2025年高考物理復(fù)習(xí)新題速遞之光學(xué)(2024年9月)_第1頁
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文檔簡介

第1頁(共1頁)2025年高考物理復(fù)習(xí)新題速遞之光學(xué)(2024年9月)一.選擇題(共10小題)1.(2024?永州開學(xué))如圖所示,一等邊三棱鏡ABC放置在水平面內(nèi),一束單色光沿某一方向從AB邊上的S點水平射入三棱鏡,經(jīng)過三棱鏡AB邊和AC邊兩次折射后從P點射出三棱鏡。若該單色光在三棱鏡內(nèi)部傳播時,光線平行于底邊BC。經(jīng)過三棱鏡兩次折射后,入射光線和出射光線延長線之間的夾角為γ=60°,則三棱鏡對該單色光的折射率為()A.2 B.3 C.62 D.2.(2024?黑龍江模擬)有a、b兩束單色光從空氣中平行照射在平行玻璃磚上,它們經(jīng)玻璃折射后射入空氣的光線如圖示,則有關(guān)a、b光的說法正確的是()A.在玻璃中傳播時a光的速度較大 B.在同一雙縫干涉實驗裝置發(fā)生干涉時a光的干涉條紋間距較大 C.從同一介質(zhì)射向空氣時a光發(fā)生全反射的臨界角較小 D.a(chǎn)光和b光頻率相同3.(2024?江蘇模擬)激光打標機是利用激光對工件進行局部照射,使工件表面材料瞬間熔融甚至汽化留下標記的機器,激光打標利用了激光的下列哪種特性()A.亮度高 B.偏振 C.平行度好 D.相干性好4.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光,沿半球形水霧的半徑方向AO入射,折射后分成兩種單色光a、b。其中,a光與界面的夾角為30°,b光的折射率為2,b光與法線的夾角為45°,光在空氣中的傳播速度為c,水霧半球的半徑為R。下列說法中正確的是()A.a(chǎn)光在半球水霧中的傳播時間為3RB.a(chǎn)光在半球水霧中的傳播時間為3cC.a(chǎn)單色光的頻率比b單色光的頻率小 D.利用a、b單色光做雙縫干涉實驗,在相同實驗條件下,b光比a光的條紋間距大5.(2024?選擇性)某同學(xué)自制雙縫干涉實驗裝置: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,能在墻面上觀察到干涉條紋,下列做法可以使相鄰兩條亮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6.(2024?廣東)如圖所示,紅綠兩束單色光,同時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 B.θ逐漸增大時,紅光的全反射現(xiàn)象先消失 C.θ逐漸增大時,入射光可能在MN面發(fā)生全反射 D.θ逐漸減小時,兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大7.(2024?深圳開學(xué))鴿子的羽毛在不同的角度觀察下會呈現(xiàn)出不同的顏色,伴隨著觀察角度的變化,紫色逐漸轉(zhuǎn)換成綠色,同時綠色也逐漸轉(zhuǎn)換成紫色。在電子顯微鏡下研究發(fā)現(xiàn),鴿子的透明小羽枝呈現(xiàn)片狀,覆蓋在體表,厚度約為650nm,則鴿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?武昌區(qū)期末)如圖所示,一棱鏡的橫截面是頂角為120°的等腰三角形ABC,一束單色光平行于底邊BC從AB邊上的D點射入棱鏡,在底邊BC上經(jīng)一次反射后,從AC邊上的E點射出,若已知棱鏡的折射率為3,下列說法正確的是()A.從E點射出的光線與底邊BC不一定平行 B.光從棱鏡進入空氣時的臨界角為60° C.有部分光線從BC邊射出 D.BD=AE9.(2024?河南開學(xué))如圖所示,在直角棱鏡ABC中,∠BAC為30°,一塊平面鏡緊貼AC面放置,一光線SO射到棱鏡的AB面上,適當調(diào)整SO的方向,恰好使從AB面射出的光線與SO重合,此時入射光線SO與棱鏡的AB面的夾角恰好也為30°。棱鏡對該光線的折射率為()A.2 B.3 C.233 D10.(2024春?高新區(qū)校級期末)在真空中,下列關(guān)于光速的說法正確的是()A.光速隨光的顏色變化 B.光速與傳播方向有關(guān) C.光速是一個常數(shù) D.光速可以超過30萬千米每秒二.多選題(共8小題)(多選)11.(2023秋?沙依巴克區(qū)校級月考)光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有許多應(yīng)用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學(xué)平面的平整度,下列說法正確的是()A.