高考物理二輪復(fù)習(xí)課件專題14光學(xué)

專題十四光學(xué)專題十四光學(xué)2022/11/231專題十四光學(xué)專題十四光學(xué)2022/10/231主干知識整合專題十四│主干知識整合一、幾何光學(xué)1．光的直線傳播(1)光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；(2)日食和月食是光的直線傳播引起的天文現(xiàn)象；(3)小孔成像證明光的直線傳播．2．光的反射與平面鏡成像(1)一切反射均遵從反射定律；(2)平面鏡成像特點：正立、等大、對稱、虛像；(3)在光的反射及平面鏡成像中光路均可逆．2022/11/232主干知識整合專題十四│主干知識整合一、幾何光學(xué)2022/專題十四│主干知識整合3．折射與全反射(1)折射率的各種表達形式(θ1為入射角、折射角中的較大者)；(2)折射光路可逆；(3)發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)、入射角大于臨界角；(4)臨界角公式：C＝arcsin

二、光的本性1．光的波動性(1)光的干涉、衍射證明光是一種波，偏振現(xiàn)象證明光是一種橫波；(2)麥克斯韋提出光是一種電磁波．2022/11/233專題十四│主干知識整合3．折射與全反射2022/10/2專題十四│主干知識整合2．光的粒子性(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象證明光具有粒子性；(2)對光電效應(yīng)的理解：①光子說認為光在空間的傳播是一份一份的，每一份叫一個光子，光子能量與光的________成正比，即E＝hν(h＝6.63×10－34J·s)；②發(fā)生光電效應(yīng)時，一個光子的能量被一個電子完全吸收而逸出一個光電子，不需要積累過程，這就是光電效應(yīng)的瞬時性；③脫離金屬的電子克服金屬表面原子的引力而做的功稱為逸出功W，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知：光電子最大初動能隨入射光頻率的增大而增大；頻率2022/11/234專題十四│主干知識整合2．光的粒子性頻率2022/10/專題十四│主干知識整合④光的強度是指單位時間內(nèi)在垂直于光的傳播方向上單位面積上通過的光能量．對相同頻率的入射光來說，光的強度由單位時間內(nèi)照到單位面積上的光子數(shù)決定．所以，對一定頻率(大于其極限頻率)的光子，光強度越大，在同樣時間內(nèi)照到金屬上的光子越多，金屬表面逸出的光電子數(shù)也越多，光電流也就越大．2022/11/235專題十四│主干知識整合④光的強度是指單位時間內(nèi)在垂直于光專題十四│主干知識整合3．光的波粒二象性(1)波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義；波粒二象性中所說的粒子性是指其能量的不連續(xù)性，一個光子是一份能量．(2)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為________．(3)頻率高的光子容易表現(xiàn)出粒子性，頻率低的光子容易表現(xiàn)出波動性．波動性2022/11/236專題十四│主干知識整合3．光的波粒二象性波動性2022/專題十四│主干知識整合三、各種色光光學(xué)參量的綜合比較各色光需要比較的參量該參量與其他參量間的定量關(guān)系按紅橙黃綠藍靛紫的順序各參量大小變化情況折射率nn＝逐漸增大在同一介質(zhì)中傳播速度vv＝逐漸減小全反射臨界角CC＝arcsin逐漸減小2022/11/237專題十四│主干知識整合三、各種色光光學(xué)參量的綜合比較各色專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參量間的定量關(guān)系按紅橙黃綠藍靛紫的順序各參量大小變化情況頻率ν逐漸增大光子能量EE＝hν逐漸增大在真空中的波長λλ＝逐漸減小在同一介質(zhì)中波長λ0λ0＝逐漸減小雙縫干涉條紋寬度ΔxΔx＝逐漸減小2022/11/238專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參量間的定量關(guān)系按紅橙黃綠藍靛紫的順序各參量大小變化情況單縫衍射中央亮條紋寬度逐漸減小使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的難易程度由難到易2022/11/239專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參要點熱點探究專題十四│要點熱點探究?探究點一幾何光學(xué)問題幾何光學(xué)問題主要是圍繞光的直線傳播規(guī)律(日食、月食、小孔成像)、光的反射定律(平面鏡成像)、光的折射和全反射等考點來命題，有時和物體的運動相聯(lián)系，也可能和天文觀測、衛(wèi)星觀測、探測器遙控等問題相綜合，考查考生的情景遷移能力和綜合應(yīng)用能力．2022/11/2310要點熱點探究專題十四│要點熱點探究?探究點一幾何光學(xué)專題十四│要點熱點探究例1由a、b兩種單色光組成的細光束AO以45°的入射角從某種介質(zhì)射向空氣時，光路如圖4－14－1所示．關(guān)于這兩種單色光，下列說法中正確的是(

