒的折射率. .(2)(2)若將入射光向若將入射光向N N端平移，當?shù)谝淮紊涞交∶娑似揭?，當?shù)谝淮紊涞交∶鍱FEF上時上時_(_(選選填填“能能”、“不能不能”或或“無法確定能否無法確定能否”) )發(fā)生全反射發(fā)生全反射. .【解析【解析】(1)(1)如圖所示，單色光照射到如圖所示，單色光照射到EFEF弧面上時恰好發(fā)生全弧面上時恰好發(fā)生全反射，由全反射的條件可知反射，由全反射的條件可知C=45C=45由折射定律得由折射定律得解得解得n=n=(2)(2)若將入射光向若將入射光向N N端平移，則光射至端平移，則光射至EFEF弧面上的入射角大于臨弧面上的入射角大于臨界角界角

46、C C，故能發(fā)生全反射，故能發(fā)生全反射. .答案答案: :(1) (2)(1) (2)能能1nsinC2210.(201010.(2010江蘇高考江蘇高考) )如圖所示，一束激光從如圖所示，一束激光從O O點由空氣射入厚點由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后，從上表面的度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后，從上表面的A A點射出點射出. .已知入已知入射角為射角為i ,Ai ,A與與O O 相距相距l(xiāng), ,介質(zhì)的折射率為介質(zhì)的折射率為n,n,試求介質(zhì)的厚度試求介質(zhì)的厚度d.d.【解析【解析】設(shè)折射角為設(shè)折射角為r r，由折射定律，由折射定律 和幾何關(guān)系和幾何關(guān)系l =2dtanr.=2dtanr.

47、聯(lián)立可解得厚度聯(lián)立可解得厚度答案答案: :sininsinr22nsin id.2sinil22nsin i2sinil 光的色散光的色散 高考指數(shù)高考指數(shù): :11.(201111.(2011安徽高考安徽高考) )實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光的折射率的折射率n n隨著波長隨著波長的變化符合科西經(jīng)驗公式：的變化符合科西經(jīng)驗公式：其中其中A A、B B、C C是正的常量是正的常量. .太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形太陽光進入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示如圖所示. .則則( )( )24BCnA，A.A.屏上屏上c c處是紫光處是紫光B.B.屏上屏上d

48、d處是紅光處是紅光C.C.屏上屏上b b處是紫光處是紫光D.D.屏上屏上a a處是紅光處是紅光【解題指南【解題指南】解答本題時應(yīng)明確以下兩點：解答本題時應(yīng)明確以下兩點：(1)(1)紅光的波長大于紫光的波長紅光的波長大于紫光的波長. . (2)(2)由科西經(jīng)驗公式明確折射率和波長的關(guān)系由科西經(jīng)驗公式明確折射率和波長的關(guān)系. .【解析【解析】選選D.D.太陽光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏上由太陽光經(jīng)過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，在光屏上由上至下依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫上至下依次為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫. .屏上屏上a a處為紅光，處為紅光，屏上屏上d d處是紫光，處是紫光，D D正確正確

49、. .12.(201112.(2011大綱版全國卷大綱版全國卷) )雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹而形成彩虹. .設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a a、b b、c c、d d代表四條不同代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是顏色的出射光線，則它們可能依次是( )( )A.A.紫光、黃光、藍光和紅光紫光、黃光、藍光和紅光B.B.紫光、藍光、黃光和紅光紫光、藍光、黃光和紅光C.C.紅光、藍光、黃光和紫光紅光、藍光、黃光和紫光D.D.紅光

50、、黃光、藍光和紫光紅光、黃光、藍光和紫光【解析【解析】選選B.B.由題圖可得：太陽光通過水滴折射后，偏折程度由題圖可得：太陽光通過水滴折射后，偏折程度從小到大的排序為從小到大的排序為d d、c c、b b、a a，則介質(zhì)對色光的折射率，則介質(zhì)對色光的折射率為為:n:nd dnnc cnnb bnna a，色光的頻率關(guān)系為：，色光的頻率關(guān)系為：f fd dffc cffb bf1n= 1，所以光經(jīng)空氣進入玻璃速，所以光經(jīng)空氣進入玻璃速度減小度減小. .波長、波速和頻率三者的關(guān)系是波長、波速和頻率三者的關(guān)系是v=fv=f，光經(jīng)空氣進入，光經(jīng)空氣進入玻璃，頻率玻璃，頻率f f不變，波長變短不變，波長

