高考物理二轮复习精品课件专题14光学

1、专题十四专题十四 光学光学主干知识整合主干知识整合专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合一、几何光学一、几何光学1光的直线传播光的直线传播(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播；光在同一种均匀介质中沿直线传播；(2)日食和月食是光的直线传播引起的天文现象；日食和月食是光的直线传播引起的天文现象；(3)小孔成像证明光的直线传播小孔成像证明光的直线传播2光的反射与平面镜成像光的反射与平面镜成像(1)一切反射均遵从反射定律；一切反射均遵从反射定律；(2)平面镜成像特点：正立、等平面镜成像特点：正立、等大、对称、虚像；大、对称、虚像；(3)在光的反射及平面镜成像中光路均可逆在光的反射及平面镜成像中光

2、路均可逆专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合3折射与全反射折射与全反射(1)折射率的各种表达形式折射率的各种表达形式(1为为入射角、折射角中的较大者入射角、折射角中的较大者)；(2)折射光路可逆；折射光路可逆；(3)发生全反射发生全反射的条件：光从光密介质射向光疏介质、入射角大于临界角；的条件：光从光密介质射向光疏介质、入射角大于临界角；(4)临界角公式：临界角公式：carc sin二、光的本性二、光的本性1光的波动性光的波动性(1)光的干涉、衍射证明光是一种波，偏振现象证明光是一光的干涉、衍射证明光是一种波，偏振现象证明光是一种横波；种横波；(2)麦克斯韦提出光是一种电磁波麦克斯韦提出

3、光是一种电磁波专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合2光的粒子性光的粒子性(1)光电效应现象证明光具有粒子性；光电效应现象证明光具有粒子性；(2)对光电效应的理解：对光电效应的理解：光子说认为光在空间的传播是一份一份的，每一份叫一个光光子说认为光在空间的传播是一份一份的，每一份叫一个光子，光子能量与光的子，光子能量与光的_成正比，即成正比，即eh(h6.631034js)；发生光电效应时，一个光子的能量被一个电子完全吸发生光电效应时，一个光子的能量被一个电子完全吸收而逸出一个光电子，不需要积累过程，这就是光电效应的瞬收而逸出一个光电子，不需要积累过程，这就是光电效应的瞬时性；时性；脱离金属

4、的电子克服金属表面原子的引力而做的功称脱离金属的电子克服金属表面原子的引力而做的功称为逸出功为逸出功w，由爱因斯坦光电效应方程，由爱因斯坦光电效应方程ekmhw可知：光电可知：光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大；子最大初动能随入射光频率的增大而增大；频率频率专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合光的强度是指单位时间内在垂直于光的传播方向上单位光的强度是指单位时间内在垂直于光的传播方向上单位面积上通过的光能量对相同频率的入射光来说，光的强度由面积上通过的光能量对相同频率的入射光来说，光的强度由单位时间内照到单位面积上的光子数决定所以，对一定频率单位时间内照到单位面积上的光子数决定所以，

5、对一定频率(大于其极限频率大于其极限频率)的光子，光强度越大，在同样时间内照到金的光子，光强度越大，在同样时间内照到金属上的光子越多，金属表面逸出的光电子数也越多，光电流也属上的光子越多，金属表面逸出的光电子数也越多，光电流也就越大就越大专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合3光的波粒二象性光的波粒二象性(1)波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义；波粒二象性中所说的粒子性是指其能量的不连续性，一意义；波粒二象性中所说的粒子性是指其能量的不连续性，一个光子是一份能量个光子是一份能量(2)个别光子的作用效果往往表现为粒子性，个别光

6、子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为大量光子的作用效果往往表现为_(3)频率高的光子容频率高的光子容易表现出粒子性，频率低的光子容易表现出波动性易表现出粒子性，频率低的光子容易表现出波动性波动性波动性科目一考试 http:/ 2016年科目一模拟考试题科目二考试 http:/ 2016年科目二考试技巧、考试内容、考试视频专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合三、各种色光光学参量的综合比较三、各种色光光学参量的综合比较各色光需要比较的参量该参量与其他参量间的定量关系按红橙黄绿蓝靛紫的顺序各参量大小变化情况折射率nn逐渐增大在同一介质中传播速度vv逐渐减小全反射临界角cc