)2022/11/2311專題十四│要點熱點探究例1由a、b兩種單色光組成的細光專題十四│要點熱點探究A．從該介質(zhì)射向空氣時，a光發(fā)生全反射時的臨界角一定大于45°B．該介質(zhì)對b光的折射率一定小于C．用a光和b光分別做雙縫干涉實驗，若實驗條件相同，則b光在屏上形成的明條紋的間距較小D．若用b光照射某金屬板能發(fā)生電效應(yīng)，則用a光照射該金屬板也一定能發(fā)生光電效應(yīng)【點撥】本題重點考查光的全反射條件．2022/11/2312專題十四│要點熱點探究A．從該介質(zhì)射向空氣時，a光發(fā)生全專題十四│要點熱點探究例1

BD

【解析】由圖可知，當(dāng)入射角為45°時，a光已經(jīng)發(fā)生全反射，b光未發(fā)生全反射，可知a光發(fā)生全反射時的臨界角一定小于45°，b光發(fā)生全反射時的臨界角一定大于45°，選項A錯誤；由n＝該介質(zhì)對b光的折射率一定小于，對a光的折射率大于，說明a光的頻率大于b光的頻率，選項BD正確；a光的波長小于b光的波長，由Δx＝可知選項C錯誤．2022/11/2313專題十四│要點熱點探究例1BD【解析】由圖可知，當(dāng)專題十四│要點熱點探究【點評】幾何光學(xué)問題的分析首先要準(zhǔn)確掌握光傳播的幾何規(guī)律，準(zhǔn)確把握全反射條件，同時注意光路可逆規(guī)律及假設(shè)方法的應(yīng)用．平面鏡成像問題是近年高考命題熱點，對此類問題的分析必須抓住平面鏡成像特點：對稱、等大、等距、正立、虛像．在此基礎(chǔ)上根據(jù)題意準(zhǔn)確畫出光路圖，找出對應(yīng)或隱含的幾何關(guān)系求解．2022/11/2314專題十四│要點熱點探究【點評】幾何光學(xué)問題的分析首先要專題十四│要點熱點探究某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖4－14－2所示．物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個像與物體的距離是(

)A．24m

B．32m

C．40mD．48m變式題2022/11/2315專題十四│要點熱點探究某物體左右兩側(cè)各有一豎直放專題十四│要點熱點探究例1變式題B

【解析】光線在兩鏡中來回反射，像離開物的距離就等于各自光路的長度，分別用I、I′、I″表示左鏡中從右向左數(shù)第1、2、3個像．畫出光路圖如圖所示．為了看得清，各光線在縱向移開一點距離，并用虛線表示物點的位置，注意光線從物發(fā)出，最后從左鏡射向物點．2022/11/2316專題十四│要點熱點探究例1變式題B【解析】光線在專題十四│要點熱點探究由圖可見，I″的光路總長度為32m，即第三個像離開物的距離為32m，選項B正確．由光路圖不難看出，選項A對應(yīng)于第2個像(8＋12＋4)，選項D對應(yīng)于第4個像(8＋12＋12＋12＋4＝48)，選項C不屬于任何一個像．2022/11/2317專題十四│要點熱點探究由圖可見，I″的光路總長度為32專題十四│要點熱點探究?探究點二光的本性問題高考對光的本性的考查主要集中在光的干涉、衍射現(xiàn)象分析和光電效應(yīng)問題上，其中對光電效應(yīng)的考查主要體現(xiàn)在以下幾方面能力要求：①理解好光子說對光電效應(yīng)的解釋；②理解好逸出功和極限頻率的概念；③能應(yīng)用愛因斯坦光電效應(yīng)方程并結(jié)合相關(guān)公式進行有關(guān)光電效應(yīng)的定量運算．2022/11/2318專題十四│要點熱點探究?探究點二光的本性問題高考對光專題十四│要點熱點探究例2光具有波粒二象性．下列有關(guān)光的現(xiàn)象和應(yīng)用與光的粒子性有關(guān)的是(

