2019高考物理二轮练习资料11光学教学案

2019高考物理二轮练习精品资料专题11光学教学案(教师版)

专题十一光学

【2013考纲解读】

熟练利用反射定律、折射定律及光路可逆作光路图.加深对折射率、全反射、临界角

概念的理解.并能结合实际，解决问题.同时应注意对物理规律的理解和时物理现冢、物理

情景和数学几何知识结合的分析能力的培养.

物理光学部分应蹲循历史发展线索，理解干涉、衍射、偏振等现冢，并能解释生活中的

相关物理现象.光的偏振、激光这些内容，与生产、生活、现代科技联系密切，应学以致用.

【重点知识整合】

一、几何光学时常见现象

项目内容

折射(1)三线共面(2)分居两侧

sin0\

定律(3)入射角正弦与折射角正弦之比为常数sine=n

sin。\

折射率定义式:光从真空进入介质时〃=sin的

决定式:n=-

V

折射率

物理意义：描述透明介质对光线的偏折作用，n越大,折射光线偏离入

射方向的夹角越大

发生条件：(1)从光密介质进入光疏介质

(2)入射角大于或等于临界角，即012C

全反射

临界角：sinC=-

n

产生原因：(1)太阳光是复色光；

(2)不同的)色光折射率不同

光的

规律:光的频率越大,折射率越大

色散

红光一紫光:折射率逐渐增大,在介质中的速度逐渐减小；

(3)临界角逐渐减小;波长逐渐减小

平行玻璃板：（1）出射光线与入射光线平行；（2）出射光线发生侧移

常见光

学元件棱镜：（1）光线向底边偏折；（2）能发生色散

的特点全反射棱镜：（1）垂直于直角边射入，出射光线方向改变90。；（2）垂直

于斜边射入,出射光线方向改变180°

二、光的干涉、衍射和偏振现象

项目内容

产生条件:两光源频率相等,相位差恒定

出现明暗条纹的条件:路程差As=/U,明条纹；As=（/?+；）九暗条

光的双缝

干涉干涉纹

相邻条纹间距：A

a

产生原因：同一束光分别经薄膜的前后表面反射的光叠加而成

规律:经薄膜上厚度相等的位置反射的光叠加后在同一干涉条纹上，

光的薄膜

相邻条纹间距与波长成正比,与斜面倾角成反比

干涉干涉

应用:（1）光干涉法检查平面的平整度

（2）在光学镜头上涂增透膜"=!A

4

明显

衍射障碍物或孔的I尺寸跟光的波长差不多或者比光的1波长小

光

条件

的

单缝衍射：中间条纹亮、宽;两侧条纹暗、窄;波长越长，条纹越宽，间距越大

衍

衍射

射圆孔衍射：明暗相间的圆形条纹

现象

圆板衍射:圆形阴影的1外侧是明暗相间的1圆形条纹,中间是亮斑（泊松亮斑）

偏振片有特定的透振方向，

光的自然光通过后成为偏振光，

偏振两偏振光片平行时透过时光最强，

垂直时最弱

【特别提醒】

(1)光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,光的偏振现象说明光是横波.

(2)光的干涉条纹和光的衍射条纹的最大区别是研究条纹间距是否均匀，中央条纹和两

侧条纹的亮度是否相同.

三、光电效应及光的波粒二象性

项目内容

概念金属在光(包括不可见光)的照射下发射电子的现象

光

(1)每种金属都有一个极限频率，人时才会发生光电效应

电

(2)光电子的|最大初动能与光强无关，随丫的增大而增大

效规律

(3)光电效应的产生几乎是瞬时的

应

(4)饱和光电流与光强成正比

光子说：(1)光在传播时是一份一份时,每份叫一个光子；(2)光子能量E

=hv,2=6.63X1()74j.$

光电解

逸出功：电子脱离金属时克服原子核引力做功的最小值V

效应释

光强：々〃力P

光电效应方程:区=入V-W

每个实物粒子对应一种波,叫物质波

物质波

物质波的波长1=包

mv

波粒二

概率波：只能预测粒子在某区域出现的概率，概率符合波动规律

象性

【高频考点突破】

考点一光的折射和全反射的应用

1.确定研究的光线

2.找入射点，确认界面，并画出法线.

