2025年高考物理复习新题速递之光学（2024年9月）

第1页（共1页）2025年高考物理复习新题速递之光学（2024年9月）一．选择题（共10小题）1．（2024•永州开学）如图所示，一等边三棱镜ABC放置在水平面内，一束单色光沿某一方向从AB边上的S点水平射入三棱镜，经过三棱镜AB边和AC边两次折射后从P点射出三棱镜。若该单色光在三棱镜内部传播时，光线平行于底边BC。经过三棱镜两次折射后，入射光线和出射光线延长线之间的夹角为γ＝60°，则三棱镜对该单色光的折射率为（）A．2 B．3 C．62 D．2．（2024•黑龙江模拟）有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）A．在玻璃中传播时a光的速度较大 B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a光的干涉条纹间距较大 C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小 D．a光和b光频率相同3．（2024•江苏模拟）激光打标机是利用激光对工件进行局部照射，使工件表面材料瞬间熔融甚至汽化留下标记的机器，激光打标利用了激光的下列哪种特性（）A．亮度高 B．偏振 C．平行度好 D．相干性好4．（2024•内江模拟）如图，由a、b两种单色光组成的复色光，沿半球形水雾的半径方向AO入射，折射后分成两种单色光a、b。其中，a光与界面的夹角为30°，b光的折射率为2，b光与法线的夹角为45°，光在空气中的传播速度为c，水雾半球的半径为R。下列说法中正确的是（）A．a光在半球水雾中的传播时间为3RB．a光在半球水雾中的传播时间为3cC．a单色光的频率比b单色光的频率小 D．利用a、b单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下，b光比a光的条纹间距大5．（2024•选择性）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。用绿色激光照射双缝，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心间距变小的是（）A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照射双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离6．（2024•广东）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7．（2024•深圳开学）鸽子的羽毛在不同的角度观察下会呈现出不同的颜色，伴随着观察角度的变化，紫色逐渐转换成绿色，同时绿色也逐渐转换成紫色。在电子显微镜下研究发现，鸽子的透明小羽枝呈现片状，覆盖在体表，厚度约为650nm，则鸽子羽毛的彩色可能主要源于（）A．光的折射 B．光的反射 C．光的干涉 D．光的衍射8．（2024春•武昌区期末）如图所示，一棱镜的横截面是顶角为120°的等腰三角形ABC，一束单色光平行于底边BC从AB边上的D点射入棱镜，在底边BC上经一次反射后，从AC边上的E点射出，若已知棱镜的折射率为3，下列说法正确的是（）A．从E点射出的光线与底边BC不一定平行 B．光从棱镜进入空气时的临界角为60° C．有部分光线从BC边射出 D．BD＝AE9．（2024•河南开学）如图所示，在直角棱镜ABC中，∠BAC为30°，一块平面镜紧贴AC面放置，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，恰好使从AB面射出的光线与SO重合，此时入射光线SO与棱镜的AB面的夹角恰好也为30°。棱镜对该光线的折射率为（）A．2 B．3 C．233 D10．（2024春•高新区校级期末）在真空中，下列关于光速的说法正确的是（）A．光速随光的颜色变化 B．光速与传播方向有关 C．光速是一个常数 D．光速可以超过30万千米每秒二．多选题（共8小题）（多选）11．（2023秋•沙依巴克区校级月考）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（）A．图甲中下板是标准样板，上板是待检查的光学元件 B．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了下凹 C．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的牛顿环中心是亮纹（多选）12．（2024春•龙岩期末）如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为1：22，由a、b两种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从A点以i＝45°的入射角射入球中，a、bA．该液体材料对a光的折射率大于对b光的折射率 B．a光在液体球中的传播速度比b光的大 C．该液体材料对b光的折射率为2 D．若增大入射角i，b光可能因发生全反射而无法射出液体球（多选）13．（2024•湖南开学）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它由半圆CPB和等腰三角形ABC组成，其中O为圆心，AC＝BC。一束单色光从光源Q射到圆面上的P点，入射角i＝45°，光束折射后与AC平行且恰好经过OB中点。已知圆的半径为R，光在真空中的速度大小为c，则（）A．玻璃砖材料的折射率为2 B．玻璃砖材料的折射率为3 C．光从P点射入到离开玻璃砖的时间为(6D．光从P点射入到离开玻璃砖的时间为3（多选）14．（2024春•鹰潭期末）下列对于光现象的描述正确的是（）A．早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的衍射现象 B．泊松亮斑属于衍射现象 C．光导纤维利用了光的全反射原理 D．光的偏振现象说明光是一种纵波（多选）15．（2024春•福州期末）下列有关物理知识在实际中的应用，解释正确的是（）A．用偏振镜头拍摄水面下游鱼与观看立体电影的原理相同 B．可通过测量星球上某些元素发出的光波频率判断该星球远离还是靠近地球 C．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒 D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该增加线圈的匝数（多选）16．（2024春•西城区校级期末）某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数，以下措施可行的是（）A．减小单缝到双缝的距离 B．换用间距更大的双缝 C．换用更长的遮光筒 D．换用蓝色的滤光片（多选）17．（2024春•沙坪坝区校级期末）下列说法正确的有（）A．泊松亮斑是光的干涉现象 B．观察者靠近波源时，其接收到的频率大于波源的频率 C．自然光射到两种介质的界面上后，折射光和反射光都是偏振光 D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长更小时，波才能发生衍射（多选）18．（2024春•克州期末）如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（）A．水对a的折射率比水对b的折射率小 B．在空气中的传播速度va＞vb C．在水中的传播速度va＞vb D．当a、b入射角为0°时，没有光线进入空气中三．解答题（共2小题）19．（2024•内江模拟）如图，某透明材料由一个半圆BEC和等边三角形ABC组成，等边三角形的边长为L，半圆的直径也为L。现有一束单色光从AB边的中点D垂直于BC边射入材料中，折射光线刚好通过半圆BEC的圆心O，已知光在真空中的传播速度为c。求：（1）该材料的折射率；（2）光在透明材料中的传播时间（不计光在材料中的反射）。20．（2024春•丰台区期末）如图所示，一束激光AO沿半径方向射入空气中截面为半圆形的玻璃砖，O点是玻璃砖的圆心。已知光线AO的入射角i＝30°，它的反射光线与折射光线的夹角为90°。（1）画出反射和折射光路图，并标出折射角r；（2）求这种玻璃的折射率n；（3）分析说明当入射角i＝60°时，是否会发生全反射现象。