)A．太陽光下物體的陰影輪廓模糊不清是光的衍射現(xiàn)象B．高級照相機鏡頭表面涂了一層增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象C．光控電路的關(guān)鍵元件是光電管(光電傳感器)，它的原理是利用了光電效應(yīng)D．?dāng)z影愛好者常在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片使景像更清晰是利用光的偏振現(xiàn)象2022/11/2319專題十四│要點熱點探究例2光具有波粒二象性．下列有關(guān)光專題十四│要點熱點探究【點撥】本題考查光具有粒子性的特征．例2

C

【解析】以上四個選項均為正確的事實，光的干涉和衍射說明光具有波動性，光的偏振說明光波是橫波，但與光的粒子性有關(guān)的只有C選項，將光電管接入電路，當(dāng)有光線照射時，逸出的電子使電路導(dǎo)通，實現(xiàn)自動控制．【點評】理解并掌握與光的本性(波動性、粒子性)相關(guān)的現(xiàn)象及其原理是迅速而準(zhǔn)確分析此類問題的關(guān)鍵．例如下面變式題即考查薄膜干涉現(xiàn)象，對此必須清楚其原理．2022/11/2320專題十四│要點熱點探究【點撥】本題考查光具有粒子性的特專題十四│要點熱點探究凸透鏡的彎曲表面是個球面，球面的半球叫做這個曲面的曲率半徑．把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓紅光從上方射入，如圖4－14－3所示，則從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀紅色條紋，這些環(huán)狀條紋叫做牛頓環(huán)．下列關(guān)于牛頓環(huán)的說法正確的是(

)變式題2022/11/2321專題十四│要點熱點探究凸透鏡的彎曲表面是個球面，專題十四│要點熱點探究A．牛頓環(huán)是凸透鏡折射所造成的B．若改用紫光照射，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大C．若改用白光照射，則能夠觀察到彩色的圓環(huán)狀條紋D．如果換一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變小2022/11/2322專題十四│要點熱點探究A．牛頓環(huán)是凸透鏡折射所造成的20專題十四│要點熱點探究例2變式題C

【解析】牛頓環(huán)現(xiàn)象是光的干涉現(xiàn)象，不是折射現(xiàn)象，選項A錯誤；由干涉規(guī)律，條紋間距與入射光波長成正比，改用紫光時波長變短，條紋間距變小，選項B錯誤；白光含有各種顏色的光，所以若用白光照射，則能夠觀察到彩色的圓環(huán)狀條紋，選項C正確；如果換一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，凸透鏡與平面玻璃形成的空氣膜變薄，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，選項D錯誤．2022/11/2323專題十四│要點熱點探究例2變式題C【解析】牛頓環(huán)專題十四│要點熱點探究?探究點三光學(xué)綜合問題為了提高單個選擇題對光學(xué)知識點的覆蓋率，聯(lián)系不同考點設(shè)置綜合題是高考光學(xué)命題的一大特點．尤其是涉及不同單色光相關(guān)參量的比較問題，往往同時考查兩種(或多種)單色光多個參量的比較情況，常常令考生顧此失彼、忙中出錯，這就需要考生對各種色光相關(guān)參量的比較規(guī)律進行必要的總結(jié)和識記，知識點熟識了，應(yīng)用起來自然就會靈活．2022/11/2324專題十四│要點熱點探究?探究點三光學(xué)綜合問題為了提高專題十四│要點熱點探究例3如圖4－14－4所示，a、b兩束不同頻率的單色光以45°的入射角射到玻璃磚的上表面上，入射點分別為A、B.直線OO′垂直玻璃磚與玻璃磚上表面相交于E點，A、B到E的距離相等．a(chǎn)、b兩束光與直線OO′在同一平面內(nèi)(圖中紙面內(nèi))，經(jīng)過玻璃磚后，a、b兩束光相交于圖中的P點．下列判斷正確的是(

)2022/11/2325專題十四│要點熱點探究例3如圖4－14－4所示，a、b專題十四│要點熱點探究【點撥】本題以幾何光學(xué)現(xiàn)象(折射)給出a、b兩色光的幾何光學(xué)規(guī)律，據(jù)此再比較其光的本性規(guī)律．A．在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B．在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度C．玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率D．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象2022/11/2326專題十四│要點熱點探究【點撥】本題以幾何光學(xué)現(xiàn)象(折射專題十四│要點熱點探究例3