3.明确两介质折射率的大小关系

(D若光疏一光密：定有反射、折射光线

(2)若光密一光疏：如果入射角大于或等于临界角，一定发生全反射.

4.根据反射定律、折射定律作出光路图,结合几何关系,具体求解.

例1、如图12-1所示，空气中有一折射率为地的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、

半径为"的I扇形十氏一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到小上，如不透光.若

只考虑首次入射到同弧而上的光，则而上有光透出部分的弧长为()

图12-1

1

5

D.—R

【解析】设其中一条光线射到内面上时，经折射至方上刚好有光透出，即图12-2

中C为临界角，则有光透出的弧为防.由折射率的定义产史史;=/，所以夕=30。，

sin§

而sinC=~=-f=9所以0=45。.

nA/2

45>

图12—2

在△灰。中，4DEO=夕+90。=30°+90。=120°,所以/4旅=180°—C—Z.DEO

=15°,而2加,75°兀.又因为射到。点的光线发生折射后的折射光线如图所示，其

中万角范围内没有光线存在，故耘部分无光线射出.综合以上两因素，有光线从万透出

的部分即为赤部分，设其对应圆心角为。，则o=^DOB-0=75°-30°=45°.所以

而长度为+'故本题正确选项为民

【答案】B

【变式探究】如图12-3,半圆形玻璃砖置于光屏々的左下方.一束白光沿半径方向从A点

射入玻璃砖,在。点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向6缓慢

移动,并保持白光沿半径方向入射到。点,观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消

失之前,反射光时强度变化以及光屏上最先消失的I光分别是（）

A.减弱，紫光

B.减弱，红光

C.增强，紫光

D.增强，红光

解析：选C.因〃水〃膂，再由临界角公式sinC=力可得，C红＞61萦，因此当增大入射角

时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐

减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.

考点二光的干涉现象分析

1.光的干涉要分析的几个问题

(1)干涉条件：频率相同、相差恒定、振动方向在同一直线上.

(2)明暗条纹形成条件：

8=kX,k=l,2,-----亮条纹

8=(2k-l)X/2,k=l,2,------暗条纹

(3)条纹间距Ax=lX/d,用双缝干涉测光的波长的原理：X=d-Ax/1.

2.关于薄膜干涉要弄清日勺几个问题

(1)哪两列光波发生干涉；

(2)应该从哪个方向去观察干涉图样；

(3)条纹会向哪个方向侧移；

(4)同一亮纹光程差相同(为什么劈尖干涉的条纹是直线，而牛顿环是圆形).

例2、1801年,托马斯•杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，通翎用平面

镜同样得到了杨氏干涉的结果(称徭堆筑实验).

光

屏

图12—4

(1)面缠实验的基本装置如图12—4所示,S为单色光源,即为一平面镜.试用平面镜

成像作图法画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.

(2)设光源$到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和上，光的波长为九

在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离念耳的表达式.

【解析】(1)先狙的平面镜像点N，然后轴J经平面镜成像的边界光线,其

重叠区域如图12-5所示.(4分)

图12-5

L

(2)由条纹间距公式(6分)

L

由图可知d=2a,所以Ax=^.2.(8分)

【答案】(D如图12—5所示

L

(2)Ax—22A

【变式探究】登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不

能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力.有人想利用薄膜干涉日勺原理设计一种能

大大减小紫外线对眼睛伤害的I眼镜.他选用的薄膜材料的折射率为〃=1.5,所要消除的紫

外线的J频率为K=8.1X10"Hz,

(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是「•

(2)这种“增反膜”的厚度是多少？

(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是—.

A.薄膜干涉说明光具有波动性

B.如果薄膜的厚度不同,产生的干涉条纹一定不平行

C.干涉条纹一定是彩色的

D.利用薄膜干涉也可以“噌透”

解析：(1)为了激少进入眼睛的紫外线,应使人射光分别从该膜的前后两个表面反射出

来形成的光叠加后加强.

(2)路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长R'的整数盘即

2产姒'(户1,2,…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的今紫外线在真空中的波

长是$=1“=3.7X10-m.在膜中的波长是二=a32.47X10-叫辘筋厚度至少

是1.23X10-7m.