2025年高考物理复习新题速递之光学（2024年9月）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2024•永州开学）如图所示，一等边三棱镜ABC放置在水平面内，一束单色光沿某一方向从AB边上的S点水平射入三棱镜，经过三棱镜AB边和AC边两次折射后从P点射出三棱镜。若该单色光在三棱镜内部传播时，光线平行于底边BC。经过三棱镜两次折射后，入射光线和出射光线延长线之间的夹角为γ＝60°，则三棱镜对该单色光的折射率为（）A．2 B．3 C．62 D．【考点】光的折射定律．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】B【分析】根据题意结合几何关系找出入射角和折射角，由折射律公式可计算三棱镜的折射率【解答】解：由光路图可知，在AB面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°根据折射定律可知n=解得n=故ACD错误，B正确；故选：B。【点评】本题考查了光的折射问题，关键是运用几何知识辅助分析，本题较简单，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。2．（2024•黑龙江模拟）有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关a、b光的说法正确的是（）A．在玻璃中传播时a光的速度较大 B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a光的干涉条纹间距较大 C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小 D．a光和b光频率相同【考点】光的干涉现象；光的全反射现象；光的折射与全反射的综合问题．【专题】比较思想；类比法；光的干涉专题；理解能力．【答案】C【分析】根据光的偏折程度比较出光的折射率大小，根据v=cn，【解答】解：AD、根据光路图知，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，根据v=cn，可知在玻璃中传播时a光的速度较小，故B、在同一双缝干涉实验装置发生干涉时，根据相邻条纹间距公式：Δx=Ldλ，由于a光的频率大于b光的频率，a光的波长小于b光的波长，则aC、根据全临界角公式：sinC=1n，可知从同一介质射向空气时，由于a光折射率较大，所以a光发生全反射的临界角较小，故故选：C。【点评】解决本题的突破口通过光线的偏折程度比较出光的折射率大小，知道折射率、频率、临界角、在介质中的速度等大小关系。3．（2024•江苏模拟）激光打标机是利用激光对工件进行局部照射，使工件表面材料瞬间熔融甚至汽化留下标记的机器，激光打标利用了激光的下列哪种特性（）A．亮度高 B．偏振 C．平行度好 D．相干性好【考点】激光的特点及其应用．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】A【分析】了解激光的主要性质，并明确各种性质对应生产生活中的应用即可求解。【解答】解：激光之所以可以使工件上留下标记是因为激光亮度高，能量大，从而可以在短时间内使工件表面材料熔融，故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题考查对激光性质的掌握，要明确激光具有亮度高、平行度好、相干性好等特点。4．（2024•内江模拟）如图，由a、b两种单色光组成的复色光，沿半球形水雾的半径方向AO入射，折射后分成两种单色光a、b。其中，a光与界面的夹角为30°，b光的折射率为2，b光与法线的夹角为45°，光在空气中的传播速度为c，水雾半球的半径为R。下列说法中正确的是（）A．a光在半球水雾中的传播时间为3RB．a光在半球水雾中的传播时间为3cC．a单色光的频率比b单色光的频率小 D．利用a、b单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下，b光比a光的条纹间距大【考点】光的双缝干涉图样；折射率的波长表达式和速度表达式．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；光的干涉专题；推理能力．【答案】D【分析】根据b光的折射定律求得入射角，然后求出a光的折射率，从而比较频率大小关系、a光在水雾半球中传播速度，进而求出a光在水雾半球中传播时间；根据Δx=L【解答】解：AB．设入射角为θ，由折射定律可知，对b光有nb解得θ＝30°对于a光，由折射定律na设a光在水雾半球中传播的速度为va，由na则a光在水雾半球中的传播时间t=R联立可得t=3故AB错误；C．因为介质对a的折射率较大，则a单色光的频率比b单色光的频率大，故C错误；D．频率越大则波长越小，则有λa＜λb利用a、b单色光做双缝干涉实验，在相同实验条件下，根据Δx=L知b光比a光的条纹间距大，故D正确。故选：D。【点评】本题考查光的折射定律以及光的折射率与光的传播速度、光的频率间关系。5．（2024•选择性）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。用绿色激光照射双缝，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心间距变小的是（）A．换用更粗的头发丝 B．换用红色激光照射双缝 C．增大纸板与墙面的距离 D．减小光源与纸板的距离【考点】光的波长与干涉条纹间距的关系．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力．【答案】A【分析】根据双缝干涉条纹的相邻两条亮纹中心间距公式：Δx=L【解答】解：双缝干涉条纹的相邻两条亮纹中心间距为：Δx=Ldλ，其中：L为双缝与屏之间的距离，dA、换用更粗的头发丝，则双缝间距d变大，会使相邻两条亮纹中央间距Δx变小，故A正确；B、换用红色激光照双缝，因红色激光的波长大于绿色激光的波长，故相邻两条亮纹中央间距变大，故B错误；C、增大纸板与墙面的距离，即增大了L，则Δx变大，故C错误；D、减小光源与纸板的距离，公式中的L、d、λ均不变化，则Δx不变，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了影响光的双缝干涉条纹间距的因素，掌握双缝干涉条纹的相邻两条亮纹中心间距公式：Δx=L6．（2024•广东）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【考点】光的全反射现象；光的折射定律．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】B【分析】根据光线的偏折程度分析出两束光对应的位置；根据角度的变化特点，结合全反射现象的发生条件完成分析；根据折射定律，结合入射角的变化趋势分析出折射角的变化趋势。【解答】解：A、在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，则绿光的偏折程度更大，根据题意可知，绿光比红光更靠近P点，故A错误；B、红光的折射率小于绿光的折射率，根据全反射的临界角公式sinC=1n可知，θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失，故C、全反射现象只能发生在由光密介质射入光疏介质的时候发生，所以入射光不可能在MN面发生全反射，故C错误；D、根据折射定律可知，n=sinθsinα，θ逐渐减小，两束光在MN面折射的折射角逐渐减小，故故选：B。【点评】本题主要考查了折射定律的相关应用，熟悉光的传播特点，结合全反射的发生条件和折射定律即可完成分析。7．（2024•深圳开学）鸽子的羽毛在不同的角度观察下会呈现出不同的颜色，伴随着观察角度的变化，紫色逐渐转换成绿色，同时绿色也逐渐转换成紫色。在电子显微镜下研究发现，鸽子的透明小羽枝呈现片状，覆盖在体表，厚度约为650nm，则鸽子羽毛的彩色可能主要源于（）A．光的折射 B．光的反射 C．光的干涉 D．光的衍射【考点】薄膜干涉现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；理解能力．【答案】C【分析】根据光的干涉、衍射、折射、反射特点结合题中描述分析解答。【解答】解：鸽子羽毛的彩色属于光的薄膜干涉现象，故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查光的干涉，解题关键掌握干涉原理，注意与实际生活的联系。8．（2024春•武昌区期末）如图所示，一棱镜的横截面是顶角为120°的等腰三角形ABC，一束单色光平行于底边BC从AB边上的D点射入棱镜，在底边BC上经一次反射后，从AC边上的E点射出，若已知棱镜的折射率为3，下列说法正确的是（）A．从E点射出的光线与底边BC不一定平行 B．光从棱镜进入空气时的临界角为60° C．有部分光线从BC边射出 D．BD＝AE【考点】光的折射与全反射的综合问题．【专题】定量思想；推理法；全反射和临界角专题；推理能力．【答案】D【分析】根据光路的传播特点，结合折射定律和几何关系完成分析。【解答】解：A．