BD

【解析】任何頻率的光在真空中的速度都相同，選項A錯誤；光線經(jīng)過平行玻璃磚后傳播方向不變，如圖所示，故△QSP為等腰三角形，由于可知a光的折射率小于b光的折射率，選項C錯誤；由v＝在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，選項B正確；a光的波長大于b光的波長，選項D正確．2022/11/2327專題十四│要點熱點探究例3BD【解析】任何頻率專題十四│要點熱點探究例3

BD

【解析】任何頻率的光在真空中的速度都相同，選項A錯誤；光線經(jīng)過平行玻璃磚后傳播方向不變，如圖所示，故△QSP為等腰三角形，由于可知a光的折射率小于b光的折射率，選項C錯誤；由v＝在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，選項B正確；a光的波長大于b光的波長，選項D正確．【點評】總結(jié)并熟記不同色光各種光學(xué)參量的比較規(guī)律，是解決光學(xué)綜合題目的關(guān)鍵(詳見本專題【主干知識整合】三、各種色光光學(xué)參量的綜合比較)．2022/11/2328專題十四│要點熱點探究例3BD【解析】任何頻率專題十四│要點熱點探究

2009年初春，我國北方出現(xiàn)歷史罕見的旱情，不少地區(qū)采用人工降雨的方式來抗旱保苗．某次降雨后天空出現(xiàn)了虹．虹是由陽光射入雨滴(視為球形)后，經(jīng)一次反射和再次折射而產(chǎn)生的色散形成的．現(xiàn)有白光束L，由圖4－14－5所示方向射入雨滴，a、b是經(jīng)過反射和折射后的其中兩條出射光線．下列說法正確的是(

)變式題2022/11/2329專題十四│要點熱點探究2009年初春，我國北方專題十四│要點熱點探究A．光線a的光子能量較小B．光線b在雨滴中的折射率較大C．光線b在雨滴中的傳播速度較大D．若光線a照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則光線b照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)2022/11/2330專題十四│要點熱點探究A．光線a的光子能量較小2022/專題十四│要點熱點探究例3變式題C

【解析】由圖可知，a光在雨滴中的折射角較小，由n＝可知，a光在雨滴中的折射率較大，b光在雨滴中的傳播速度較大，選項B錯誤、C正確；由于光的頻率越高，在介質(zhì)中的折射率越大，可知a光的頻率大于b光的頻率，選項A錯誤；由光電效應(yīng)規(guī)律可知，選項D錯誤．2022/11/2331專題十四│要點熱點探究例3變式題C【解析】由圖可專題十四│教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題1.如圖所示，一細束紫光和一細束藍光平行射到同一個玻璃棱鏡上，經(jīng)兩次折射后交于光屏上的同一點P，若用n1和n2分別表示三棱鏡對紫光和藍光的折射率，下列說法中正確的是(

)A．n1>n2，a為紫光，b為藍光B．n1>n2，a為藍光，b為紫光C．n1<n2，a為藍光，b為紫光D．n1<n2，a為紫光，b為藍光2022/11/2332專題十四│教師備用習(xí)題教師備用習(xí)題1.如圖所示，一細束紫專題十四│教師備用習(xí)題【備選理由】本題可看作兩種色光構(gòu)成的復(fù)色光的色散的逆過程來處理，也可以根據(jù)折射定律比較，總之，要培養(yǎng)學(xué)生多角度分析幾何光學(xué)問題的習(xí)慣，有利于快速找到解決問題的突破口．【解析】

A由圖可知，a光經(jīng)過棱鏡后向底面偏折程度較大，由光的色散現(xiàn)象可知，棱鏡對a光的折射率較大，對b光的折射率較小，故a為紫光，b為藍光，本題只有選項A正確．2022/11/2333專題十四│教師備用習(xí)題【備選理由】本題可看作兩種色光構(gòu)專題十四│教師備用習(xí)題2．如圖所示，a、b兩種單色光平行地射到平板玻璃上，經(jīng)平板玻璃后射出的光線分別為a′、b′，下列說法正確的是(

