專題五　振動(dòng)與波　光 第13講　光學(xué)-2025版二輪復(fù)習(xí)·物理

6/6第13講光學(xué)1.（2024·江蘇高考6題）現(xiàn)有一束光以相同的入射角θ，打在兩杯不同濃度的NaCl溶液甲、乙中，折射光線如圖所示（β1＜β2），已知NaCl溶液的折射率隨NaCl濃度的增大而增大。則（）A.甲溶液折射率較大B.甲溶液的NaCl濃度較小C.光在甲溶液中的傳播速度較大D.光在甲中發(fā)生全反射的臨界角較大2.（2024·吉林高考4題）某同學(xué)自制雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置：在紙板上割出一條窄縫，于窄縫中央沿縫方向固定一根拉直的頭發(fā)絲形成雙縫，將該紙板與墻面平行放置，如圖所示。用綠色激光照射雙縫，能夠在墻面上觀察到干涉條紋。下列做法可以使相鄰兩條亮條紋中心間距變小的是（）A.換用更粗的頭發(fā)絲B.換用紅色激光照射雙縫C.增大紙板與墻面的距離D.減小光源與紙板的距離3.（2024·海南高考4題）如圖為一截面為正三角形OPQ的玻璃磚，某束光線垂直側(cè)面OP射入，恰好在PQ界面發(fā)生全反射，則玻璃磚的折射率為（）A.2 B.3C.233 D4.（2024·廣東高考6題）如圖所示，紅綠兩束單色光，同時(shí)從空氣中沿同一路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質(zhì)。折射光束在NP面發(fā)生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大。兩束光在NP面上的全反射現(xiàn)象會先后消失。已知在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列說法正確的是（）A.在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點(diǎn)B.θ逐漸增大時(shí)，紅光的全反射現(xiàn)象先消失C.θ逐漸增大時(shí)，入射光可能在MN面發(fā)生全反射D.θ逐漸減小時(shí)，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大5.（2024·福建高考10題）一束光以入射角i（i＞0）射入透鏡，遇反射膜反射，垂直射到反射膜則原路返回成為激光，如圖所示。將藍(lán)綠兩條光束以相同入射角射入透鏡，已知透鏡對藍(lán)光折射率大于綠光，則透鏡中藍(lán)光折射角（填“大于”“等于”或“小于”）綠光，若此時(shí)激光為藍(lán)光，要變?yōu)榫G光，則（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）改變?nèi)肷浣??？键c(diǎn)一光的折射和全反射1.求解折射率的三個(gè)公式（1）n12＝sin（2）n＝cv（3）n＝1sin2.折射率的理解（1）折射率與介質(zhì)和光的頻率有關(guān)，與入射角的大小無關(guān)。（2）光密介質(zhì)指兩種介質(zhì)相對而言折射率大的介質(zhì)，而不是指密度大的介質(zhì)。（3）同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。3.求解光的折射和全反射問題的思路（1）根據(jù)題意畫出正確的光路圖，特別注意全反射的臨界光線。（2）利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系。（3）利用折射定律等公式求解。（4）注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性。【例1】（2024·山西太原模擬）高壓汞燈，UV光刻機(jī)的紫外光源，它可以產(chǎn)生的波長分別為365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五條尖銳的光譜線，但這些光中只有h線（404nm）是光刻機(jī)所需要的。高壓汞燈輻射的光通過圖中的三棱鏡分離后形成a、b、c、d、e五束，其中適合UV光刻機(jī)的是（）A.a B.bC.d D.e嘗試解答【例2】（2024·山東濟(jì)寧三模）五一假期濟(jì)寧太白湖公園的湖水里安裝了一批圓形線狀光源，將該光源水平放置于湖水下方710m處，該光源發(fā)出紅光時(shí)，可在水面上觀察到紅色亮環(huán)，如圖所示。