（3）干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行,

白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波

长时，两反射光叠加后激弱则会“噌透

答案：（1）两反射光叠加后加强

（2）1.23X1。--m（3）AD

考点三光电效应的应用

1.光电效应方程中的I瓦r图线.（如图12-6）

（1）纵截距：强

（2）横截距：入；

2.掌握两条线索，明确各概念间的对应关系

「强度——决定着每秒钟光源发射的光子数------1

r照射光.

J〔频率一一决定着每个光子的能量E=hv---------h

I光电子［每秒钟逸出的光电子数—决定着光电流的大小」

〔光电子逸出后的最大初动能ymv2--------------

由上图可知两条线索:一是光的频率线，

二是光的强度线.

两条线索对应关系是：

（1）光强一一光子数目多一一发射光电子多一-►光电流大；

（2）光子频率高一一光子能量大一一产生光电子的最大初动能大.

例3、（1）研究光电效应的电路如图12—7所示.用频率相同、强度不同的光分别照

射密封真空管的钠极板（阴极给，钠极板发射出时光电子被阳极/吸收，在电路中形成光电流.

下列光电流/与/、/之间的电压弧的关系图象中，正确的是.

图12-8

（2）钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子.光电子从金属

表面逸出的过程中,其动量的大小（选填“噌大”、“减小”或“不变”），原因是

【解析】（1）入射光的频率相同，则光电子的最大初动能相同，由一点=一，/知，两

种情况下遏止电压相同，故选项A、B错误；光电流的强度与入射光的强度成正比，所以强

光的光电流比弱光的光电流大，故选项C正确，选项D错误.（2）诚小，光电子受到金属表

面层中力的阻碍作用.

【答案】（DC（2）减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用

【变式探究】爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的（规律而获得1921年诺

贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能仄与入射光频率丫的关系如图12-9

所示，其中〜为极限频率.从图中可以确定的是（）

fEkm

0）。v

图12-9

A.逸出功与v有关

B.&与入射光强度成正比

C.当v<v°时，会逸出光电子

D.图中直线的斜率与普朗克常量有关

解析：选D.由爱因斯坦的光电效应方程“/得:优=/?v—此因此&v图象

的斜率为例故D正确;编随入射光频率的增大而增大,B错;逸出功是由金属自身决定的，与

v无关,A错,当v<Vo,无光电子逸出,C错.

【难点探究】

难点一光的折射与全反射问题

利用折射定律和折射率公式解题时，应先根据题意画出光路图，确定入射角和折射角，

然后应用折射定律、折射率公式求解，注意明确光从真空射入透明介质与光从透明介质射入

真空时折射定律公式的区别.

在遇到光从光密介质射入光疏介质的情况时，应考虑能否发生全反射问题，根据sin。

=求临界角C.

例1、如图5—12—4所示，有一束平行于直角三角棱镜截面4%的单色光从空气射向

E息,并偏折到尸点.已知入射方向与边比1的夹角为。=30°,E、厂分别为边力氏%的）

中点.下列说法中正确的是（）

图5-12-4

A.该棱镜的折射率为地

B.光在厂点不发生全反射

C.从边力。出射的光束与边4?平行

D.光从空气进入棱镜，波长变大

【答案】C

【解析】由"=30°可知入射角460°,又因尺尸分别为被8。附中点，所以

EF//AC,故折射角r=30°,根据折射定律〃=sinr=sin30°=小,故选项A错误；在尸

点，入射角为60°,能发生全反射，故选项B错误；经过尸点反射后，到达边时入射角

为30°,折射角为60°并且与边18平行，故选项C正确；当光从空气进入棱镜，速度减小，

频率不变，故波长变小，选项【)错误.

【变式探究】△〃历V为玻璃等腰三棱镜日勺横截面.a、6两束可见单色光从空气垂直射

入棱镜底面胧在棱镜侧面OM、处上反射和折射的情况如图5-12-5所示.由此可知()

图5—12—5

A.棱镜内a光的传播速度比6光的小

B.棱镜内a光的传播速度比6光的大

C.玻璃棱镜对a光的折射率比对6光的大

D.玻璃棱镜对a光的折射率比对8光的小

【答案】BD

【解析】a、6两束光射到〃伙〃V上的入射角是相同的，由图可知6光已发生全反射,

而a光仍有折射，说明人光的I全反射临界角比a光的全反射临界角小，所以6光的折射率大

于a光的折射率，即几,故D正确；在介质内的传播速度所以棱镜内a光的传播

速度%比6光口勺传播速度“大，故B正确.