) A.光線a的折射率比光線b的折射率大，光線a的波長比光線b的波長短

B.光線a進入玻璃后的傳播速度小于光線b進入玻璃后的傳播速度

C.若光線a能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，光線b也一定能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.光線a的頻率比光線b的頻率小，其光子能量比光線b光子能量大2022/11/2334專題十四│教師備用習(xí)題2．如圖所示，a、b兩種單色光平行專題十四│教師備用習(xí)題【解析】

C由于b光的側(cè)位移大于a光的側(cè)位移，玻璃對a光的折射率較小，故a光的波長小于b光的波長，A錯誤；由n＝知，a光在玻璃中的傳播速度大于b光在玻璃中的傳播速度，B錯誤；a光的頻率小于b光的頻率，C正確，D錯誤．2022/11/2335專題十四│教師備用習(xí)題【解析】C由于b光的側(cè)位移大于專題十四│教師備用習(xí)題【備選理由】本題為光學(xué)綜合問題，可以通過一個題目考查多個光學(xué)考點，提高命題的覆蓋度，因此成為高考光學(xué)題的主要命題形式，應(yīng)強化練習(xí)．2022/11/2336專題十四│教師備用習(xí)題【備選理由】本題為光學(xué)綜合問題，專題十四│教師備用習(xí)題3．如圖所示，在下列四個實驗的示意圖中，不能揭示光的本質(zhì)的是(

)2022/11/2337專題十四│教師備用習(xí)題3．如圖所示，在下列四個實驗的示意專題十四│教師備用習(xí)題【解析】

A

A圖為α粒子散射實驗，證實了原子的核式結(jié)構(gòu)；B圖為薄膜干涉，說明光具有波動性；C圖為光電效應(yīng)實驗，說明光具有粒子性；D圖是光的偏振現(xiàn)象，說明光波是橫波；故A正確．【備選理由】本題意在提醒學(xué)生注重教材中介紹的基本實驗．2022/11/2338專題十四│教師備用習(xí)題【解析】AA圖為α粒子散射實驗專題十四光學(xué)專題十四光學(xué)2022/11/2339專題十四光學(xué)專題十四光學(xué)2022/10/231主干知識整合專題十四│主干知識整合一、幾何光學(xué)1．光的直線傳播(1)光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播；(2)日食和月食是光的直線傳播引起的天文現(xiàn)象；(3)小孔成像證明光的直線傳播．2．光的反射與平面鏡成像(1)一切反射均遵從反射定律；(2)平面鏡成像特點：正立、等大、對稱、虛像；(3)在光的反射及平面鏡成像中光路均可逆．2022/11/2340主干知識整合專題十四│主干知識整合一、幾何光學(xué)2022/專題十四│主干知識整合3．折射與全反射(1)折射率的各種表達形式(θ1為入射角、折射角中的較大者)；(2)折射光路可逆；(3)發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)、入射角大于臨界角；(4)臨界角公式：C＝arcsin

