2025届高考物理二轮专题复习与测试模块六机械振动和机械波光学热学和近代物理专题十六光学部分课件

专题十六光学部分[专题复习定位]1．能够进行光的折射和全反射现象的相关计算。2．理解光的波粒二象性。3．几何光学和物理光学综合问题的理解和分析。高考真题再现PART01第一部分√√√命题点2光的全反射2．(2024·广东卷，T6)如图所示，红、绿两束单色光，同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束在NP面发生全反射，反射光射向PQ面。若θ逐渐增大，两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是(

)A．在PQ面上，红光比绿光更靠近P点B．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失C．θ逐渐增大时，入射光可能在MN面发生全反射D．θ逐渐减小时，两束光在MN面折射的折射角逐渐增大√3．(2024·江苏卷，T6)现有一光线以相同的入射角θ，打在不同浓度NaCl的两杯溶液中，折射光线如图所示(β1<β2)，已知折射率随浓度增大而变大，则(

)A．甲折射率大B．甲浓度小C．甲中光线的传播速度大D．甲临界角大√5.(2024·山东卷，T15)某光学组件横截面如图所示，半圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜FG边的延长线过O点，EG边平行于AB边且长度等于R，∠FEG＝30°。横截面所在平面内，单色光线以θ角入射到EF边发生折射，折射光线垂直于EG边射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率均为1.5。(1)求sinθ；答案：0.75(2)以θ角入射的单色光线，若第一次到达半圆弧AMB可以发生全反射，求光线在EF上入射点D(图中未标出)到E点距离的范围。√命题点3光的干涉、衍射和偏振6．(2024·辽宁、吉林、黑龙江卷，T4)某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示，用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹，下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是(

)A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离√7．(2024·江苏卷，T2)用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，现在将手机屏幕旋转90度，会观察到(

)A．两镜片都变亮B．两镜片都变暗C．两镜片没有任何变化D．左镜片变暗，右镜片变亮解析：用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕，左镜片明亮，右镜片暗，说明左镜片偏振片的方向和光的偏振方向相同，右镜片偏振片的方向和光的偏振方向垂直，当手机屏幕旋转90度后左镜片偏振片的方向与光的偏振方向垂直，则左镜片变暗，右镜片偏振片的方向与光的偏振方向相同，则右镜片变亮。√8．(2024·山东卷，T4)检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是(

)A．滚珠b、c均合格B．滚珠b、c均不合格C．滚珠b合格，滚珠c不合格D．滚珠b不合格，滚珠c合格解析：单色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的光程差相等，即滚珠a的直径与滚珠b的相等，即滚珠b合格，不同的干涉条纹位置处光的光程差不同，则滚珠a的直径与滚珠c的不相等，即滚珠c不合格，C正确。√√√10．(多选)(2024·湖南卷，T9)1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果(称洛埃镜实验)，平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ，如图所示，S为单色点光源。下列说法正确的是(

)A．沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动B．沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小C．若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变D．若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动√11．(多选)(2023·辽宁卷，T8)“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是(

)A．插入水中的筷子，看起来折断了B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹C．驶近站台的火车，汽笛音调变高D．振动音叉的周围，声音忽高忽低√√解析：由题图可知，球鼻艏与船首推起的两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力，是由于两列波叠加后使振动减弱，属于波的干涉现象。插入水中的筷子，看起来折断了属于光的折射现象，A错误；阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹属于薄膜干涉，B正确；驶近站台的火车，汽笛音调变高属于多普勒效应，C错误；振动音叉的周围，声音忽高忽低属于声波的干涉现象，D正确。√题型分类讲练PART02第二部分题型一光的折射和全反射1．全反射的条件(1)光从光密介质进入光疏介质。(2)入射角大于或等于临界角。3．必备数学知识(1)平行线、三角形、圆等相关几何知识。(2)三角函数知识。(3)相似三角形的性质。(4)勾股定理。(5)正弦定理、余弦定理。√如图(a)所示，我国航天员王亚平在太空授课时演示了水滴在完全失重环境下形成一标准的球体，在她手中变幻出种种奇妙的现象。“飞天梦永不失重，科学梦张力无限”，这次太空授课科普教育活动，极大地激发了广大中小学学生学习科学知识的热情。某同学在家中找到一个带底座的标准透明玻璃球，用红色激光笔照射其表面，光的折射和反射使玻璃球显得流光溢彩、晶莹剔透。图(b)为该透明玻璃球过球心O的截面图，球的半径为R，该同学用激光沿平行于直径AOB方向照射，发现当激光射到圆上的C点，入射角i＝60°时，激光在球内经过一次反射后恰能从D点(与C点关于AOB对称)再次平行于AOB从玻璃球射出，光在真空中的传播速度为c。求：(1)该玻璃球对激光的折射率n；(2)激光在玻璃球内传播的时间t。√考向2光的折射现象分析如图所示，水面上方一只小鸟正沿水平路线从左向右飞行，水中一定深度处有一条静止的鱼，点O是鱼正上方与小鸟飞行轨迹的交点。小鸟从左向右水平飞行时(