难点二光的干涉现象

1.双缝干涉

(1)双缝的I作用是将一束光分成频率相同的两束，获得相干光源.

1

(2)条纹间距与波长的关系：

(3)明暗条纹条件：某点到双缝的距离之差Ax与波长的关系决定明暗条纹.

亮条纹：△x=nA(22=0,1,2,3,4…)

A

暗条纹:△x=(2刀+1)万(7?=0,1,2,3,4…)

2.薄膜干涉

(1)形成：由透明薄膜(油膜、肥皂沫、空气膜等)前后表面的反射光叠加形成干涉.

(2)薄膜干涉为等厚干涉，同一条纹处薄膜厚度相同.增透膜的厚度为光在介质中波长

的四分之一.

例2、如图5—12—6所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏尸上观察到

干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()

普』S'P

光----邑

单舞屏

图5—12—6

A.噌大£与S的间距B.减小麒屣到走屏的距离

C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光

【答案】C

【解析】由怂=：入可知，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以噌大双缝与

屏之间的距离/、减小双缝的距离d或换用波长比绿光长的光.噌大&和&的距离，即噌大

了双缝的距离d,A项错误.减小双缝屏与光屏之间的距离，即:变小，B项错误.红光的

波长比绿光长，紫光的波长比绿光短，C项正确，D项错误.

【点评】本题主要考查用双缝干涉测光波波长的实验的基本原理，即双缝干涉条纹间距与

相干光的波长、双缝间距、缝屏间距的关系.下面的变式题则是对本实验具体操作方法的考

查.

【变式探究】如图5-12-7所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同

图5—12—7

A.红黄蓝紫B.红紫蓝黄

C.蓝紫红黄D.蓝黄红紫

【答案】B

【解析】双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，红光波长大于蓝光波

长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；单缝衍射条纹是中间宽两边窄的平行条纹，且波

长越大，中央明纹越宽，黄光波长比懿遗长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅图

为紫光的衍射图样.故B正确.

【变式探究】如图5—12—8所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①

是光源、②是痣光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏.下列操作能噌大光屏上相邻两条亮

A.增大③和④之间的距离

B.增大⑷和⑤之间的距离

C.将绿色滤光片改成红色滤光片

D.噌大双缝之间的距离

【答案】BC

1

【解析】由公式知，干涉条纹间距与屏到双缝之间的距离/成正比，与波

长，成正比，与双缝之间的距离d成反比.光源发出的光通过红色滤光片后，到达双缝的

光为红光红光的波长大于绿光.因此选项BC正确.

【历届高考真题】

[2012高考】

（2012•大纲版全国卷）15.235U经过m次a衰变和n次6衰变207Pb,则

9282

A.m=7,n=3B.m=7,n=4C.m=14,n=9D.m=14,n=18

【答案】B

【解析】经过a衰变次数为（235-207）+4=7,经过B衰变次数为4次，选项B正确.

【考点定位】此题考查原子核衰变次数的计算.

（2012•大纲版全国卷）16.在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大

干涉条纹时间距，该同学可以采用的方法有

A.改用红光作为入射光

B.改用蓝光作为入射光

C.增大双缝到屏的距离

D.增大双缝之间的距离

【答案】AC

【解析】根据双缝干涉实验条纹间隔公式，为了增大干涉条纹时间距，该同学可以采

用的I方法有，改用波长较长的红光作为入射光，增大双缝到屏的距离L,减小双缝之间的距

离d,选项AC正确.

【考点定位】此题考查双缝干涉实验.

（2）（2012•海南）一玻璃三棱镜，其截面为等腰三角形，顶角0为锐角，折射率为

现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜.不考虑棱镜内部的反射.若保持入射线

在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射

出，则顶角〃可在什么范围内取值？

【答案】0＜。＜45°

【解析】设入射光线经玻璃折射时，入射角为i,折射角为r,射至棱镜右侧面的入射

角为。.根据折射定律有sini=nsinr,①

由几何关系得：O=a+r,②③④

当i=0时，由①式知r=0,。有最大值（如图），

由②式得，③

同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，

即sina/l/n④

由①②③④式和题给条件可得，棱镜顶角0的取值范

围为0<<9<45°.