二、光的本性1．光的波動性(1)光的干涉、衍射證明光是一種波，偏振現(xiàn)象證明光是一種橫波；(2)麥克斯韋提出光是一種電磁波．2022/11/2341專題十四│主干知識整合3．折射與全反射2022/10/2專題十四│主干知識整合2．光的粒子性(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象證明光具有粒子性；(2)對光電效應(yīng)的理解：①光子說認為光在空間的傳播是一份一份的，每一份叫一個光子，光子能量與光的________成正比，即E＝hν(h＝6.63×10－34J·s)；②發(fā)生光電效應(yīng)時，一個光子的能量被一個電子完全吸收而逸出一個光電子，不需要積累過程，這就是光電效應(yīng)的瞬時性；③脫離金屬的電子克服金屬表面原子的引力而做的功稱為逸出功W，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知：光電子最大初動能隨入射光頻率的增大而增大；頻率2022/11/2342專題十四│主干知識整合2．光的粒子性頻率2022/10/專題十四│主干知識整合④光的強度是指單位時間內(nèi)在垂直于光的傳播方向上單位面積上通過的光能量．對相同頻率的入射光來說，光的強度由單位時間內(nèi)照到單位面積上的光子數(shù)決定．所以，對一定頻率(大于其極限頻率)的光子，光強度越大，在同樣時間內(nèi)照到金屬上的光子越多，金屬表面逸出的光電子數(shù)也越多，光電流也就越大．2022/11/2343專題十四│主干知識整合④光的強度是指單位時間內(nèi)在垂直于光專題十四│主干知識整合3．光的波粒二象性(1)波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義；波粒二象性中所說的粒子性是指其能量的不連續(xù)性，一個光子是一份能量．(2)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為________．(3)頻率高的光子容易表現(xiàn)出粒子性，頻率低的光子容易表現(xiàn)出波動性．波動性2022/11/2344專題十四│主干知識整合3．光的波粒二象性波動性2022/專題十四│主干知識整合三、各種色光光學(xué)參量的綜合比較各色光需要比較的參量該參量與其他參量間的定量關(guān)系按紅橙黃綠藍靛紫的順序各參量大小變化情況折射率nn＝逐漸增大在同一介質(zhì)中傳播速度vv＝逐漸減小全反射臨界角CC＝arcsin逐漸減小2022/11/2345專題十四│主干知識整合三、各種色光光學(xué)參量的綜合比較各色專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參量間的定量關(guān)系按紅橙黃綠藍靛紫的順序各參量大小變化情況頻率ν逐漸增大光子能量EE＝hν逐漸增大在真空中的波長λλ＝逐漸減小在同一介質(zhì)中波長λ0λ0＝逐漸減小雙縫干涉條紋寬度ΔxΔx＝逐漸減小2022/11/2346專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參量間的定量關(guān)系按紅橙黃綠藍靛紫的順序各參量大小變化情況單縫衍射中央亮條紋寬度逐漸減小使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的難易程度由難到易2022/11/2347專題十四│主干知識整合各色光需要比較的參量該參量與其他參要點熱點探究專題十四│要點熱點探究?探究點一幾何光學(xué)問題幾何光學(xué)問題主要是圍繞光的直線傳播規(guī)律(日食、月食、小孔成像)、光的反射定律(平面鏡成像)、光的折射和全反射等考點來命題，有時和物體的運動相聯(lián)系，也可能和天文觀測、衛(wèi)星觀測、探測器遙控等問題相綜合，考查考生的情景遷移能力和綜合應(yīng)用能力．2022/11/2348要點熱點探究專題十四│要點熱點探究?探究點一幾何光學(xué)專題十四│要點熱點探究例1由a、b兩種單色光組成的細光束AO以45°的入射角從某種介質(zhì)射向空氣時，光路如圖4－14－1所示．關(guān)于這兩種單色光，下列說法中正確的是(

)2022/11/2349專題十四│要點熱點探究例1由a、b兩種單色光組成的細光專題十四│要點熱點探究A．從該介質(zhì)射向空氣時，a光發(fā)生全反射時的臨界角一定大于45°B．該介質(zhì)對b光的折射率一定小于C．用a光和b光分別做雙縫干涉實驗，若實驗條件相同，則b光在屏上形成的明條紋的間距較小D．若用b光照射某金屬板能發(fā)生電效應(yīng)，則用a光照射該金屬板也一定能發(fā)生光電效應(yīng)【點撥】本題重點考查光的全反射條件．2022/11/2350專題十四│要點熱點探究A．從該介質(zhì)射向空氣時，a光發(fā)生全專題十四│要點熱點探究例1

BD

【解析】由圖可知，當(dāng)入射角為45°時，a光已經(jīng)發(fā)生全反射，b光未發(fā)生全反射，可知a光發(fā)生全反射時的臨界角一定小于45°，b光發(fā)生全反射時的臨界角一定大于45°，選項A錯誤；由n＝該介質(zhì)對b光的折射率一定小于，對a光的折射率大于，說明a光的頻率大于b光的頻率，選項BD正確；a光的波長小于b光的波長，由Δx＝可知選項C錯誤．2022/11/2351專題十四│要點熱點探究例1BD【解析】由圖可知，當(dāng)專題十四│要點熱點探究【點評】幾何光學(xué)問題的分析首先要準(zhǔn)確掌握光傳播的幾何規(guī)律，準(zhǔn)確把握全反射條件，同時注意光路可逆規(guī)律及假設(shè)方法的應(yīng)用．平面鏡成像問題是近年高考命題熱點，對此類問題的分析必須抓住平面鏡成像特點：對稱、等大、等距、正立、虛像．在此基礎(chǔ)上根據(jù)題意準(zhǔn)確畫出光路圖，找出對應(yīng)或隱含的幾何關(guān)系求解．2022/11/2352專題十四│要點熱點探究【點評】幾何光學(xué)問題的分析首先要專題十四│要點熱點探究某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖4－14－2所示．物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個像與物體的距離是(