圖甲中下板是標準樣板,上板是待檢查的光學(xué)元件 B.若出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋,說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了下凹 C.若換用頻率更大的單色光,其他條件不變,則圖乙中的干涉條紋變窄 D.用單色光垂直照射圖丁中的牛頓環(huán),得到的牛頓環(huán)中心是亮紋(多選)12.(2024春?龍巖期末)如圖甲所示,我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀,往其中央注入空氣,可以在液體球內(nèi)部形成一個同心球形氣泡。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為1:22,由a、b兩種顏色的光組成的細復(fù)色光束在過球心的平面內(nèi),從A點以i=45°的入射角射入球中,a、bA.該液體材料對a光的折射率大于對b光的折射率 B.a(chǎn)光在液體球中的傳播速度比b光的大 C.該液體材料對b光的折射率為2 D.若增大入射角i,b光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球(多選)13.(2024?湖南開學(xué))一個柱狀玻璃磚的橫截面如圖所示,它由半圓CPB和等腰三角形ABC組成,其中O為圓心,AC=BC。一束單色光從光源Q射到圓面上的P點,入射角i=45°,光束折射后與AC平行且恰好經(jīng)過OB中點。已知圓的半徑為R,光在真空中的速度大小為c,則()A.玻璃磚材料的折射率為2 B.玻璃磚材料的折射率為3 C.光從P點射入到離開玻璃磚的時間為(6D.光從P點射入到離開玻璃磚的時間為3(多選)14.(2024春?鷹潭期末)下列對于光現(xiàn)象的描述正確的是()A.早上陽光斜射穿過玻璃窗戶出現(xiàn)彩色條紋是由于光的衍射現(xiàn)象 B.泊松亮斑屬于衍射現(xiàn)象 C.光導(dǎo)纖維利用了光的全反射原理 D.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波(多選)15.(2024春?福州期末)下列有關(guān)物理知識在實際中的應(yīng)用,解釋正確的是()A.用偏振鏡頭拍攝水面下游魚與觀看立體電影的原理相同 B.可通過測量星球上某些元素發(fā)出的光波頻率判斷該星球遠離還是靠近地球 C.紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波,常用于醫(yī)院和食品消毒 D.某同學(xué)制作一個簡易的收音機,若想接收一個頻率較高的電臺,則應(yīng)該增加線圈的匝數(shù)(多選)16.(2024春?西城區(qū)校級期末)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置觀察光的干涉現(xiàn)象。他使用綠色的濾光片,在目鏡中觀察到了一定數(shù)量的綠色條紋。若要增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù),以下措施可行的是()A.減小單縫到雙縫的距離 B.換用間距更大的雙縫 C.換用更長的遮光筒 D.換用藍色的濾光片(多選)17.(2024春?沙坪壩區(qū)校級期末)下列說法正確的有()A.泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象 B.觀察者靠近波源時,其接收到的頻率大于波源的頻率 C.自然光射到兩種介質(zhì)的界面上后,折射光和反射光都是偏振光 D.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長更小時,波才能發(fā)生衍射(多選)18.(2024春?克州期末)如圖所示,兩束不同頻率的平行單色光a、b從水射入空氣(空氣折射率為1)發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象(α<β),下列說法正確的是()A.水對a的折射率比水對b的折射率小 B.在空氣中的傳播速度va>vb C.在水中的傳播速度va>vb D.當a、b入射角為0°時,沒有光線進入空氣中三.解答題(共2小題)19.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,某透明材料由一個半圓BEC和等邊三角形ABC組成,等邊三角形的邊長為L,半圓的直徑也為L。