【考点定位】此题考查折射定律、全反射及其相关知识.

（2012•天津）6.半圆形玻璃砖横截面如图，48为直径,。点为圆心.在该截面内有

a、6两束单色可见光从空气垂直于45射入玻璃砖，两入射点到。的距离相等.两束光在半

圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、6两束光

A.在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大

B.以相同的入射角从空气斜射入水中，方光的折射角大

C.若a光照射某金属表面能发生光电效应，。光也一定能

D.分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大

【答案］ACD

【解析】：由图可知a光未发生全反射，。光己发生全反射，6光的临界角小，由sinC=

,b光的折射率大，根据〃=,可知在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，A正

1C

确.由〃=，可知以相同的入射角，从空气斜射入水中，方光日勺折射角r小，B错误.6光

51nlF

siny

的折射率〃大，频率r高，a光照射某金属表面能发生光电效应，则6光也一定能，C正确.

根据.2可知，a光的频率/低，波长4长，亮条纹间距大，D正确.

^'=7

【考点定位】本题考查光的反射、折射、全反射，波长、频率、波速的关系，光电效应,

光的双缝干涉，综合性强，有一定难度.

（2012•四川）18.a、6两种单色光组成时光束从介质进入空气时，其折射光束如图

所示.用a、8两束光

A.先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光

是横波

B.先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，方光照射时也能逸出光电子

C.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若人光不能进入空气，

则a光也不能进入空气

D.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比6光的反射角大

【答案】C

【解析】光的干涉现象不能说明光是横波，光的偏振现象说明光是横波，所以A错误.

由，=黑及图可知修麴则频率&>以，a光照射某金属时恰能逸出光电子，可见，光

频率小于金属极限频率，则方光照射金属时不能选出光电子，3错误.由贝，9=：,可知a

光的临界角小于b光的临界角，当从同一介质以相同方向射向空气，a光先发生全反射.

若S光不能进入空气，即方光发生全反射，则a光早已经发生全反射了，所以也不能进入空

气，C正确.根据光的反射定律，反射角等于入射角，a光的反射角等于5光的反射角，D

错误.

【考点定位】本题考查光的反射，光的折射，全反射，光的干涉，光电效应，光是横波.

（2012•北京）14.一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的

A.速度变慢，波长变短B.速度不变，波长变短

C.频率增高，波长变长D.频率不变，波长变长

【答案】A

【解析】光在不同介质中传播时频率f不变，光在真空中的速度最大，在空气中的传

播速度接近真空中的速度，大于在其他介质（玻璃）中口勺传播速度，因此光的折射率

，由/=4/•可知，在『变小f不变时，波长A变短.

n=->l

【考点定位】本题考查了光在不同介质中的传播时速度，波长，频率的变化规律；光的

折射定律；波长，频率，波速的关系.属于简单题，是对基本知识的考查.

(2012•江苏)B.[选修3-4](12分)

(1)如题12B-1图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和QA点位于P、Q之间,B

点位于Q右侧.旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是.

(A)A、B均不变

(B)A、B均有变化

(0A不变,B有变化

(D)A有变化,B不变

(2)“测定玻璃的折射率冶实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再

竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时,要使它.题12B-2图是

在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、”是描在纸上的玻璃砖的两个边.根据该图可算得

玻璃的折射率n.(计算结果保留两位有效数字)

（题12B-2图）

(3)地震时，震源会同时产生两种波,一种是传播速度约为3.5km/saJS波，另一种是

传播速度约为7.0km/s的P波.一次地震发生时，某地震监测点记录到首次到达的P波比

首次到达的S波早3min.假定地震波沿直线传播,震源的振动周期为1.2s,求震源与监测

点之间的距离x和S波的波长力.