7、arcsin逐渐减小专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合各色光需要比较的参量该参量与其他参量间的定量关系按红橙黄绿蓝靛紫的顺序各参量大小变化情况频率逐渐增大光子能量eeh逐渐增大在真空中的波长逐渐减小在同一介质中波长00逐渐减小双缝干涉条纹宽度xx逐渐减小专题十四专题十四 主干知识整合主干知识整合各色光需要比较的参量该参量与其他参量间的定量关系按红橙黄绿蓝靛紫的顺序各参量大小变化情况单缝衍射中央亮条纹宽度逐渐减小使金属发生光电效应的难易程度由难到易要点热点探究要点热点探究专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究 探究点一几何光学问题探究点一几何光学问题几何光学问题主要是围绕光的直线传播

8、规律几何光学问题主要是围绕光的直线传播规律(日食、月食、小日食、月食、小孔成像孔成像)、光的反射定律、光的反射定律(平面镜成像平面镜成像)、光的折射和全反射等考点、光的折射和全反射等考点来命题，有时和物体的运动相联系，也可能和天文观测、卫星观来命题，有时和物体的运动相联系，也可能和天文观测、卫星观测、探测器遥控等问题相综合，考查考生的情景迁移能力和综合测、探测器遥控等问题相综合，考查考生的情景迁移能力和综合应用能力应用能力专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例1 1由由a、b两种单色光组成的细光束两种单色光组成的细光束ao以以45的入射角的入射角从某种介质射向空气时，光路如图从某种介质

9、射向空气时，光路如图4141所示关于这两种所示关于这两种单色光，下列说法中正确的是单色光，下列说法中正确的是()专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究a从该介质射向空气时，从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一光发生全反射时的临界角一定大于定大于45b该介质对该介质对b光的折射率一定小于光的折射率一定小于c用用a光和光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则则b光在屏上形成的明条纹的间距较小光在屏上形成的明条纹的间距较小d若用若用b光照射某金属板能发生电效应，则用光照射某金属板能发生电效应，则用a光照射该光照射该金属板也一定能发生光电效应金

10、属板也一定能发生光电效应【点拨】本题重点考查光的全反射条件【点拨】本题重点考查光的全反射条件专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例1bd【解析】由图可知，当入射角为【解析】由图可知，当入射角为45时，时，a光已经发生全反射，光已经发生全反射，b光未发生全反射，可知光未发生全反射，可知a光发生全反光发生全反射时的临界角一定小于射时的临界角一定小于45，b光发生全反射时的临界角一光发生全反射时的临界角一定大于定大于45，选项，选项a错误；由错误；由n该介质对该介质对b光的折射光的折射率一定小于率一定小于，对，对a光的折射率大于光的折射率大于，说明，说明a光的频率光的频率大于大于b光的频率，

11、选项光的频率，选项bd正确；正确；a光的波长小于光的波长小于b光的波长，光的波长，由由x可知选项可知选项c错误错误专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究【点评】几何光学问题的分析首先要准确掌握光传播的【点评】几何光学问题的分析首先要准确掌握光传播的几何规律，准确把握全反射条件，同时注意光路可逆规律及几何规律，准确把握全反射条件，同时注意光路可逆规律及假设方法的应用平面镜成像问题是近年高考命题热点，对假设方法的应用平面镜成像问题是近年高考命题热点，对此类问题的分析必须抓住平面镜成像特点：对称、等大、等此类问题的分析必须抓住平面镜成像特点：对称、等大、等距、正立、虚像在此基础上根据题意准确画出

12、光路图，找距、正立、虚像在此基础上根据题意准确画出光路图，找出对应或隐含的几何关系求解出对应或隐含的几何关系求解专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜平面镜相互平行，物体距离左镜4 m，右镜，右镜8 m，如图，如图4142所示物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物所示物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是体的距离是()a24 mb32 mc40 m d48 m专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例1变式题变式题b【解析】【解析】 光线在两镜中来回反射，像