已知水對紅光的折射率為43，則亮環(huán)的寬度d為（A.0.3m B.0.4mC.0.5m D.0.6m嘗試解答【例3】（多選）（2024·甘肅高考10題）如圖為一半圓柱形均勻透明材料的橫截面，一束紅光a從空氣沿半徑方向入射到圓心O，當(dāng)θ＝30°時(shí)，反射光b和折射光c剛好垂直。下列說法正確的是（）A.該材料對紅光的折射率為3B.若θ＝45°，光線c消失C.若入射光a變?yōu)榘坠猓饩€b為白光D.若入射光a變?yōu)樽瞎?，光線b和c仍然垂直嘗試解答【例4】（2024·山東高考15題）某光學(xué)組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚圓心為O點(diǎn)，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點(diǎn)，EG邊平行于AB邊且長度等于R，∠FEG＝30°。橫截面所在平面內(nèi)，單色光線以θ角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱鏡對該單色光的折射率均為1.5。（1）求sinθ；（2）以θ角入射的單色光線，若第一次到達(dá)半圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射點(diǎn)D（圖中未標(biāo)出）到E點(diǎn)距離的范圍。嘗試解答考點(diǎn)二光的干涉、衍射和偏振1.光的干涉現(xiàn)象：雙縫干涉、薄膜干涉（油膜、空氣膜、增透膜、牛頓環(huán)）。2.光的衍射現(xiàn)象：單縫衍射、圓孔衍射、光柵衍射、泊松亮斑。3.光的雙縫干涉和單縫衍射的比較雙縫干涉單縫衍射發(fā)生條件兩束光頻率相同、相位差恒定障礙物或狹縫的尺寸足夠?。黠@衍射現(xiàn)象）圖樣不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度相等條紋寬度不等，中央最寬條紋間距各相鄰條紋間距相等各相鄰條紋間距不等亮度情況清晰條紋，亮度基本相等中央條紋最亮，兩邊變暗與光的偏振的區(qū)別干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波【例5】（2024·山東高考4題）檢測球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測滾珠b、c放置在兩塊平板玻璃之間，用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格，下列說法正確的是（）A.滾珠b、c均合格B.滾珠b、c均不合格C.滾珠b合格，滾珠c不合格D.滾珠b不合格，滾珠c合格嘗試解答【例6】（多選）（2024·湖南高考9題）1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ，如圖所示。S為單色點(diǎn)光源。下列說法正確的是（）A.沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動(dòng)B.沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C.若θ＝0°，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D.若θ＝0°，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動(dòng)嘗試解答薄膜干涉中條紋間距公式的應(yīng)用光線在空氣膜的上、下表面處反射，并發(fā)生干涉，從而形成干涉條紋。設(shè)空氣膜頂角為θ，Δl為兩相鄰亮條紋的間距，如圖所示。兩處光的路程差分別為δ1＝2d1，δ2＝2d2。因?yàn)棣?－δ1＝λ，所以d2－d1＝λ2。由幾何關(guān)系可得d2－d1Δl＝tanθ，即Δl＝λ2tanθ?！镜淅?】（2024·山東泰安一模）利用薄膜干涉可以測量圓柱形金屬絲的直徑。已知待測金屬絲與標(biāo)準(zhǔn)圓柱形金屬絲的直徑相差很?。s為微米量級），實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，T1和T2是具有標(biāo)準(zhǔn)平面的玻璃平晶，A0為標(biāo)準(zhǔn)金屬絲，直徑為D0；A為待測金屬絲，直徑為D；兩者中心間距為L。實(shí)驗(yàn)中用波長為λ的單色光垂直照射平晶表面，觀察到的干涉條紋如圖乙所示，測得相鄰明條紋的間距為ΔL，則以下說法正確的是（）A.｜D－D0｜＝λΔLL B.｜D－DC.｜D－D0｜＝2LλΔL D.｜D－嘗試解答【典例2】（2024·山東煙臺二模）如圖所示，將一塊平凹形玻璃板倒扣在另一塊平板玻璃之上，從而在兩塊玻璃之間形成一層