現(xiàn)有一束單色光從AB邊的中點D垂直于BC邊射入材料中,折射光線剛好通過半圓BEC的圓心O,已知光在真空中的傳播速度為c。求:(1)該材料的折射率;(2)光在透明材料中的傳播時間(不計光在材料中的反射)。20.(2024春?豐臺區(qū)期末)如圖所示,一束激光AO沿半徑方向射入空氣中截面為半圓形的玻璃磚,O點是玻璃磚的圓心。已知光線AO的入射角i=30°,它的反射光線與折射光線的夾角為90°。(1)畫出反射和折射光路圖,并標出折射角r;(2)求這種玻璃的折射率n;(3)分析說明當入射角i=60°時,是否會發(fā)生全反射現(xiàn)象。

2025年高考物理復(fù)習(xí)新題速遞之光學(xué)(2024年9月)參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2024?永州開學(xué))如圖所示,一等邊三棱鏡ABC放置在水平面內(nèi),一束單色光沿某一方向從AB邊上的S點水平射入三棱鏡,經(jīng)過三棱鏡AB邊和AC邊兩次折射后從P點射出三棱鏡。若該單色光在三棱鏡內(nèi)部傳播時,光線平行于底邊BC。經(jīng)過三棱鏡兩次折射后,入射光線和出射光線延長線之間的夾角為γ=60°,則三棱鏡對該單色光的折射率為()A.2 B.3 C.62 D.【考點】光的折射定律.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【答案】B【分析】根據(jù)題意結(jié)合幾何關(guān)系找出入射角和折射角,由折射律公式可計算三棱鏡的折射率【解答】解:由光路圖可知,在AB面的入射角θ1=60°,折射角θ2=30°根據(jù)折射定律可知n=解得n=故ACD錯誤,B正確;故選:B?!军c評】本題考查了光的折射問題,關(guān)鍵是運用幾何知識輔助分析,本題較簡單,充分考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。2.(2024?黑龍江模擬)有a、b兩束單色光從空氣中平行照射在平行玻璃磚上,它們經(jīng)玻璃折射后射入空氣的光線如圖示,則有關(guān)a、b光的說法正確的是()A.在玻璃中傳播時a光的速度較大 B.在同一雙縫干涉實驗裝置發(fā)生干涉時a光的干涉條紋間距較大 C.從同一介質(zhì)射向空氣時a光發(fā)生全反射的臨界角較小 D.a(chǎn)光和b光頻率相同【考點】光的干涉現(xiàn)象;光的全反射現(xiàn)象;光的折射與全反射的綜合問題.【專題】比較思想;類比法;光的干涉專題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)光的偏折程度比較出光的折射率大小,根據(jù)v=cn,【解答】解:AD、根據(jù)光路圖知,a光的偏折程度大于b光的偏折程度,則a光的折射率大于b光的折射率,a光的頻率大于b光的頻率,根據(jù)v=cn,可知在玻璃中傳播時a光的速度較小,故B、在同一雙縫干涉實驗裝置發(fā)生干涉時,根據(jù)相鄰條紋間距公式:Δx=Ldλ,由于a光的頻率大于b光的頻率,a光的波長小于b光的波長,則aC、根據(jù)全臨界角公式:sinC=1n,可知從同一介質(zhì)射向空氣時,由于a光折射率較大,所以a光發(fā)生全反射的臨界角較小,故故選:C?!军c評】解決本題的突破口通過光線的偏折程度比較出光的折射率大小,知道折射率、頻率、臨界角、在介質(zhì)中的速度等大小關(guān)系。3.(2024?江蘇模擬)激光打標機是利用激光對工件進行局部照射,使工件表面材料瞬間熔融甚至汽化留下標記的機器,激光打標利用了激光的下列哪種特性()A.亮度高 B.偏振 C.平行度好 D.相干性好【考點】激光的特點及其應(yīng)用.【專題】定性思想;推理法;電磁場理論和電磁波;理解能力.【答案】A【分析】了解激光的主要性質(zhì),并明確各種性質(zhì)對應(yīng)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用即可求解?!窘獯稹拷猓杭す庵钥梢允构ぜ狭粝聵擞浭且驗榧す饬炼雀?,能量大,從而可以在短時間內(nèi)使工件表面材料熔融,故A正確,BCD錯誤。故選:A?!军c評】本題考查對激光性質(zhì)的掌握,要明確激光具有亮度高、平行度好、相干性好等特點。4.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,由a、b兩種單色光組成的復(fù)色光,沿半球形水霧的半徑方向AO入射,折射后分成兩種單色光a、b。