【解析】

12B.(1)C(2)挡住C及A、BH勺像；1.8(1.6~1.9都算对)

⑶设P波的传波时间为t,则》=乙/，X=匕Q+&）

解得，代入数据得到x=1260km

%一匕

由m=丫7，解得入=4.2km

[2011高考】

1.（安徽）实瑜表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长Z的变化符合科

D「

西经晚公式：〃=X+3+=，其中A、B、C是正的常量.太阳光进入三棱镜后发生色

Pz4

散的情形如下图所示.则

A.屏上c处是紫光

B.屏上d处是红光

C.屏上5处是紫光

D.屏上a处是红光3^

答案:D

解析：白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下Q、九门d）依次为红、

橙、黄、绿、蓝、靛、紫.屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确.

2.（全国）雨后太阳光入射到水中发生色散而形成彩虹.设水滴是球形的，图中的圆代表水

滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、"代表四条不同颜色的出射光

线，则它们可能依次是

A.紫光、黄光、蓝光和红光

B.紫光、蓝光、黄光和红光

C.红光、蓝光、黄光和紫光

D.红光、黄光、蓝光和紫光

【答案】B

【解析】由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，在进入小水滴后就被分

解成七色光，这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角，形成七彩的虹，通过比较第

一次折射可以看出，入射角均相同，a光的折射角r最小而d光日勺折射角r最大，根据其折

射率"二上则jta光的折射率最大，而对d光的折射率最小，再由在同种介质中，紫光

sinr

折射率最大而红光折射率最小可判断只有3选项正确.

3.（北京）如图所示的双缝干涉实嗡，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉

条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以

A.噌大冬与S：的间距单je0

色L

B.减小姆嬲武屏的距离光二|广

C.将绿光换为红光单缝屏双缝屏光屏

D.将绿光换为紫光

答案:C

解析：由于双缝干涉中，相邻条纹间距离Ax=噌大S；与笑的间距d,相邻条纹

d

间距离Ax减小，A错误；减小嬷孱嬲屏的距离二，相邻条纹间距离乂减小，B错误；

将绿光换为红光，使波长，噌大，相邻条纹间距离3噌大，C正确；将绿光换为紫光，使

波长，减小，相邻条纹间距离Ax减小，D错误.

4.（福建）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射

入玻璃砖，在0点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓

慢移动，并保持白光沿半径方向入射到0点，观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完

全消失之前，反射光时强度变化以及光屏上最先消失时光分别是

A.减弱，紫光B.减弱，红光

C.增强，紫光D.增强，，红光

答案：C

解析：此题考查光的反射、光的折射、全反射等知识点.入射点由A向B缓慢移动，入

射角增大，折射角增大，反射光强度增强，光屏上最先消失的光是折射率较大的紫光，选项

C正确.

5.（重庆）在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色

的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的I面

积比a的J大.关于这三种光在水中的）性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：

①c光的频率最大②a光的传播速度最小

③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短

根据老师的假定，以上回答正确的是

A.①②B.①③

C.②④D.③④

【答案】C.

【解析】折射率越大，在水中的像看起来就越浅，b在水下的像最深，说明b光的折射

率最小；c照亮水面口勺面积比a的大，说明c光的临界角大于a光口勺临界角，则c光的折射

率小于a光的折射率，这样就能判断出三种光的折射率大小关系是“、”，所以a、

b、c相当于紫、绿、红三种色光.

6.（浙江）“B超”可用于探测人体内脏的病变状况.下图是超声波从肝脏表面入射，

经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图.超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与

光的折射规律类似，可表述为$山4v,（式中色是入射角，夕是折射角，匕、均为别

sin名v2

是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射

规律相同，已知％=09%入射点与出射点之间的距离是d,入射角为“肿瘤的反射面恰

好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为

一，一,

-i*.............1—

肝脏

f

9dsiniB.W81-lOOsiri

V100-81sin2/100sini

C-d-l—lOOsOHD-jV100-81sin2i

20sini18sini

【答案】I）

【解析】已知入射角为j,设折射角为厂，根据题意有..、，，而

sinnIV1

tanr=

~hsinrv2

匕=0.9%，解得Ji00-81sinz-

h=------------------

18sini

7.（天津）甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两

个亮条纹的中心距离为加;，若则下列说法正确的是

A.甲光能发生偏振现象，则乙光不能B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长

C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D.在同一种均匀介质中甲光的传播速度

大于乙光

【解析】考查光的综合应用.偏振现象是横波特有的现象，甲乙都可以有偏振现象发生,

A错；由，L可知甲光的波长大于乙光，B正确；光子能量取决于光子的频

'Ar=—A

d

率，而光子频率与波长成反比，C错：波速与波长之间同步变化，D正确.