其光路图如图所示由几何关系可知，AD与EF平行，AE与DF平行，所以FE光线射出棱镜后其与AC的夹角与角C相同，即出射光线与BC边平行，故A错误；B．由于该棱镜的折射率为3，则临界角为sinC=1则临界角C=arcsin3故B错误；C．根据上述分析，同时结合几何关系可知，其光线到达F点后其与法线的角度为60°大于发生全反射的临界角，即光将会在BC边发生全反射，所以没有光线从BC边射出，故C错误；D．AD与EF平行，AE与DF平行，所以四边形ADFE为平行四边形，即有DF＝AE由几何关系可知，三角形DFB为等腰三角形，即DF＝BD综上所述BD＝AE故D正确。故选：D。【点评】本题主要考查了光的折射问题，熟悉光的传播特点，结合折射定律和几何关系即可完成分析。9．（2024•河南开学）如图所示，在直角棱镜ABC中，∠BAC为30°，一块平面镜紧贴AC面放置，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，恰好使从AB面射出的光线与SO重合，此时入射光线SO与棱镜的AB面的夹角恰好也为30°。棱镜对该光线的折射率为（）A．2 B．3 C．233 D【考点】折射率及其测定．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】B【分析】根据几何关系得出入射角和折射角，通过折射定律求出棱镜的折射率。【解答】解：从AB面射出的光线与SO重合，说明光线经平面镜反射后沿原路返回，折射光线恰与BC平行，可得棱镜对该光线的折射率n=sin(90°-30°)故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题主要考查了光的折射定律，熟悉光的传播特点，结合几何关系和折射定律即可完成分析。10．（2024春•高新区校级期末）在真空中，下列关于光速的说法正确的是（）A．光速随光的颜色变化 B．光速与传播方向有关 C．光速是一个常数 D．光速可以超过30万千米每秒【考点】折射率的波长表达式和速度表达式．【专题】定性思想；推理法；光的折射专题；理解能力．【答案】C【分析】在真空中光的传播速度都为30万千米每秒，是一个常数。【解答】解：在真空中光的传播速度都为30万千米每秒，是一个常数，与颜色和传播方向无关，故ABD错误，C正确；故选：C。【点评】光速与介质有关，在真空中光速是一个常数不变。二．多选题（共8小题）（多选）11．（2023秋•沙依巴克区校级月考）光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（）A．图甲中下板是标准样板，上板是待检查的光学元件 B．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了下凹 C．若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄 D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的牛顿环中心是亮纹【考点】用薄膜干涉检查工件的平整度；薄膜干涉现象．【专题】定性思想；推理法；光的干涉专题；推理能力．【答案】BC【分析】根据利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度的原理，空气劈尖的干涉为等厚干涉分析解答AB选项；借用双缝干涉的相邻明条纹间距公式解答C选项；根据牛顿环的干涉图样解答D选项。【解答】解：A．图甲中上板应是标准样板，下板是待检查的光学元件，故A错误；B．空气劈尖的干涉为等厚干涉，图丙中条纹向劈尖的尖端弯曲，说明弯曲处的空气层变厚了，则被检查的平面在此处出现了下凹，故B正确；C．频率越大的单色光，其波长较小，其他条件不变，借用双缝干涉的相邻明条纹间距公式：Δx=LdλD．牛顿环是一个薄膜干涉现象，其干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的牛顿环中心是暗纹的，故D错误。故选：BC。【点评】本题考查了光的干涉现象，掌握薄膜干涉的原理，知道薄膜干涉为等厚干涉。（多选）12．（2024春•龙岩期末）如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为1：22，由a、b两种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从A点以i＝45°的入射角射入球中，a、bA．该液体材料对a光的折射率大于对b光的折射率 B．a光在液体球中的传播速度比b光的大 C．该液体材料对b光的折射率为2 D．若增大入射角i，b光可能因发生全反射而无法射出液体球【考点】光的折射与全反射的综合问题．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】AC【分析】根据折射定律，结合几何关系得出材料对不同光的折射率的大小关系；根据全反射的发生条件，结合角度关系完成分析。【解答】解：AB．根据折射率的公式n=sini可知，以相同的入射角射入球中时，a光的折射角较小，故其折射率较大，由n=c由此可分析出a光在液体球中的传播速度比b光的大小，故A正确，B错误；C．如图所示可知b光线的折射角sinr=1根据折射定律可知，该液体对b光的折射率n=sini故C正确；D．若继续增大入射角i，b光的折射角增大，光线远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光的可逆性可知不会发生全反射，故D错误。故选：AC。【点评】本题主要考查了折射定律的相关应用，熟悉光的传播特点，结合折射定律和几何关系即可完成分析。（多选）13．（2024•湖南开学）一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它由半圆CPB和等腰三角形ABC组成，其中O为圆心，AC＝BC。一束单色光从光源Q射到圆面上的P点，入射角i＝45°，光束折射后与AC平行且恰好经过OB中点。已知圆的半径为R，光在真空中的速度大小为c，则（）A．玻璃砖材料的折射率为2 B．玻璃砖材料的折射率为3 C．光从P点射入到离开玻璃砖的时间为(6D．光从P点射入到离开玻璃砖的时间为3【考点】光的折射与全反射的综合问题．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】AC【分析】根据折射定律和几何关系得出玻璃砖材料的折射率；根据折射率得出光在介质中的传播速度，结合运动学公式得出对应的时间。【解答】解：AB．由几何关系可知，P点的折射角r＝30°，根据折射定律可知光的折射率为：n=sini代入数据解得n=2故A正确；B错误；C．画出光束在玻璃砖内传播的光路图如图所示：据sinC=1可得C＝45°由几何关系可知，∠OMD＝45°，所以光束在M点发生全反射，可得PD=Rcos30°=32R光在玻璃砖材料的速度v=c所以光在玻璃砖内传播的时间t=PD+DM+MN故C正确；D错误。故选：AC。【点评】本题主要考查了光的折射定律，熟悉光的传播特点，结合几何关系和运动学公式即可完成分析。（多选）14．（2024春•鹰潭期末）下列对于光现象的描述正确的是（）A．早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的衍射现象 B．泊松亮斑属于衍射现象 C．光导纤维利用了光的全反射原理 D．光的偏振现象说明光是一种纵波【考点】光的色散现象；光导纤维及其应用；泊松亮斑；光的偏振现象及原理．【专题】定性思想；归纳法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力．【答案】BC【分析】根据折射现象分析早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹的原因；泊松亮斑是一种衍射现象；结合光导纤维的原理和光的偏振现象的意义分析。【解答】解：A、早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的折射发生的色散现象，故A错误；B、泊松亮斑属于一种衍射现象，故B正确；C、光导纤维利用了光的全反射原理，故C正确；D、偏振是横波的特有现象，光的偏振现象证明光是一种横波，故D错误。故选：BC。【点评】解答本题的关键要明确各种光现象形成的原因，掌握光导纤维的原理。（多选）15．（2024春•福州期末）下列有关物理知识在实际中的应用，解释正确的是（）A．用偏振镜头拍摄水面下游鱼与观看立体电影的原理相同 B．可通过测量星球上某些元素发出的光波频率判断该星球远离还是靠近地球 C．