13、离光线在两镜中来回反射，像离开物的距离就等于各自光路的长度，分别用开物的距离就等于各自光路的长度，分别用i、i、i表示表示左镜中从右向左数第左镜中从右向左数第1、2、3个像画出光路图如图所示为个像画出光路图如图所示为了看得清，各光线在纵向移开一点距离，并用虚线表示物点的了看得清，各光线在纵向移开一点距离，并用虚线表示物点的位置，注意光线从物发出，最后从左镜射向物点位置，注意光线从物发出，最后从左镜射向物点专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究由图可见，由图可见，i的光路总长度为的光路总长度为32 m，即第三个像离开物的，即第三个像离开物的距离为距离为32 m，选项，选项b正确由光路图不难看

14、出，选项正确由光路图不难看出，选项a对应于对应于第第2个像个像(8124)，选项，选项d对应于第对应于第4个像个像(8121212448)，选项，选项c不属于任何一个像不属于任何一个像专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究 探究点二光的本性问题探究点二光的本性问题高考对光的本性的考查主要集中在光的干涉、衍射现象分高考对光的本性的考查主要集中在光的干涉、衍射现象分析和光电效应问题上，其中对光电效应的考查主要体现在以下析和光电效应问题上，其中对光电效应的考查主要体现在以下几方面能力要求：几方面能力要求：理解好光子说对光电效应的解释；理解好光子说对光电效应的解释；理解理解好逸出功和极限频率的概念

15、；好逸出功和极限频率的概念；能应用爱因斯坦光电效应方程能应用爱因斯坦光电效应方程并结合相关公式进行有关光电效应的定量运算并结合相关公式进行有关光电效应的定量运算专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例2 2光具有波粒二象性下列有关光的现象和应用与光光具有波粒二象性下列有关光的现象和应用与光的粒子性有关的是的粒子性有关的是()a太阳光下物体的阴影轮廓模糊不清是光的衍射现象太阳光下物体的阴影轮廓模糊不清是光的衍射现象b高级照相机镜头表面涂了一层增透膜是利用光的干涉高级照相机镜头表面涂了一层增透膜是利用光的干涉现象现象c光控电路的关键元件是光电管光控电路的关键元件是光电管(光电传感器光电传感器

16、)，它的原，它的原理是利用了光电效应理是利用了光电效应d摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景像更清晰是利用光的偏振现象像更清晰是利用光的偏振现象专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究【点拨】本题考查光具有粒子性的特征【点拨】本题考查光具有粒子性的特征例例2c【解析】以上四个选项均为正确的事实，光的【解析】以上四个选项均为正确的事实，光的干涉和衍射说明光具有波动性，光的偏振说明光波是横波，但干涉和衍射说明光具有波动性，光的偏振说明光波是横波，但与光的粒子性有关的只有与光的粒子性有关的只有c选项，将光电管接入电路，当有光线选项，将光电管接

17、入电路，当有光线照射时，逸出的电子使电路导通，实现自动控制照射时，逸出的电子使电路导通，实现自动控制【点评】理解并掌握与光的本性【点评】理解并掌握与光的本性(波动性、粒子性波动性、粒子性)相关的相关的现象及其原理是迅速而准确分析此类问题的关键例如下面变现象及其原理是迅速而准确分析此类问题的关键例如下面变式题即考查薄膜干涉现象，对此必须清楚其原理式题即考查薄膜干涉现象，对此必须清楚其原理专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半球叫做凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半球叫做这个曲面的曲率半径把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，这个曲面的曲率半径把一个凸透镜压在一块平