51、變短. .所以所以A A正確正確. .cv15.(201215.(2012江蘇高考江蘇高考) )如圖所示，白熾燈如圖所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片的右側(cè)依次平行放置偏振片P P和和Q Q，A A點位點位于于P P、Q Q之間，之間，B B點位于點位于Q Q右側(cè)右側(cè). .旋轉(zhuǎn)偏振片旋轉(zhuǎn)偏振片P P，A A、B B兩點光的強度變化情況是兩點光的強度變化情況是( )( )A.AA.A、B B均不變均不變B.AB.A、B B均有變化均有變化C.AC.A不變，不變，B B有變化有變化D.AD.A有變化，有變化，B B不變不變【解析【解析】選選C.C.對白熾燈而言，無論偏振片對白熾燈而言，無論偏振片

52、P P轉(zhuǎn)動到哪個方向，轉(zhuǎn)動到哪個方向，獲得的都是單一振動方向、強度都相同的偏振光，轉(zhuǎn)動偏振片獲得的都是單一振動方向、強度都相同的偏振光，轉(zhuǎn)動偏振片Q Q時，只有透射方向和偏振片時，只有透射方向和偏振片P P的方向相同時，才能有光透過，的方向相同時，才能有光透過，其他光的光照強度均為零，所以答案選其他光的光照強度均為零，所以答案選C.C.16.(201116.(2011北京高考北京高考) )如圖所示的雙如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫縫干涉實驗，用綠光照射單縫S S時，時，在光屏在光屏P P上觀察到干涉條紋，要得到上觀察到干涉條紋，要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可相鄰條紋間距更大的干涉

53、圖樣，可以以( )( )A.A.增大增大S S1 1與與S S2 2的間距的間距B.B.減小雙縫屏到光屏的距離減小雙縫屏到光屏的距離C.C.將綠光換為紅光將綠光換為紅光D.D.將綠光換為紫光將綠光換為紫光【解析【解析】選選C.C.由于雙縫干涉中，相鄰條紋間距離由于雙縫干涉中，相鄰條紋間距離xx= = ，增，增大大S S1 1與與S S2 2的間距的間距d d，相鄰條紋間距離，相鄰條紋間距離xx減小，減小，A A錯誤；減小雙縫錯誤；減小雙縫屏到光屏的距離屏到光屏的距離l，相鄰條紋間距離，相鄰條紋間距離xx減小，減小，B B錯誤；將綠光錯誤；將綠光換為紅光，使波長換為紅光，使波長增大，相鄰條紋間距

54、離增大，相鄰條紋間距離xx增大，增大，C C正確；正確；將綠光換為紫光，使波長將綠光換為紫光，使波長減小，相鄰條紋間距離減小，相鄰條紋間距離xx減小，減小，D D錯誤錯誤. . dl17.(201017.(2010江蘇高考江蘇高考)(1)(1)激光具有相干性好、平行度好、亮度激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點，在科學技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛高等特點，在科學技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛. .下面關(guān)于激光下面關(guān)于激光的敘述正確的是的敘述正確的是( )( )A.A.激光是縱波激光是縱波B.B.頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同C.C.兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干

55、涉現(xiàn)象兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D.D.利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離(2)(2)如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.305.30 1010-7-7 m, m,屏上屏上P P點距雙縫點距雙縫S S1 1和和S S2 2的路程差為的路程差為7.957.951010-7-7 m. m.則在這里則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是出現(xiàn)的應(yīng)是_(_(填填“明條紋明條紋”或或“暗條紋暗條紋”).).現(xiàn)改用波長為現(xiàn)改用波長為6.306.301010-7-7 m m的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，

56、則屏上的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將的條紋間距將_(_(填填“變寬變寬”、“變窄變窄”或或“不變不變”).).【解析【解析】(1)(1)選選D.D.激光是一種光，是橫波，激光是一種光，是橫波，A A錯誤；頻率相同的錯誤；頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長不同，激光在不同介質(zhì)中的波長不同，B B錯誤；兩束頻率不同的激光不錯誤；兩束頻率不同的激光不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，C C錯誤；利用激光平行度好的特點可以測距，錯誤；利用激光平行度好的特點可以測距，D D正確正確. .(2)(2)由由 可知，波程差是半波長的奇數(shù)倍，是暗條可知，波程差是半波長的奇數(shù)倍，是暗條紋紋.