【答案】BD

8.（四川）下列说法正确的是

A甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛

B我们能从某位置通过固定的注意透明的介质看见另一侧的所有景物

C可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度

D在介质中光总是沿直线传播

答案：A

解析：由光路可逆知道A正确；由于存在光的全反射，所以不一定从介质看到另一侧的

所有景物，B错误；可见光也是电磁波，他它们的速度可以相等,C错误；只有在同一均匀介

质中光才能沿直线传播，D错误.

[2010高考】

1.2010•重庆•20如题20图所示，空气中有一折射率为叵的玻璃柱体，其横截

而是圆心角为90"、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到0A

上，0B不透光，若考虑首次入射到圆弧AB上的光，则上有光透出的部分的弧长为

题20图

A.通加R

B.3;TR

C..S冗R

0.y12冗R

【答案】B

【解析】根据折射定律，/=空土可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30=.

sinr

过。的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入

1

射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的可能性越大，根据临界角公式sinC得

3

临界角为45、如果AB界面上的临界点为D,此光线在AC界面上点E入射，在三角形。DE

中可求得OD与水平方向的夹角为180"（120445，）=15、所以A到D之间没有光线射出.

由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90。-（30415，）=45、为收;TR.

2.2010•全国卷I•20某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度.测量

时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m.在某位置时，他在镜中恰好能够看到整

棵树的像；然后他向前走了6.0m,发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵

树的高度约为

A.5.5mB.5.0mC.4.5mD.4.0m

【答案】B

【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得

树高树到镜的距离+眼睛距镜的距离）.4m

树

镜高6cm眼睛距镜的距离）.4m的

像

HL+0.4m•人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有

0.06m0.4m

HA+0.4m+6m,以上两式解得£=29.6m,H=\.5m.

0.05m0.4m

【考点定位】平面镜的反射成像，能够正确转化为三角形求解

4.2010•北京•14对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是

A.在相同介质中，绿光欧J折射率最大B.红光的频率最高

C.在相同介质中，蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小

【答案】C

【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B错.

由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错.频率大口勺光在真空中和介质中的波

长都小，蓝光的波长最短，C正确.频率大，光子能量大，D错.

6.2010•新课标•33(1)如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC,/A为直角•此

截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并

刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为.(填入正确选项前欧I字母)

答案：A

解析：根据折射率定义有，sinZl=nsinZ2'〃sinN3=l，己知Nl=45°/2+N3=90°,

解得：瓜

7.2010•海南物理•18(1)一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平

板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离(。很小时.sin8=acos8=l)

(n-i)d.

【答案】----------1

n

【解析】如图，设光线以很小口勺入射角/.入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为人

从平板玻璃另一表面上rJB点射出.设AC为入射光线的延长线.由折射定律和几何关系可知,

它与出射光线平行.过B点作87），AC,交AC于I）点，则3。的长度就是出射光线

与入射光线之间的距离，由折射定律得

sini

------=n

siny

由几何关系得

AB=-^—

cosy

出射光线与入射光线之间的距离为

BD=sin（?—7）

当入射角,很小时，有

sin/=?,sin/=兀sin（f-/）=?-/,cosy=1

由此及①②③④式得“⑤

[2009高考】

1.（09•全国卷I•15）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4m,右镜8m,如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的I第三个像

与物体的距离是（）

A.24mB.32mC.40mD.48m

答案：B

解析：本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中H勺第一个像是物体的像距离物体8cm,第

二个像是物体在右镜所成像的像，第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体

为32cm.

2.（09•全国卷H•21）一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC为直角三角形（AC边末

画出），AB为直角边/ABC=45°；ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点.此玻璃的折射率为

1.5.P为一贴近玻璃砖放置区I、与AB垂直的光屏.若一束宽度与AB边长度相等的平行光从

AB边垂直射入玻璃砖，则（BD）

ADC