18、面玻璃上，让红光从上方射入，如图让红光从上方射入，如图4143所示，则从上往下看凸透所示，则从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状红色条纹，这些环状条纹叫镜，可以看到亮暗相间的圆环状红色条纹，这些环状条纹叫做牛顿环下列关于牛顿环的说法正确的是做牛顿环下列关于牛顿环的说法正确的是()专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究a牛顿环是凸透镜折射所造成的牛顿环是凸透镜折射所造成的b若改用紫光照射，则观察到的圆环状条纹间距变大若改用紫光照射，则观察到的圆环状条纹间距变大c若改用白光照射，则能够观察到彩色的圆环状条纹若改用白光照射，则能够观察到彩色的圆环状条纹d如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，

19、则观察到的如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，则观察到的圆环状条纹间距变小圆环状条纹间距变小专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例2变式题变式题c【解析】牛顿环现象是光的干涉现象，【解析】牛顿环现象是光的干涉现象，不是折射现象，选项不是折射现象，选项a错误；由干涉规律，条纹间距与入射光错误；由干涉规律，条纹间距与入射光波长成正比，改用紫光时波长变短，条纹间距变小，选项波长成正比，改用紫光时波长变短，条纹间距变小，选项b错错误；白光含有各种颜色的光，所以若用白光照射，则能够观察误；白光含有各种颜色的光，所以若用白光照射，则能够观察到彩色的圆环状条纹，选项到彩色的圆环状条纹，选项c正确；如

20、果换一个表面曲率半径正确；如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，凸透镜与平面玻璃形成的空气膜变薄，则观察更大的凸透镜，凸透镜与平面玻璃形成的空气膜变薄，则观察到的圆环状条纹间距变大，选项到的圆环状条纹间距变大，选项d错误错误专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究 探究点三光学综合问题探究点三光学综合问题为了提高单个选择题对光学知识点的覆盖率，联系不同考为了提高单个选择题对光学知识点的覆盖率，联系不同考点设置综合题是高考光学命题的一大特点尤其是涉及不同单点设置综合题是高考光学命题的一大特点尤其是涉及不同单色光相关参量的比较问题，往往同时考查两种色光相关参量的比较问题，往往同时考查两种(或多种或

21、多种)单色光单色光多个参量的比较情况，常常令考生顾此失彼、忙中出错，这就多个参量的比较情况，常常令考生顾此失彼、忙中出错，这就需要考生对各种色光相关参量的比较规律进行必要的总结和识需要考生对各种色光相关参量的比较规律进行必要的总结和识记，知识点熟识了，应用起来自然就会灵活记，知识点熟识了，应用起来自然就会灵活专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例3 3如图如图4144所示，所示，a、b两束不同频率的单色光以两束不同频率的单色光以45的入射角射到玻璃砖的上表面上，入射点分别为的入射角射到玻璃砖的上表面上，入射点分别为a、b.直直线线oo垂直玻璃砖与玻璃砖上表面相交于垂直玻璃砖与玻璃砖上表

22、面相交于e点，点，a、b到到e的的距离相等距离相等a、b两束光与直线两束光与直线oo在同一平面内在同一平面内(图中纸面图中纸面内内)，经过玻璃砖后，经过玻璃砖后，a、b两束光相交于图中的两束光相交于图中的p点下列判断点下列判断正确的是正确的是()专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究【点拨】本题以几何光学现象【点拨】本题以几何光学现象(折射折射)给出给出a、b两色光的两色光的几何光学规律，据此再比较其光的本性规律几何光学规律，据此再比较其光的本性规律a在真空中，在真空中，a光的传播速度大于光的传播速度大于b光的传播速度光的传播速度b在玻璃中，在玻璃中，a光的传播速度大于光的传播速度大于b光

23、的传播速度光的传播速度c玻璃砖对玻璃砖对a光的折射率大于对光的折射率大于对b光的折射率光的折射率da光比光比b光更容易发生明显衍射现象光更容易发生明显衍射现象专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例3bd 【解析】任何频率的光在真空中的速度都【解析】任何频率的光在真空中的速度都相同，选项相同，选项a错误；光线经过平行玻璃砖后传播方向不变，如错误；光线经过平行玻璃砖后传播方向不变，如图所示，故图所示，故qsp为等腰三角形，由于为等腰三角形，由于可知可知a光的光的折射率小于折射率小于b光的折射率，选项光的折射率，选项c错误；由错误；由v在玻璃中，在玻璃中，a光的传播速度大于光的传播速度大于b