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒 D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该增加线圈的匝数【考点】偏振现象的应用；电磁波的发射和接收；红外线的特点和应用；电磁波与信息化社会．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】AB【分析】根据光的偏振分析；根据多普勒效应分析；根据紫外线的特点分析；根据f=1【解答】解：A．用偏振镜头拍摄水面下游鱼与观看立体电影的原理相同，都是利用了光的偏振，故A正确；B．根据多普勒效应，可通过测量星球上某些元素发出的光波频率，判断该星球远离还是靠近地球，故B正确；C．红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，具有较好的热效应，可用于红外线测温，紫外线具有较强的荧光效应和化学效应，常用于医院和食品消毒，故C错误；D．若想接收一个频率较高的电台，应增大固有频率，根据f=12πLC故选：AB。【点评】本题考查了多普勒效应、偏振、电磁波等相关知识，注意理解多普勒效应，注意电磁振荡频率公式的应用。（多选）16．（2024春•西城区校级期末）某同学用如图所示的实验装置观察光的干涉现象。他使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。若要增加从目镜中观察到的条纹个数，以下措施可行的是（）A．减小单缝到双缝的距离 B．换用间距更大的双缝 C．换用更长的遮光筒 D．换用蓝色的滤光片【考点】更换光的颜色判断条纹间距的变化；改变双缝的间距判断干涉条纹间距的变化；改变双缝到光屏的距离判断干涉条纹间距的变化．【专题】定量思想；推理法；光的干涉专题；实验能力．【答案】BD【分析】根据双缝干涉条纹间距公式：Δx=ld【解答】解：增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为：Δx=ldλ，l为双缝到屏的距离，A、减小单缝到双缝的距离，不影响干涉条纹间距，故A错误；B、使用间距更大的双缝，即增大双缝间距离d，则Δx减小，故B正确；C、换用更长的遮光筒，则L变大，Δx变大，故C错误；D、蓝光的波长比绿光的小，换用蓝色的滤光片后Δx变小，故D正确。故选：BD。【点评】考查双缝干涉原理，及其干涉条纹间距公式的应用，解决该题需熟记条纹间距公式，知道公式中各物理量的所表示的意义。（多选）17．（2024春•沙坪坝区校级期末）下列说法正确的有（）A．泊松亮斑是光的干涉现象 B．观察者靠近波源时，其接收到的频率大于波源的频率 C．自然光射到两种介质的界面上后，折射光和反射光都是偏振光 D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长更小时，波才能发生衍射【考点】光的偏振现象及原理；波的衍射的概念及产生明显衍射的条件；多普勒效应及其应用；泊松亮斑．【专题】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力．【答案】BC【分析】泊松亮斑是光的衍射现象；根据多普勒效应分析判断；自然光射到两种介质的界面上后，折射光和反射光都是偏振光；根据波发生明显的衍射现象的条件分析。【解答】解：A.泊松亮斑是光的衍射现象，故A错误；B.根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会增加，所以当观察者靠近波源时，其接收到的频率大于波源的频率，故B正确；C.自然光射到两种介质的界面上后，折射光和反射光都是偏振光，故C正确；D.所有波遇到缝或孔时都会发生衍射，但只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长更小时，波才能发生明显的衍射现象，故D错误。故选：BC。【点评】本题考查光的衍射，偏振与多普勒效应，掌握光的偏振现象、衍射及多普勒效应等在生产生活中的应用。（多选）18．（2024春•克州期末）如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气（空气折射率为1）发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（）A．水对a的折射率比水对b的折射率小 B．在空气中的传播速度va＞vb C．在水中的传播速度va＞vb D．当a、b入射角为0°时，没有光线进入空气中【考点】折射率的波长表达式和速度表达式．【专题】应用题；信息给予题；定性思想；推理法；光的折射专题．【答案】AC【分析】根据折射率的公式结合题目信息可知折射率大小关系和光在水中的速度关系。【解答】解：ABC.由题目知空气的折射率为1，即空气中的光速等于真空中光速c，根据题意可知折射角α＜β，所以折射率na＜nb，由于n=cv知，光在水中的传播速度va＞vb，因为a、b在空气中的传播速度都是c，故B错误，D.当a、b入射角为0°时，光线垂直分界面进入空气，而不是没有光线进入空气中，故D错误。故选：AC。【点评】本题主要考查折射率的计算公式的运用，属于基础题目。三．解答题（共2小题）19．（2024•内江模拟）如图，某透明材料由一个半圆BEC和等边三角形ABC组成，等边三角形的边长为L，半圆的直径也为L。现有一束单色光从AB边的中点D垂直于BC边射入材料中，折射光线刚好通过半圆BEC的圆心O，已知光在真空中的传播速度为c。求：（1）该材料的折射率；（2）光在透明材料中的传播时间（不计光在材料中的反射）。【考点】光的折射定律．【专题】计算题；信息给予题；定量思想；推理法；光的折射专题；理解能力．【答案】（1）该材料的折射率为3；（2）光在透明材料中的传播时间为3L【分析】（1）根据折射定律求解作答；（2）根据数学知识求解光在材料中的距离，根据折射率公式求解光在材料中的传播速度，根据匀速直线运动公式求时间。【解答】解：（1）根据题意作出光路图如图所示：由几何关系，有i＝60°，r＝30°根据折射定律n=（2）由几何关系可知，光在玻璃砖中传播的路程为s，则s=设光在玻璃砖中传播速度为v，根据折射率公式n=从D点第一次射到玻璃砖半圆弧的传播时间为t，则t=s答：（1）该材料的折射率为3；（2）光在透明材料中的传播时间为3L【点评】本题主要考查了光的折射，熟练掌握折射定律和折射率公式，要灵活运用数学知识与物理知识的结合。20．（2024春•丰台区期末）如图所示，一束激光AO沿半径方向射入空气中截面为半圆形的玻璃砖，O点是玻璃砖的圆心。已知光线AO的入射角i＝30°，它的反射光线与折射光线的夹角为90°。（1）画出反射和折射光路图，并标出折射角r；（2）求这种玻璃的折射率n；（3）分析说明当入射角i＝60°时，是否会发生全反射现象。【考点】光的折射与全反射的综合问题．【专题】定量思想；推理法；光的折射专题；推理能力．【答案】（1）见解析；（2）这种玻璃的折射率为3；（3）会发生全反射现象。【分析】（1）根据题意作图；（2）根据折射定律解得折射率；（3）根据全反射临界角结合入射角大小分析解答。【解答】解：（1）根据题意作图如图（2）反射角为30°，根据题意可知折射角r＝60°根据折射定律有n=（3）根据全反射临界角公式有sinC=当入射角为i＝60°时有sini=3则会发生全反射。答：（1）见解析；（2）这种玻璃的折射率为3；（3）会发生全反射现象。【点评】本题考查光的折射与全反射的结合，解题关键掌握折射定律，注意全反射的发生条件。

考点卡片1．波的衍射的概念及产生明显衍射的条件【知识点的认识】1.定义：波绕过障碍物继续传播的现象。2.实验及现象：（1）实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。（2）现象：①狭缝宽度比波长大得多时，波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生一个阴影区。②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时，波绕到挡板后面继续传播。③当狭缝宽度一定时，波长与狭缝相差不多时，有明显的衍射现象，随着波长的减小，衍射现象变得越来越不明显。3.发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，，或者比波长更小。4.一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。5.对衍射现象的理解：（1）关于衍射的条件应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。（2）波的衍射实质分析波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔（或障碍物）后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。