)A．24m

B．32m

C．40mD．48m變式題2022/11/2353專題十四│要點熱點探究某物體左右兩側(cè)各有一豎直放專題十四│要點熱點探究例1變式題B

【解析】光線在兩鏡中來回反射，像離開物的距離就等于各自光路的長度，分別用I、I′、I″表示左鏡中從右向左數(shù)第1、2、3個像．畫出光路圖如圖所示．為了看得清，各光線在縱向移開一點距離，并用虛線表示物點的位置，注意光線從物發(fā)出，最后從左鏡射向物點．2022/11/2354專題十四│要點熱點探究例1變式題B【解析】光線在專題十四│要點熱點探究由圖可見，I″的光路總長度為32m，即第三個像離開物的距離為32m，選項B正確．由光路圖不難看出，選項A對應(yīng)于第2個像(8＋12＋4)，選項D對應(yīng)于第4個像(8＋12＋12＋12＋4＝48)，選項C不屬于任何一個像．2022/11/2355專題十四│要點熱點探究由圖可見，I″的光路總長度為32專題十四│要點熱點探究?探究點二光的本性問題高考對光的本性的考查主要集中在光的干涉、衍射現(xiàn)象分析和光電效應(yīng)問題上，其中對光電效應(yīng)的考查主要體現(xiàn)在以下幾方面能力要求：①理解好光子說對光電效應(yīng)的解釋；②理解好逸出功和極限頻率的概念；③能應(yīng)用愛因斯坦光電效應(yīng)方程并結(jié)合相關(guān)公式進行有關(guān)光電效應(yīng)的定量運算．2022/11/2356專題十四│要點熱點探究?探究點二光的本性問題高考對光專題十四│要點熱點探究例2光具有波粒二象性．下列有關(guān)光的現(xiàn)象和應(yīng)用與光的粒子性有關(guān)的是(

)A．太陽光下物體的陰影輪廓模糊不清是光的衍射現(xiàn)象B．高級照相機鏡頭表面涂了一層增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象C．光控電路的關(guān)鍵元件是光電管(光電傳感器)，它的原理是利用了光電效應(yīng)D．?dāng)z影愛好者常在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片使景像更清晰是利用光的偏振現(xiàn)象2022/11/2357專題十四│要點熱點探究例2光具有波粒二象性．下列有關(guān)光專題十四│要點熱點探究【點撥】本題考查光具有粒子性的特征．例2

C

【解析】以上四個選項均為正確的事實，光的干涉和衍射說明光具有波動性，光的偏振說明光波是橫波，但與光的粒子性有關(guān)的只有C選項，將光電管接入電路，當(dāng)有光線照射時，逸出的電子使電路導(dǎo)通，實現(xiàn)自動控制．【點評】理解并掌握與光的本性(波動性、粒子性)相關(guān)的現(xiàn)象及其原理是迅速而準(zhǔn)確分析此類問題的關(guān)鍵．例如下面變式題即考查薄膜干涉現(xiàn)象，對此必須清楚其原理．2022/11/2358專題十四│要點熱點探究【點撥】本題考查光具有粒子性的特專題十四│要點熱點探究凸透鏡的彎曲表面是個球面，球面的半球叫做這個曲面的曲率半徑．把一個凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓紅光從上方射入，如圖4－14－3所示，則從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀紅色條紋，這些環(huán)狀條紋叫做牛頓環(huán)．下列關(guān)于牛頓環(huán)的說法正確的是(

)變式題2022/11/2359專題十四│要點熱點探究凸透鏡的彎曲表面是個球面，專題十四│要點熱點探究A．牛頓環(huán)是凸透鏡折射所造成的B．若改用紫光照射，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大C．若改用白光照射，則能夠觀察到彩色的圓環(huán)狀條紋D．如果換一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變小2022/11/2360專題十四│要點熱點探究A．牛頓環(huán)是凸透鏡折射所造成的20專題十四│要點熱點探究例2變式題C

