2024屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試第一部分專題五熱學(xué)光學(xué)原子物理第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)課件

專題五熱學(xué)、光學(xué)、原子物理第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基3．光的色散．(1)光的色散現(xiàn)象：一束白光通過三棱鏡后在屏上會(huì)形成彩色光帶．(2)成因：棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率最小，紅光通過棱鏡后的偏折程度最小，對(duì)紫光的折射率最大，紫光通過棱鏡后的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象．第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)知識(shí)歸納素養(yǎng)奠基(2)亮暗條紋的判斷方法．①如圖所示，光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點(diǎn)的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)時(shí)，光屏上出現(xiàn)亮條紋．第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)命題點(diǎn)一光的折射全反射細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)解析：由題意可做出光路圖如圖所示細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)1.莊子與惠子游于濠梁之上．莊子曰：“鯈魚出游從容，是魚之樂也．”人在橋上觀魚(

)A．人能看到魚，魚不能看到人B．人看到的魚是經(jīng)反射所成的像C．魚看到的人的位置比人的實(shí)際位置低D．人看到的魚的位置比魚的實(shí)際位置高細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)解析：魚在水中，魚作為等效光源，是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，能夠發(fā)生全反射，因此，人可能看不到魚，而人在空氣中，人作為等效光源，是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不能夠發(fā)生全反射，因此，魚能看到人，人不能看到魚，A項(xiàng)錯(cuò)誤；人看到的魚是經(jīng)光的折射所成的像，B項(xiàng)錯(cuò)誤；人在空氣中，人作為等效光源，入射角大于折射角，魚沿折射光線的反向延長(zhǎng)線看人，魚看到的人的位置比人的實(shí)際位置高，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．故選D.細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)答案：D第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)2.(2023·全國(guó)甲卷)(多選)等腰三角形△abc為一棱鏡的橫截面，ab＝ac；一平行于bc邊的細(xì)光束從ab邊射入棱鏡，在bc邊反射后從ac邊射出，出射光分成了不同顏色的兩束，甲光的出射點(diǎn)在乙光的下方，如圖所示．不考慮多次反射．下列說法正確的是(

)A．甲光的波長(zhǎng)比乙光的長(zhǎng)B．甲光的頻率比乙光的高C．在棱鏡中的傳播速度，甲光比乙光的大D．該棱鏡對(duì)甲光的折射率大于對(duì)乙光的折射率E．在棱鏡內(nèi)bc邊反射時(shí)的入射角，甲光比乙光的大細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)解析：根據(jù)折射定律和反射定律作出光路圖如圖所示細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)答案：ACE第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)命題點(diǎn)二光的波動(dòng)性一、雙縫干涉1．光能夠發(fā)生干涉的條件：兩光的頻率相同，振動(dòng)步調(diào)相同．2．決定條紋明暗的條件．(1)當(dāng)兩個(gè)光源與屏上某點(diǎn)的距離之差等于波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍時(shí)，兩列光波在這點(diǎn)相互加強(qiáng)，出現(xiàn)明條紋．細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)三、單縫衍射與雙縫干涉的比較細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)項(xiàng)目單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)(2022·山東卷)(多選)某同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光的干涉與衍射現(xiàn)象，狹縫S1，S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng).同一單色光垂直照射狹縫，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙，圖丙所示圖樣．下列描述正確的是(

)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)A．圖乙是光的雙縫干涉圖樣，當(dāng)光通過狹縫時(shí)，也發(fā)生了衍射B．遮住一條狹縫，另一狹縫寬度增大，其他條件不變，圖丙中亮條紋寬度增大C．照射兩條狹縫時(shí)，增加L，其他條件不變，圖乙中相鄰暗條紋的中心間距增大D．照射兩條狹縫時(shí)，若光從狹縫S1、S2到屏上P點(diǎn)的路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處一定是暗條紋第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)如圖甲是藍(lán)色大閃蝶，在陽光下可以看到其翅膀燦爛閃爍．藍(lán)色大閃蝶的翅膀表面有凸起的翅脊，這些翅脊有一串類似臺(tái)階的結(jié)構(gòu)．光照射翅脊上“臺(tái)階結(jié)構(gòu)”的典型光路如圖乙所示，則(

)A．翅膀燦爛閃爍是光的干涉現(xiàn)象B．翅膀燦爛閃爍是光的全反射現(xiàn)象C．光經(jīng)翅脊反射后的頻率變大D．光在翅脊中的波長(zhǎng)大于在空氣中波長(zhǎng)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)解析：藍(lán)色大閃蝶的翅膀凸起的翅脊上的“臺(tái)階結(jié)構(gòu)”都隔著空氣層，自然光會(huì)不斷地在空氣層和“臺(tái)階結(jié)構(gòu)”里發(fā)生反射和折射，藍(lán)色大閃蝶無論是它的厚度，材質(zhì)，還是它樹狀脊脈上“臺(tái)階結(jié)構(gòu)”的位置，都適合藍(lán)光發(fā)生相干干涉，鱗片綻放出的絢麗光彩，正是藍(lán)光相干干涉的產(chǎn)物，故A項(xiàng)正確，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．故選A.細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)答案：A第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜．當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)(2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定．現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(