（3）衍射现象与观察的矛盾当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。【命题方向】关于波的衍射，下列说法正确的是（）A.衍射是机械波特有的现象B.对同一列波，缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长分析：衍射是波的特有的现象；对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显；横波和纵波都能发生衍射现象；波长越长，越容易发生明显衍射现象。解答：A、衍射是波特有的现象，不是机械波特有的现象，电磁波等其他波也能发生衍射现象，故A错误；B、根据发生明显衍射现象的条件可知：对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显，故B错误；C、横波能发生衍射现象，纵波也能发生衍射现象，如声波是纵波，能发生衍射现象，故C错误；D、声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长，故D正确。故选：D。点评：本题考查波的衍射，要牢记所有的波都能发生衍射现象，只是有明显不明显的区别，知道孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小是发生明显衍射的条件，不是发生衍射现象的条件。【解题思路点拨】1.波的衍射是不需要条件的，但要发生明显的衍射必须满足一定的条件。2.波长相对小孔（或障碍物）尺寸越长，衍射现象越明显。2．多普勒效应及其应用【知识点的认识】1．多普勒效应：当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应．2．接收到的频率的变化情况：当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率变大；当波源与观察者背向运动时，观察者接收到的频率变小．【命题方向】常考题型：在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器．两个扬声器连续发出波长为5m的声波．一同学从该跑道的中点出发，向某一段点缓慢行进10m．在此过程中，他听到扬声器声音由强变弱的次数为（）A.2B.4C.6D.8【分析】当同学到两个声源的间距为波长整数倍时，振动加强，听到声音是加强的；当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的．【解答】解：当同学到两个声源的间距为波长整数倍时，振动加强，听到声音是加强的，故该同学从中间向一侧移动0m、2.5m、5.0m、7.5m、10m时，听到声音变大；当同学到两个声源的间距为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到声音是减弱的，故该同学从中间向一侧移动1.25m、3.75m、6.25m、8.75m时，声音减弱；故该同学从中间向一侧移动过程听到扬声器声音由强变弱的次数为4次；故选B．【点评】本题关键明确振动加强和振动减弱的条件，然后可以结合图表分析，不难．【解题方法点拨】多普勒效应的成因分析（1）接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，当波以速度v通过观察者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝，因而单位时内通过观察者的完全波的个数，即接收频率．（2）当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．3．电磁波的发射和接收【知识点的认识】电磁波的发射、传播和接收1．发射电磁波的条件（1）要有足够高的振荡频率；（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．2．调制：有调幅和调频两种方式．3．无线电波的接收（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．（2）使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．【命题方向】常考题型：下列说法中，正确的是（）A．电磁波不能在真空中传播B．无线电通信是利用电磁波传输信号的C．电磁波在真空中的传播速度与频率无关D．无线电广播与无线电视传播信号的原理毫无相似之处【分析】电磁波的传播不需要介质，无线电广播与无线电视传播信号的原理相似．解：A、电磁波的传播不需要介质，在真空中可以传播．故A错误．B、无线电通信是利用电磁波传输信号．故B正确．C、电磁波在真空中的传播速度相同，与频率无关．故C正确．D、无线电广播与无线电视传播信号的原理相似．故D错误．故选BC．【点评】解决本题的关键知道电磁波的特点，以及电磁波的应用．【解题思路点拨】1.需要传送的电信号必须经过调制才能向外发射，常用的调制方式有调频和调幅两种。2.电磁波的调制调制在电磁波发射技术中，使载波随各种信号面改变的技术调幅（AM）使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术调频（FM）使高频电磁波的颓率随信号的强弱而变的调制技术3.无线电波的接收方法（1）利用调谐电路产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。（2）通过解调把接收电路中的有用信号分离出来。2．调谐和解调的区别调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。4．红外线的特点和应用【知识点的认识】红外线的波长比无线电波短，比可见光长。所有物体都发射红外线。热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强。红外探测器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射，这是夜视仪器和红外摄影的基础。用灵敏的红外探测器接收远处物体发出的红外线，然后用电子电路对信号进行处理，可以得知被测对象的形状及温度、湿度等参数。这就是红外遥感技术。利用红外遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮。红外遥感技术在军事上的应用也十分重要。人体也在发射红外线，体温越高，发射的红外线越强。根据这个原理制成的红外体温计不与身体接触也可以测量体温。【命题方向】人体受到下列哪种射线照射时，可以明显感觉到热（）A、无线电波B、红外线C、γ射线D、X射线分析：无线电波的作用主要是各种移动通信和无线电广播；红外线的主要作用是热作用；γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制，对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤；X射线具有很高的穿透本领本领，能透过许多对可见光不透明的物质．解答：A、无线电波的作用主要是各种移动通信和无线电广播，故不会让人明显感到热，故A错误；B、红外线的主要作用是热作用，故照射到人体上，可以使人明显感觉到热，故B正确；C、γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤而不会使人明显感觉到热。故C错误；D、X射线具有很高的穿透本领本领，能透过许多对可见光不透明的物质，故X射线主要用在医学上进行透视和摄片，而没有热作用，故照射到人身上人体不会明显感觉到热。故D错误。故选：B。点评：本题考查了无线电波、红外线、X射线和γ射线的主要作用，内容基础，只要熟悉教材即可顺利解决．【解题思路点拨】常见电磁波的应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线λ射线频率（Hz）由左向右，频率变化由小到大真空中波长由左向右，波长变化由长到短特性波动性强热作用强感光性强化学作用，荧光效应穿透力强穿透力最强用途通讯、广播、导航加热、遥测、遥感、红外摄像、红外制导照明、照相等日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、治疗5．电磁波与信息化社会【知识点的认识】1.电磁波与信息的传递电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以实现无线传输。电磁波的频率越高，相同时间传递的信息量越大。2.电视在电视的发射端，把景物的光信号转换为电信号的过程叫摄像﹔在电视的接收端，天线接到高频信号以后，经过调谐、解调，，将得到的图像信号送到显像管，还原成图像。