57、 .由由xx= = 可知，可知，變大，變大，xx變大，故屏上條紋間距變寬變大，故屏上條紋間距變寬. .答案答案: :(1)D (2)(1)D (2)暗條紋暗條紋 變寬變寬x7.951.55.30dl 測定玻璃的折射率測定玻璃的折射率高考指數(shù)高考指數(shù): :18.(201218.(2012江蘇高考江蘇高考)“)“測定玻璃的折測定玻璃的折射率射率”實驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直實驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針插兩個大頭針A A、B B，在另一側(cè)再豎直，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針插兩個大頭針C C、D.D.在插入第四個大頭在插入第四個大頭針針D D時，要使它時，要使它_._.如圖是在如圖是在白紙上留

58、下的實驗痕跡，其中直線白紙上留下的實驗痕跡，其中直線a a、aa是描在紙上的玻璃磚是描在紙上的玻璃磚的兩個邊的兩個邊. .根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n=_.(n=_.(計算結(jié)果計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字保留兩位有效數(shù)字) )【解析【解析】插第四個大頭針插第四個大頭針D D時，應(yīng)使它擋住時，應(yīng)使它擋住C C及及A A、B B的像的像. .連接連接A A、B B并延長交直線并延長交直線a a于一點于一點O O，連接，連接C C、D D并延長交直線并延長交直線aa于一點于一點OO，連接連接O O、O.O.以以O(shè) O為圓心，作輔助圓交為圓心，作輔助圓交ABAB于于E E，交，交

59、OOOO于于G G，分別過，分別過E E、G G作法線作法線的垂線，垂足為的垂線，垂足為F F、H.H.用刻度尺量出用刻度尺量出EFEF、GHGH的長度，則折射率的長度，則折射率n= =1.8.n= =1.8.答案：答案：擋住擋住C C及及A A、B B的像的像 1.8(1.61.8(1.61.91.9都算對都算對) )EFGH19.(201219.(2012重慶高考重慶高考) )如圖甲所示為光學實驗用的長方體玻璃磚，如圖甲所示為光學實驗用的長方體玻璃磚，它的它的_面不能用手直接接觸面不能用手直接接觸. .在用插針法測定玻璃磚折射率在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中，兩位同學繪出的玻璃磚和三個

60、針孔的實驗中，兩位同學繪出的玻璃磚和三個針孔a a、b b、c c的位置相的位置相同，且插在同，且插在c c位置的針正好擋住插在位置的針正好擋住插在a a、b b位置的針的像，但最后位置的針的像，但最后一個針孔的位置不同，分別為一個針孔的位置不同，分別為d d、e e兩點，如圖乙所示，計算折兩點，如圖乙所示，計算折射率時，用射率時，用_(_(選填選填“d”d”或或“e”)e”)點得到的值較小，用點得到的值較小，用_(_(選填選填“d”d”或或“e”)e”)點得到的值誤差較小點得到的值誤差較小. .【解題指南【解題指南】解答本題需要把握以下三點：解答本題需要把握以下三點：(1)cd(1)cd或或

61、cece代表了離開玻璃磚后的折射光線代表了離開玻璃磚后的折射光線; ;(2)(2)折射率等于光線進入玻璃磚時入射角正弦與折射角正弦之比折射率等于光線進入玻璃磚時入射角正弦與折射角正弦之比; ;(3)(3)離開玻璃磚的光線與進入玻璃磚的光線平行，只是發(fā)生一段離開玻璃磚的光線與進入玻璃磚的光線平行，只是發(fā)生一段側(cè)移側(cè)移. .【解析【解析】從題圖中看出，直線從題圖中看出，直線cece近似與直線近似與直線abab平行，因此，使平行，因此，使用用cece兩點作圖，測量出的數(shù)值更接近于折射率真實值，誤差較兩點作圖，測量出的數(shù)值更接近于折射率真實值，誤差較小小. .若使用若使用cdcd兩點作圖，折射角較大，