)A．變疏

B．變密C．不變 D．消失細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)解析：如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A項(xiàng)正確．答案：A第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)1．(2023·重慶第七次聯(lián)考)(多選)如圖所示甲、乙、丙、丁四幅圖均來自物理課本，下列說法正確的是(

)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)A．圖甲為雙縫干涉示意圖，若換成頻率更高的單色光照射雙縫，則實(shí)驗(yàn)得到的條紋間距應(yīng)該更大B．圖乙為光照到圓盤上得到的衍射圖樣C．圖丙為劈尖干涉的示意圖，兩玻璃片間墊有一些紙片，若從兩玻璃片之間抽出部分紙片，則從上往下看可以觀察到條紋間距變大D．圖丁所示為相機(jī)拍攝車前擋玻璃的照片，圖中能明顯減弱汽車玻璃表面反射光是利用了薄膜干涉原理細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)到的衍射圖樣，也叫泊松亮斑，故B項(xiàng)正確；抽去紙片后空氣層的傾角變小，相當(dāng)于減小了d，故相鄰亮條紋(或暗條紋)之間的距離變大，干涉條紋間距變大，故C項(xiàng)正確；相機(jī)拍攝時(shí)減弱了玻璃表面的反射光，是在照相機(jī)鏡頭前增加偏振片過濾掉了反射的光，應(yīng)用了偏振原理，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選BC.細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)答案：BC第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)2．(多選)“球鼻艏”是位于遠(yuǎn)洋輪船船頭水面下方的裝置，當(dāng)輪船以設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時(shí)，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對(duì)輪船的阻力．下列現(xiàn)象的物理原理與之相同的是(

)A．插入水中的筷子，看起來折斷了B．陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋C．駛近站臺(tái)的火車，汽笛音調(diào)變高D．振動(dòng)音叉的周圍，聲音忽高忽低細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)解析：該現(xiàn)象屬于波的疊加原理；插入水中的筷子看起來折斷了是光的折射造成的，與該問題的物理原理不相符；陽光下的肥皂膜呈現(xiàn)彩色條紋，是由于光從薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符；駛近站臺(tái)的火車汽笛音調(diào)變高是多普勒現(xiàn)象造成的，與該問題的物理原理不相符；振動(dòng)音叉的周圍聲音忽高忽低，是聲音的疊加造成的干涉現(xiàn)象，與該問題的物理原理相符．故選BD.細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)答案：BD第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)命題點(diǎn)三光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1．對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒．(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率．(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光．(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)．(4)光電子不是光子，而是電子．2．兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系．(1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大．(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大．細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)3．定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式．(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc.細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)4．光電效應(yīng)的圖像問題．圖像名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)續(xù)上表顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①飽和光電流Im：電流的最大值②最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)續(xù)上表遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke.(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量遏止電壓U與入射光頻率ν的關(guān)系．若某次實(shí)驗(yàn)中得到如圖乙所示的U-ν圖像．已知普朗克常量h，則(

)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)A．電源的左端為正極B．K極金屬的逸出功為hν1C．增大入射光的強(qiáng)度，遏止電壓增大D．滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端，電流表示數(shù)為零第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)解析：測(cè)量遏止電壓U與入射光頻率ν的關(guān)系時(shí)，A、K之間應(yīng)加反向電壓，使光電子受到的電場(chǎng)力指向陰極，則A應(yīng)與電源負(fù)極相連，所以電源的左端為負(fù)極，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖乙可知K極金屬的截止頻率為ν1，所以逸出功為W0＝hν1，故B項(xiàng)正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理綜合可得eUc＝Ekm＝hν－W0，由上式可知，遏止電壓與入射光強(qiáng)度無關(guān)，與入射光頻率有關(guān)，只有增大入射光頻率時(shí)遏止電壓才增大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器滑片移至最左端，反向電壓為零，光電子可以到達(dá)陽極形成光電流，電流表示數(shù)不為零，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．故選B.細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)答案：B第14講幾何光學(xué)與物理光學(xué)1．某學(xué)?？萍蓟顒?dòng)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)光電煙霧探測(cè)器(如圖甲)，當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測(cè)器時(shí)(如圖乙)，來自光源S的光會(huì)被煙霧散射進(jìn)入光電管C，當(dāng)光射到光電管中的鈉表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電流，當(dāng)光電流大于10－8A時(shí)，便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警．已知鈉的極限頻率為6.0×1014Hz，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，電子電荷量e＝1.6×10－19C，則下列說法正確的是(

)細(xì)研命題點(diǎn)提升素養(yǎng)第14講幾何光學(xué)與