3.雷达利用无线电波来测定物体位置的设备，利用的是电磁波遇到障碍物发生反射的性质，波长越短，越易于反射。4.移动电话将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时它相当于一台收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到对方发送的通信信息。【命题方向】下列应用没有利用电磁波技术的是（）A、无线电广播B、移动电话C、雷达D、白炽灯分析：电磁波可用于电信、电视、航天外，还可以用于加热．解答：A、无线电广播是利用电磁波将信息传播出去，故A正确，但不选；B、移动电话是利用电磁波传输信息，故B正确，但不选；C、雷达是利用电磁波发出信号经反射接收后，从而定位，故C正确，但不选；D、白炽灯是钨丝因通电后电流做功，产生热量从而发光。故D不正确故选：D。点评：电磁波是由变化的电磁场产生的．【解题思路点拨】当今社会电磁波与人类的生产生活已经完全融合在一起，成为一个密不可分的整体。6．光的折射定律【知识点的认识】一、光的折射1．光的折射现象：光射到两种介质的分界面上时，一部分光进入到另一种介质中去，光的传播方向发生改变的现象叫做光的折射。2．光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。3．在折射现象中，光路是可逆的。4．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比，叫做介质的绝对折射率，简称折射率。表示为n=sin实验证明，介质的折射率等于光在真空中与在该介质中的传播速度之比，即n=c大于1，．两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质。5．相对折射率光从介质Ⅰ（折射率为n1、光在此介质中速率为v1）斜射入介质Ⅱ（折射率为n2、光在此介质中的速率为v2）发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率。用n21表示。n21=Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率又等于Ⅱ介质的折射率n2跟Ⅰ介质的折射率n1之比，即n21=n由以上两式，可得到光的折射定律的一般表达式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2。【命题方向】如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β．从点光源S发出的细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为（）分析：由题意可知从AC面出射的光线与入射光线SO恰好重合，因此根据光路可逆可知SO的折射光线是垂直于BC的，然后根据折射定律即可求解折射率。解答：作出光路图，依题意可知光垂直BC反射才能从AC面射出后恰好与SO重合，则光在AC面的入射角为90°﹣α，由几何关系可知折射角为：r＝90°﹣β。根据折射定律：n=sin(90°-α)sin(90°-β)=cosαcosβ故选：A。点评：解决几何光学问题的关键是根据题意正确画出光路图，然后根据几何关系以及相关物理知识求解。【解题方法点拨】光的折射问题，解题的关键在于正确画出光路图、找出几何关系。解题的一般步骤如下：（1）根据题意正确画出光路图；（2）根据几何知识正确找出角度关系；（3）依光的折射定律列式求解。7．折射率及其测定【知识点的认识】一、光的折射1．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比，叫做介质的绝对折射率，简称折射率．表示为n=sin实验证明，介质的折射率等于光在真空中与在该介质中的传播速度之比，即n=c大于1，．两种介质相比较，折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光疏介质．2．相对折射率光从介质Ⅰ（折射率为n1、光在此介质中速率为v1）斜射入介质Ⅱ（折射率为n2、光在此介质中的速率为v2）发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率．用n21表示．n21=Ⅱ介质相对Ⅰ介质的相对折射率又等于Ⅱ介质的折射率n2跟Ⅰ介质的折射率n1之比，即n21=n由以上两式，可得到光的折射定律的一般表达式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2．【命题方向】一个圆柱形筒，如图所示，直径d＝12cm，高H＝16cm，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒左侧的深度为h＝9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒左侧的最低点。光在真空中传播速度c＝3.0×108m/s。求：（1）此液体的折射率n．（2）光在此液体中的传播速度v。分析：（1）画出光路图，根据几何知识求出入射角正弦和折射角正弦，运用折射定律求出液体的折射率n。（2）根据v=cn求出光在液体中的传播速度解答：（1）光路图如图所示根据几何知识有sinθ1根据折射定律有n=（2）光在此液体中的传播速度为v=答：（1）此液体的折射率n为43（2）光在此液体中的传播速度v为2.25×108m/s。点评：解决本题的关键是画出光路图，运用几何知识求出入射角正弦和折射角正弦，要掌握折射率的定义式和光速与折射率关系公式。【解题思路点拨】折射率的定义式n=sinθ1sinθ2中的8．折射率的波长表达式和速度表达式【知识点的认识】1.折射率的两种计算方法（1）光的折射定律：n=（2）用光速进行计算：n=c2.对折射率计算公式的理解（l）折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。（2）从公式n=cv看，由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于（3）由于n＞1，从公式n=sin【命题方向】如图所示，真空中有一下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率n=2．一束单色光与界面成θ＝45°角斜射到玻璃砖表面上，最后在玻璃砖的右侧面竖直光屏上出现了两个光点A和B，A和B相距h＝2.0cm。已知光在真空中的传播速度c＝3.0×108m/s①该单色光在玻璃砖中的传播速度。②玻璃砖的厚度d。一束光斜射在表面镀反射膜的平行玻璃砖，则反射光线在竖直光屏上出现光点A，而折射光线经反射后再折射在竖直光屏上出现光点B，根据光学的几何关系可由AB两点间距确定CE间距，再由折射定律，得出折射角，最终算出玻璃砖的厚度。解：①由折射率公式n=解得v=②由折射率公式n=解得sinθ2=12，θ2＝作出如图所示的光路，△CDE为等边三角形，四边形ABEC为梯形，CE＝AB＝h．玻璃的厚度d就是边长h的等边三角形的高。故d=h答：①该单色光在玻璃砖中的传播速度32②玻璃砖的厚度1.732cm。根据光路可逆及光的反射可得出AC与BE平行，从而确定CE的长度。【知识点的认识】折射率的定义式中n=sinθ1sinθ2的9．光的全反射现象【知识点的认识】1.当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全反射（totalreflection），这时的入射角叫作临界角（criticalangle）。2.全反射现象再生活中的应用有光导纤维和全反射棱镜等。【命题方向】下列现象中属于光的全反射现象的是（）A、阳光照射存肥皂泡上，常看到肥皂泡上有彩色花纹B、玻璃中的气泡，有时看上去特别明亮C、在阳光下用白纸对着凸镜前后移动时，在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑D、飞机在阳光下作特技飞行时，有时会看到飞机突然变得非常明亮分析：当光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角时，光线全部反射回原介质的现象叫全反射现象．对照全反射的定义依次分析说明．解答：A、在阳光照射下，常看到肥皂泡上有彩色花纹是由于薄膜干涉现象产生的，故A错误。B、玻璃中的气泡有时看上去特别明亮，是由于光从玻璃射入气泡时发生全反射形成的。故B正确。C、在阳光下用白纸对着凸镜前后移动时，在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑，这是光的折射现象。故C错误。D、飞机在阳光下作特技飞行时，有时会看到飞机变得非常明亮，是由于光的反射形成的。故D错误。