【解析】牛頓環(huán)現(xiàn)象是光的干涉現(xiàn)象，不是折射現(xiàn)象，選項A錯誤；由干涉規(guī)律，條紋間距與入射光波長成正比，改用紫光時波長變短，條紋間距變小，選項B錯誤；白光含有各種顏色的光，所以若用白光照射，則能夠觀察到彩色的圓環(huán)狀條紋，選項C正確；如果換一個表面曲率半徑更大的凸透鏡，凸透鏡與平面玻璃形成的空氣膜變薄，則觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，選項D錯誤．2022/11/2361專題十四│要點熱點探究例2變式題C【解析】牛頓環(huán)專題十四│要點熱點探究?探究點三光學(xué)綜合問題為了提高單個選擇題對光學(xué)知識點的覆蓋率，聯(lián)系不同考點設(shè)置綜合題是高考光學(xué)命題的一大特點．尤其是涉及不同單色光相關(guān)參量的比較問題，往往同時考查兩種(或多種)單色光多個參量的比較情況，常常令考生顧此失彼、忙中出錯，這就需要考生對各種色光相關(guān)參量的比較規(guī)律進行必要的總結(jié)和識記，知識點熟識了，應(yīng)用起來自然就會靈活．2022/11/2362專題十四│要點熱點探究?探究點三光學(xué)綜合問題為了提高專題十四│要點熱點探究例3如圖4－14－4所示，a、b兩束不同頻率的單色光以45°的入射角射到玻璃磚的上表面上，入射點分別為A、B.直線OO′垂直玻璃磚與玻璃磚上表面相交于E點，A、B到E的距離相等．a(chǎn)、b兩束光與直線OO′在同一平面內(nèi)(圖中紙面內(nèi))，經(jīng)過玻璃磚后，a、b兩束光相交于圖中的P點．下列判斷正確的是(

)2022/11/2363專題十四│要點熱點探究例3如圖4－14－4所示，a、b專題十四│要點熱點探究【點撥】本題以幾何光學(xué)現(xiàn)象(折射)給出a、b兩色光的幾何光學(xué)規(guī)律，據(jù)此再比較其光的本性規(guī)律．A．在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度B．在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度C．玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率D．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象2022/11/2364專題十四│要點熱點探究【點撥】本題以幾何光學(xué)現(xiàn)象(折射專題十四│要點熱點探究例3

BD

【解析】任何頻率的光在真空中的速度都相同，選項A錯誤；光線經(jīng)過平行玻璃磚后傳播方向不變，如圖所示，故△QSP為等腰三角形，由于可知a光的折射率小于b光的折射率，選項C錯誤；由v＝在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，選項B正確；a光的波長大于b光的波長，選項D正確．2022/11/2365專題十四│要點熱點探究例3BD【解析】任何頻率專題十四│要點熱點探究例3

BD

【解析】任何頻率的光在真空中的速度都相同，選項A錯誤；光線經(jīng)過平行玻璃磚后傳播方向不變，如圖所示，故△QSP為等腰三角形，由于可知a光的折射率小于b光的折射率，選項C錯誤；由v＝在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，選項B正確；a光的波長大于b光的波長，選項D正確．【點評】總結(jié)并熟記不同色光各種光學(xué)參量的比較規(guī)律，是解決光學(xué)綜合題目的關(guān)鍵(詳見本專題【主干知識整合】三、各種色光光學(xué)參量的綜合比較)．2022/11/2366專題十四│要點熱點探究例3BD【解析】任何頻率專題十四│要點熱點探究

2009年初春，我國北方出現(xiàn)歷史罕見的旱情，不少地區(qū)采用人工降雨的方式來抗旱保苗．某次降雨后天空出現(xiàn)了虹．虹是由陽光射入雨滴(視為球形)后，經(jīng)一次反射和再次折射而產(chǎn)生的色散形成的．現(xiàn)有白光束L，由圖4－14－5所示方向射入雨滴，a、b是經(jīng)過反射和折射后的其中兩條出射光線．下列說法正確的是(

)變式題2022/11/2367專題十四│要點熱點探究2009年初春，我國北方專題十四│要點熱點探究A．光線a的光子能量較小B．光線b在雨滴中的折射率較大C．光線b在雨滴中的傳播速度較大D．若光線a照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則光線b照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)2022/11/2368專題十四│要點熱點探究A．光線a的光子能量較小2022/專題十四│要點熱點探究例3變