其中,a光與界面的夾角為30°,b光的折射率為2,b光與法線的夾角為45°,光在空氣中的傳播速度為c,水霧半球的半徑為R。下列說法中正確的是()A.a(chǎn)光在半球水霧中的傳播時間為3RB.a(chǎn)光在半球水霧中的傳播時間為3cC.a(chǎn)單色光的頻率比b單色光的頻率小 D.利用a、b單色光做雙縫干涉實驗,在相同實驗條件下,b光比a光的條紋間距大【考點】光的雙縫干涉圖樣;折射率的波長表達式和速度表達式.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;光的干涉專題;推理能力.【答案】D【分析】根據(jù)b光的折射定律求得入射角,然后求出a光的折射率,從而比較頻率大小關(guān)系、a光在水霧半球中傳播速度,進而求出a光在水霧半球中傳播時間;根據(jù)Δx=L【解答】解:AB.設(shè)入射角為θ,由折射定律可知,對b光有nb解得θ=30°對于a光,由折射定律na設(shè)a光在水霧半球中傳播的速度為va,由na則a光在水霧半球中的傳播時間t=R聯(lián)立可得t=3故AB錯誤;C.因為介質(zhì)對a的折射率較大,則a單色光的頻率比b單色光的頻率大,故C錯誤;D.頻率越大則波長越小,則有λa<λb利用a、b單色光做雙縫干涉實驗,在相同實驗條件下,根據(jù)Δx=L知b光比a光的條紋間距大,故D正確。故選:D?!军c評】本題考查光的折射定律以及光的折射率與光的傳播速度、光的頻率間關(guān)系。5.(2024?選擇性)某同學(xué)自制雙縫干涉實驗裝置: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,能在墻面上觀察到干涉條紋,下列做法可以使相鄰兩條亮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【考點】光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系.【專題】定性思想;推理法;光的干涉專題;推理能力.【答案】A【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的相鄰兩條亮紋中心間距公式:Δx=L【解答】解:雙縫干涉條紋的相鄰兩條亮紋中心間距為:Δx=Ldλ,其中:L為雙縫與屏之間的距離,dA、換用更粗的頭發(fā)絲,則雙縫間距d變大,會使相鄰兩條亮紋中央間距Δx變小,故A正確;B、換用紅色激光照雙縫,因紅色激光的波長大于綠色激光的波長,故相鄰兩條亮紋中央間距變大,故B錯誤;C、增大紙板與墻面的距離,即增大了L,則Δx變大,故C錯誤;D、減小光源與紙板的距離,公式中的L、d、λ均不變化,則Δx不變,故D錯誤。故選:A?!军c評】本題考查了影響光的雙縫干涉條紋間距的因素,掌握雙縫干涉條紋的相鄰兩條亮紋中心間距公式:Δx=L6.(2024?廣東)如圖所示,紅綠兩束單色光,同時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 B.θ逐漸增大時,紅光的全反射現(xiàn)象先消失 C.θ逐漸增大時,入射光可能在MN面發(fā)生全反射 D.θ逐漸減小時,兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大【考點】光的全反射現(xiàn)象;光的折射定律.【專題】定性思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【答案】B【分析】根據(jù)光線的偏折程度分析出兩束光對應(yīng)的位置;根據(jù)角度的變化特點,結(jié)合全反射現(xiàn)象的發(fā)生條件完成分析;根據(jù)折射定律,結(jié)合入射角的變化趨勢分析出折射角的變化趨勢?!窘獯稹拷猓篈、在該介質(zhì)中紅光的折射率小于綠光的折射率,則綠光的偏折程度更大,根據(jù)題意可知,綠光比紅光更靠近P點,故A錯誤;B、紅光的折射率小于綠光的折射率,根據(jù)全反射的臨界角公式sinC=1n可知,θ逐漸增大時,紅光的全反射現(xiàn)象先消失,故C、全反射現(xiàn)象只能發(fā)生在由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)的時候發(fā)生,所以入射光不可能在MN面發(fā)生全反射,故C錯誤;D、根據(jù)折射定律可知,n=sinθsinα,θ逐漸減小,兩束光在MN面折射的折射角逐漸減小,故故選:B?!军c評】本題主要考查了折射定律的相關(guān)應(yīng)用,熟悉光的傳播特點,結(jié)合全反射的發(fā)生條件和折射定律即可完成分析。7.(2024?