故选：B。点评：本题关键要掌握各种光现象形成的原因，知道全反射的定义和产生条件．【解题思路点拨】对全反射现象的理解（1）全反射的条件①光由光密介质射向光疏介质②入射角大于或等于临界角。（2）全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光线与反射光线遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。（3）从能量角度来理解全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大﹔同时折射光线强度减弱，即折射光线能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。10．光导纤维及其应用【知识点的认识】1．光导纤维：主要应用：a.光导纤维；b.内窥镜；c.光纤通信．2.光导纤维的原理：当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。因为很细，一定程度上可以弯折。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。3.内窥镜的原理如果把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端（下左图）。医学上用这种光纤制成“内窥镜”（下右图），用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。4.光纤通信的原理：光也可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。光纤通信有传输容量大的特点。例如，一路光纤的传输能力的理论值为二十亿路电话，一千万路电视。此外，光纤传输还有衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。【命题方向】如图，光导纤维由内芯和外套两部分组成，内芯折射率比外套的大，光在光导纤维中传播时，光在内芯和外套的界面上发生全反射。假设外套为空气，一束红光由光导纤维的一端射入内芯，红光在内芯与空气的界面上恰好发生全反射，经时间t1从另一端射出；另让一束绿光也从光导纤维的一端射入，绿光在内芯与空气的界面上也恰好发生全反射，经时间t2从另一端射出。则内芯对红光的折射率n1与对绿光的折射率n2之比为（）A、t1t2B、t2t1C、t1tsinC根据光路图中的几何关系可得红光通过光导纤维路程时对应的路程l1又红光的速度为v因此所用时间t整理得t同理绿光通过光导纤维所用时间t根据以上格式可以得出n1故ABD错误，C正确。故选：C。点评：考查光在介质中的全反射问题，会根据题意列式求解相应的物理量。【解题思路点拨】解决全反射问题的思路（1）确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质。（2）若由光密介质进入光疏介质时，则根据sinC=1（3）根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”。（4）运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理，进行动态分析或定量计算。11．光的折射与全反射的综合问题【知识点的认识】1.对全反射的理解光投射到两种介质的界面上会发生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的关系分别遵守反射定律和折射定律，当光从光密介质射向光疏介质中时，若入射角等于或者大于临界角会发生全反射现象。2.对临界角的理解光线从介质进入真空或空气，折射角θ2＝90°时，发生全反射，此时的入射角θ1叫临界角C。由1n=sinθ1(介3.综合类问题的解题思路（1）确定光是由光密介质进入光疏介质，还是由光疏介质进入光密介质，并根据sinC=1（2）画出光线发生折射、反射的光路图（全反射问题中关键要画出入射角等于临界角的“临界光路图”）。（3）结合光的反射定律、折射定律及临界角C、几何关系进行分析与计算。【命题方向】用折射率n＝3/2的光学材料制成如图棱镜，用于某种光学仪器中，现有束光线沿MN方向从空气射到棱镜的AB面上，入射角的大小满足关系sini=34，该束光经AB面折射后射到BC面的①求光在棱镜中传播的速率（光在空气中的速度近似为在真空中的速度）②通过计算判断该光束射到P点后能否发生全反射并画出光束在棱镜中的光路图。①根据v=c②根据折射定律求出光线进入棱镜后的折射角，由几何知识求出光线射到BC面上P点的入射角，与临界角大小进行比较，分析能否发生全反射，再作出光路图。解：①光在棱镜中传播的速率为：v=cn=3×10②由折射定律得：n=解得光线在AB面上的折射角为：r＝30°由几何知识得光线在BC面的入射角为：θ＝45°由sinC=1n=23则θ＞C，故光线在BC面上发生全反射，之后垂直AC面射出棱镜画出光路图如图所示。答：①光在棱镜中传播的速率v是2×108m/s。②该光束射到P点后能发生全反射，光束在棱镜中的光路图如图所示。本题要根据折射定律和几何知识，通过计算来研究光路，要注意当光从光密进入光疏介质时要考虑能否发生全反射。【解题思路点拨】（1）解决几何光学问题应先准确画好光路图。（2）用光的全反射条件来判断在某界面是否发生全反射；用折射定律找入射角和折射角的关系。（3）在处理几何光学问题时应充分利用光的可逆性、对称性、相似性等几何关系。12．光的干涉现象【知识点的认识】1.光的干涉现象的发现：光的干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光的干涉现象。1801年，英国物理学家托马斯•杨（1773—1829）在实验室里成功地观察到了光的干涉。2.光的干涉现象的定义：两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象，证实了光具有波动性。3.光的干涉现象的意义：光能发生干涉现象说明光是一种波。【命题方向】下列几种应用或技术中，用到光的干涉原理的是（）A、照相机镜头上的增透膜B、透过羽毛看到白炽灯呈现彩色C、在磨制平面时，检查加工表面的平整度D、在医疗中用X射线进行透视分析：波的干涉则是两列频率完全相同的波相互叠加时，会出现稳定的干涉现象．而波的衍射则是能绕过阻碍物继续向前传播的现象．解答：A、照相机镜头上的增透膜，利用薄膜得到频率相同的两列光波，进行相互叠加，出现干涉现象，故A正确；B、透过羽毛看到白炽灯呈现彩色，这是单缝衍射现象，故B错误；C、在磨制平面时，检查加工表面的平整度，这是利用磨制平面与标准平面形成频率相同的两列光波，相互叠加进行干涉，从而由明暗条纹的平行性，来确定加工表面的平整度，故C正确；D、在医疗中用X射线进行透视，则是利用X射线的穿透性。故D错误；故选：AC。点评：干涉与衍射均是波的特性，稳定的干涉现象必须是频率完全相同，而明显的衍射现象必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．而在干涉图样中，振动加强区位移时大时小．【解题思路点拨】高中阶段主要介绍光的双缝干涉和薄膜干涉，光的干涉现象再生产和生活中都有广泛的应用。13．光的双缝干涉图样【知识点的认识】1.通过双缝干涉实验可以得到一组明暗相间的条纹，这就是光的双缝干涉图样，如下图：2.条纹的特点：除边缘条纹外，单色光的双缝干涉条纹是相互平行、宽度相等、明暗相间的直条纹。【命题方向】如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是（）A、a、b是光的干涉图样B、c、d是光的干涉图样C、形成a图样光的波长比形成b图样光的波长短D、形成c图样光的波长比形成d图样光的波长短分析：干涉条纹的间距是相等的，条纹间距大的光波波长长。解答：干涉图样的条纹等间距，故A正确，B错误；无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，故C、D均错误。故选：A。点评：本题考查了干涉图样的特点，条纹间距与光波的波长成正比。【解题思路点拨】区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法（l）根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹是等宽的，条纹间的距离也是相等的，而单缝衍射条纹，中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄。（2）根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹的中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗。14．光的波长与干涉条纹间距的关系【知识点的认识】1.实验装置如下图所示2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏（托马斯•杨所处年代没有激光）。3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光。4.相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离△x与入射光波长λ之间的定量关系推导如下图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2﹣r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ联立可得r2﹣r1＝dx若P处为亮条纹，则dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=ld【命题方向】如图所示为双缝干涉实验装置，当用波长为600nm的光照射单缝S时，在屏上观察到相邻亮条纹中心的距离为Δx，若改用波长为400nm的光照射单缝S，若使相邻亮条纹中心的距离仍为Δx，下列措施可行的是（）A、增大双缝和光屏之间的距离B、增大单缝和双缝之间的距离C、增大双缝S1和S2之间的距离D、增大单缝和光屏之间的距离分析：根据亮条纹间的距离求解相邻亮条纹之间的间距Δx，根据两条亮纹间的距离Δx=Ld解答：由相邻亮条纹之间的间距公式Δx=Ldλ，当Δx一定，而波长λ减小时，要使条纹间距Δ可以增大双缝到屏的距离L，或减小双缝间距d，A、增大双缝和光屏之间的距离L，符合题设条件，故A正确；B、增大单缝和双缝之间的距离，对条纹间距没影响，故B错误；C、增大双缝S1和双缝S2之间的距离，会使条条纹间距变得更小，故C错误；D、增大单缝和屏之间的距离，可能只是增大单双缝的距离，而双缝和屏的距离不变，则条纹间距也会变小，故D错误。故选：A。点评：解决本题的关键知道双缝干涉实验的原理及干涉条纹间距公式，并注意正确计算条纹间距数。【解题思路点拨】条纹间距Δx与双缝距离d、光的波长λ及双缝到屏的距离l之间的关系为Δx=ld15．改变双缝的间距判断干涉条纹间距的变化【知识点的认识】1.实验装置如下图所示2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏（托马斯•杨所处年代没有激光）。3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光。4.相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离△x与入射光波长λ之间的定量关系推导如下图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2﹣r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ联立可得r2﹣r1＝dx若P处为亮条纹，则dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=ld【命题方向】分别以红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉实验，已知λ红＞λ紫，在屏上得到相邻亮纹间的距离分别为Δx1和Δx2，则（）A、Δx1＜Δx2B、Δx1＞Δx2C、若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx增大D、若双缝间距d减小，而其他条件保持不变，则Δx不变分析：根据公式Δx=Ld解答：AB、该题考查条纹间距的表达式Δx=Ldλ，由于Δx∝λ，λ红＞λ紫，得Δx1＞Δx2，故A错误，CD、当双缝间距d减小，其他条件不变时，条纹间距Δx应增大，故C正确，D错误。故选：BC。点评：解决本题的关键掌握出现明暗条纹的条件，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ld【解题思路点拨】条纹间距Δx与双缝距离d、光的波长λ及双缝到屏的距离l之间的关系为Δx=ld16．改变双缝到光屏的距离判断干涉条纹间距的变化【知识点的认识】1.实验装置如下图所示2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏（托马斯•杨所处年代没有激光）。3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光。4.相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离△x与入射光波长λ之间的定量关系推导如下图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2﹣r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ联立可得r2﹣r1＝dx若P处为亮条纹，则dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=ld【命题方向】双缝干涉实验装置如图所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为L，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是（）A、若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰B、若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹C、若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D、若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大分析：根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，结合解答：AB、将光屏向左平移一小段距离，或右移一小段距离，屏上都仍有清晰的干涉条纹。故A错误，B正确。C、根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ，知d减小，相邻明条纹的距离增大。故C错误，故选：BD。点评：解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ld【解题思路点拨】条纹间距Δx与双缝距离d、光的波长λ及双缝到屏的距离l之间的关系为Δx=ld17．更换光的颜色判断条纹间距的变化【知识点的认识】1.实验装置如下图所示2.单缝屏的作用获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况。如果用激光直接照射双缝，可省去单缝屏（托马斯•杨所处年代没有激光）。3.双缝屏的作用平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光。4.相邻亮条纹（或暗条纹）间的距离△x与入射光波长λ之间的定量关系推导如下图所示，双缝间距为d，双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P，两缝与P的距离PS1＝r1，PS2＝r2。在线段PS2上作PM＝PS1，则S2M＝r2﹣r1，因d≪l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ联立可得r2﹣r1＝dx若P处为亮条纹，则dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距Δx=ld【命题方向】在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的色光照射时，则下列叙述正确的是（）A、红光的干涉条纹间距最大B、紫光的干涉条纹间距最大C、红光和紫光干涉条纹间距一样大D、用白光照射会出现白色干涉条纹分析：红光的波长大于紫光的波长，根据Δx=L解答：ABC、根据Δx=Ldλ得，狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，红光的波长比紫光的波长大，所以红光干涉条纹的间距大。故AD、用白光照射会出现彩色条纹。故D错误。故选：A。点评：解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式Δx=L【解题思路点拨】条纹间距Δx与双缝距离d、光的波长λ及双缝到屏的距离l之间的关系为Δx=ldλ，当其