24、光的传播速度，选项光的传播速度，选项b正确；正确；a光的波长光的波长大于大于b光的波长，选项光的波长，选项d正确正确专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例3bd 【解析】任何频率的光在真空中的速度都【解析】任何频率的光在真空中的速度都相同，选项相同，选项a错误；光线经过平行玻璃砖后传播方向不变，如错误；光线经过平行玻璃砖后传播方向不变，如图所示，故图所示，故qsp为等腰三角形，由于为等腰三角形，由于可知可知a光的光的折射率小于折射率小于b光的折射率，选项光的折射率，选项c错误；由错误；由v在玻璃中，在玻璃中，a光的传播速度大于光的传播速度大于b光的传播速度，选项光的传播速度，选项b正确

25、；正确；a光的波长光的波长大于大于b光的波长，选项光的波长，选项d正确正确【点评】总结并熟记不同色光各种光学参量的比较规律，【点评】总结并熟记不同色光各种光学参量的比较规律，是解决光学综合题目的关键是解决光学综合题目的关键(详见本专题【主干知识整合】三、详见本专题【主干知识整合】三、各种色光光学参量的综合比较各种色光光学参量的综合比较)专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究2009年初春，我国北方出现历史罕见的旱情，年初春，我国北方出现历史罕见的旱情，不少地区采用人工降雨的方式来抗旱保苗某次降雨后天空不少地区采用人工降雨的方式来抗旱保苗某次降雨后天空出现了虹虹是由阳光射入雨滴出现了虹虹是由

26、阳光射入雨滴(视为球形视为球形)后，经一次反射和后，经一次反射和再次折射而产生的色散形成的现有白光束再次折射而产生的色散形成的现有白光束l，由图，由图4145所示方向射入雨滴，所示方向射入雨滴，a、b是经过反射和折射后的其中两条出是经过反射和折射后的其中两条出射光线下列说法正确的是射光线下列说法正确的是()专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究a光线光线a的光子能量较小的光子能量较小b光线光线b在雨滴中的折射率较大在雨滴中的折射率较大c光线光线b在雨滴中的传播速度较大在雨滴中的传播速度较大d若光线若光线a照射某金属能发生光电效应，则光线照射某金属能发生光电效应，则光线b照射该金照射该金属也

27、一定能发生光电效应属也一定能发生光电效应专题十四专题十四 要点热点探究要点热点探究例例3变式题变式题c【解析】由图可知，【解析】由图可知，a光在雨滴中的折光在雨滴中的折射角较小，由射角较小，由n可知，可知，a光在雨滴中的折射率较大，光在雨滴中的折射率较大，b光在雨滴中的传播速度较大，选项光在雨滴中的传播速度较大，选项b错误、错误、c正确；由于光的频正确；由于光的频率越高，在介质中的折射率越大，可知率越高，在介质中的折射率越大，可知a光的频率大于光的频率大于b光的频率，光的频率，选项选项a错误；由光电效应规律可知，选项错误；由光电效应规律可知，选项d错误错误专题十四专题十四 教师备用习题教师备用

28、习题教师备用习题教师备用习题1.如图所示，一细束紫光和一细束蓝光平行射到同一个玻如图所示，一细束紫光和一细束蓝光平行射到同一个玻璃棱镜上，经两次折射后交于光屏上的同一点璃棱镜上，经两次折射后交于光屏上的同一点p，若用，若用n1和和n2分别表示三棱镜对紫光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是分别表示三棱镜对紫光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是()an1n2，a为紫光，为紫光，b为蓝光为蓝光bn1n2，a为蓝光，为蓝光，b为紫光为紫光cn1n2，a为蓝光，为蓝光，b为紫光为紫光dn1n2，a为紫光，为紫光，b为蓝光为蓝光专题十四专题十四 教师备用习题教师备用习题【备选理由】本题可看作两种色光构成的复色光的色【备选理由】本题可看作两