62、計算出的折射率偏小兩點作圖，折射角較大，計算出的折射率偏小. .答案：答案：光學光學 d ed e20.(201120.(2011天津高考天津高考) )某同學用大頭針、三某同學用大頭針、三角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射角板、量角器等器材測半圓形玻璃磚的折射率率. .開始玻璃磚的位置如圖中實線所示，使開始玻璃磚的位置如圖中實線所示，使大頭針大頭針P P1 1、P P2 2與圓心與圓心O O在同一直線上，該直在同一直線上，該直線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞線垂直于玻璃磚的直徑邊，然后使玻璃磚繞圓心圓心O O緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察緩慢轉(zhuǎn)動，同時在玻璃磚的直徑邊一側(cè)觀察

63、P P1 1、P P2 2的像，且的像，且P P2 2的像擋住的像擋住P P1 1的像的像. .如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上如此觀察，當玻璃磚轉(zhuǎn)到圖中虛線位置時，上述現(xiàn)象恰好消失述現(xiàn)象恰好消失. .此時只須測量出此時只須測量出_，即可計算出玻璃，即可計算出玻璃磚的折射率磚的折射率. .請用你的測量量表示出折射率請用你的測量量表示出折射率n=_.n=_.【解析【解析】由題意可知，當玻璃磚轉(zhuǎn)過某一由題意可知，當玻璃磚轉(zhuǎn)過某一角度角度時，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一時，剛好發(fā)生全反射，在直徑邊一側(cè)觀察不到側(cè)觀察不到P P1 1、P P2 2的像，作出如圖所示的的像，作出如圖所示的光路圖可知

64、，當轉(zhuǎn)過角度光路圖可知，當轉(zhuǎn)過角度時有時有答案答案: :玻璃磚直徑邊繞玻璃磚直徑邊繞O O點轉(zhuǎn)過的角度點轉(zhuǎn)過的角度1n.sin1sin21.(201021.(2010福建高考福建高考) )某同學利用某同學利用“插針法插針法”測定玻璃的折射率，測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行所用的玻璃磚兩面平行. .正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)正確操作后，作出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖所示角度如圖所示. .(1)(1)此玻璃的折射率計算式為此玻璃的折射率計算式為n=_(n=_(用圖中的用圖中的1 1、2 2表示表示) )；(2)(2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤如果有幾

65、塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度差，應(yīng)選用寬度_(_(填填“大大”或或“小小”) )的玻璃磚來測量的玻璃磚來測量. .【解析【解析】 由實驗的注意事項可知應(yīng)由實驗的注意事項可知應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量，以減小實驗誤差選用寬度大的玻璃磚來測量，以減小實驗誤差. .答案答案: :(1) (2)(1) (2)大大1122sin 90cossinin.sinsin 90cos1122sin 90coscossin(90)或22.(201022.(2010海南高考海南高考) )一光線以很小的入射角一光線以很小的入射角i i射入一厚度為射入一厚度為d d、折射率為折射率為n

66、n的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離的平板玻璃，求出射光線與入射光線之間的距離(很小時，很小時，sinsin=，coscos=1).=1).【解析【解析】如圖所示，如圖所示，設(shè)光線以很小的入射角設(shè)光線以很小的入射角i i入射到平板玻璃表面上的入射到平板玻璃表面上的A A點，折射角點，折射角為為，從平板玻璃另一表面上的，從平板玻璃另一表面上的B B點射出點射出.AC.AC為入射光線的延長為入射光線的延長線線. .由折射定律和幾何關(guān)系可知，它與出射光線平行由折射定律和幾何關(guān)系可知，它與出射光線平行. .過過B B點作點作BDACBDAC，交，交ACAC于于D D點，則點，則BDBD的長度就是出射光線與入射光線之間的長度就是出射光線與入射光線之間的距離，的距離，由折射定律得由折射定律得: :由幾何關(guān)系得由幾何關(guān)系得: :出射光線與入射光線之間的距離為出射光線與入射光線之間的距離為: :sininsindBADiABcos ，BDABsin(i)當入射角當入射角 i i很小時，有很小時，有: :sini=i,sin=sini=i,sin=，sin(i-)=i-sin(i-)=i-，co