)A．飞到O点时鸟看到的鱼比实际位置深B．飞到O点时鱼看到的鸟比实际高度低C．飞向O点过程中鸟看到鱼远离水面下沉D．飞离O点过程中鱼看到鸟离水面高度不变[解析]

小鸟在O点左侧时，根据折射定律可知，小鸟看到鱼的虚像，在鱼实际位置的右上方；小鸟飞向O点过程中鸟看到鱼远离水面下沉。(1)A点到池边缘的水平距离；[答案]

1.35m(2)光在水中传播的速度。[答案]

2.25×108m/s√考向3全反射现象分析被熏黑的铁球表面有一层很薄的碳粒层，将其放入水中，碳粒层与水之间又形成了一空气层，看上去变得锃亮。这属于光的(

)A．折射现象 B．全反射现象C．干涉现象 D．衍射现象[解析]

碳粒层与水之间又形成了一空气层，光由空气进入水中会发生折射现象，但是光线由水内部射向空气时，由于角度问题大部分光线发生了全反射，一般要经过2次或者更多次全反射之后才折射出来，即光线经过很多路径才传播出来，由于这些光路重叠交织在一起，所以看起来会比较亮。这是光的全反射现象所形成的。为保证泳池夜间安全，需要在泳池铺设池底灯提供光照。如图所示，足够大的泳池中央有一直径为d的圆形池底灯，灯面与池底相平。已知水的折射率为n，水深为h，水面平静，求：(1)灯光在水中发生全反射的临界角C的正切值；(2)在水面上形成的光斑面积S。题型二光的干涉、衍射和偏振电磁波1．光的干涉现象：双缝干涉、薄膜干涉(油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)。2．光的衍射现象：单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑。3．光的双缝干涉和单缝衍射的比较项目双缝干涉单缝衍射发生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或狭缝的尺寸足够小(明显衍射现象)图样不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗与光的偏振的区别干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波√考向1光的干涉和衍射现象

(2023·山东卷，T5)一种干涉热膨胀仪原理图如图所示。G为标准石英环，C为待测柱形样品，C的上表面与上方标准平面石英板之间存在劈形空气层。用单色平行光垂直照射上方石英板，会形成干涉条纹。已知C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，下列说法正确的是(

)A．劈形空气层的厚度变大，条纹向左移动B．劈形空气层的厚度变小，条纹向左移动C．劈形空气层的厚度变大，条纹向右移动D．劈形空气层的厚度变小，条纹向右移动[解析]

由题意可知，C的膨胀系数小于G的膨胀系数，当温度升高时，G增长的高度大于C增长的高度，则劈形空气层的厚度变大，且同一厚度的空气膜向劈尖移动，则条纹向左移动。√√

(多选)某日，某地天空出现了壮观的完整圆环形彩虹。太阳光入射球形雨滴经过折射和反射形成彩虹的示意图如图所示，关于光线1和光线2，下列说法正确的是(

)A．光线1的频率更大B．光线1从玻璃进入空气时更容易发生全反射C．用相同单缝做衍射实验时，光线2的衍射条纹间距更大D．用相同双缝做杨氏干涉实验时，光线1的干涉条纹间距更大√√√√

(多选)随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是(

)A．甲、乙波的频率都比可见光的频率小B．真空中甲波的传播速度比乙波慢C．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物D．甲波与乙波有可能发生干涉√[解析]

由题图可知甲、乙波的波长都比可见光波长长，由c＝λf可得，甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故A正确；所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为3×108m/s，