深圳開學(xué))鴿子的羽毛在不同的角度觀察下會呈現(xiàn)出不同的顏色,伴隨著觀察角度的變化,紫色逐漸轉(zhuǎn)換成綠色,同時綠色也逐漸轉(zhuǎn)換成紫色。在電子顯微鏡下研究發(fā)現(xiàn),鴿子的透明小羽枝呈現(xiàn)片狀,覆蓋在體表,厚度約為650nm,則鴿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【考點】薄膜干涉現(xiàn)象.【專題】定性思想;推理法;光的干涉專題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)光的干涉、衍射、折射、反射特點結(jié)合題中描述分析解答。【解答】解:鴿子羽毛的彩色屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象,故C正確,ABD錯誤。故選:C?!军c評】本題考查光的干涉,解題關(guān)鍵掌握干涉原理,注意與實際生活的聯(lián)系。8.(2024春?武昌區(qū)期末)如圖所示,一棱鏡的橫截面是頂角為120°的等腰三角形ABC,一束單色光平行于底邊BC從AB邊上的D點射入棱鏡,在底邊BC上經(jīng)一次反射后,從AC邊上的E點射出,若已知棱鏡的折射率為3,下列說法正確的是()A.從E點射出的光線與底邊BC不一定平行 B.光從棱鏡進入空氣時的臨界角為60° C.有部分光線從BC邊射出 D.BD=AE【考點】光的折射與全反射的綜合問題.【專題】定量思想;推理法;全反射和臨界角專題;推理能力.【答案】D【分析】根據(jù)光路的傳播特點,結(jié)合折射定律和幾何關(guān)系完成分析?!窘獯稹拷猓篈.其光路圖如圖所示由幾何關(guān)系可知,AD與EF平行,AE與DF平行,所以FE光線射出棱鏡后其與AC的夾角與角C相同,即出射光線與BC邊平行,故A錯誤;B.由于該棱鏡的折射率為3,則臨界角為sinC=1則臨界角C=arcsin3故B錯誤;C.根據(jù)上述分析,同時結(jié)合幾何關(guān)系可知,其光線到達F點后其與法線的角度為60°大于發(fā)生全反射的臨界角,即光將會在BC邊發(fā)生全反射,所以沒有光線從BC邊射出,故C錯誤;D.AD與EF平行,AE與DF平行,所以四邊形ADFE為平行四邊形,即有DF=AE由幾何關(guān)系可知,三角形DFB為等腰三角形,即DF=BD綜上所述BD=AE故D正確。故選:D?!军c評】本題主要考查了光的折射問題,熟悉光的傳播特點,結(jié)合折射定律和幾何關(guān)系即可完成分析。9.(2024?河南開學(xué))如圖所示,在直角棱鏡ABC中,∠BAC為30°,一塊平面鏡緊貼AC面放置,一光線SO射到棱鏡的AB面上,適當調(diào)整SO的方向,恰好使從AB面射出的光線與SO重合,此時入射光線SO與棱鏡的AB面的夾角恰好也為30°。棱鏡對該光線的折射率為()A.2 B.3 C.233 D【考點】折射率及其測定.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【答案】B【分析】根據(jù)幾何關(guān)系得出入射角和折射角,通過折射定律求出棱鏡的折射率?!窘獯稹拷猓簭腁B面射出的光線與SO重合,說明光線經(jīng)平面鏡反射后沿原路返回,折射光線恰與BC平行,可得棱鏡對該光線的折射率n=sin(90°-30°)故B正確,ACD錯誤。故選:B?!军c評】本題主要考查了光的折射定律,熟悉光的傳播特點,結(jié)合幾何關(guān)系和折射定律即可完成分析。10.(2024春?高新區(qū)校級期末)在真空中,下列關(guān)于光速的說法正確的是()A.光速隨光的顏色變化 B.光速與傳播方向有關(guān) C.光速是一個常數(shù) D.光速可以超過30萬千米每秒【考點】折射率的波長表達式和速度表達式.【專題】定性思想;推理法;光的折射專題;理解能力.【答案】C【分析】在真空中光的傳播速度都為30萬千米每秒,是一個常數(shù)?!窘獯稹拷猓涸谡婵罩泄獾膫鞑ニ俣榷紴?0萬千米每秒,是一個常數(shù),與顏色和傳播方向無關(guān),故ABD錯誤,C正確;故選:C?!军c評】光速與介質(zhì)有關(guān),在真空中光速是一個常數(shù)不變。二.多選題(共8小題)(多選)11.(2023秋?沙依巴克區(qū)校級月考)光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有許多應(yīng)用。如圖甲所示是利用光的干涉檢查某精密光學(xué)平面的平整度,下列說法正確的是()A.圖甲中下板是標準樣板,上板是待檢查的光學(xué)元件 B.若出現(xiàn)圖丙中彎曲的干涉條紋,說明被檢查的平面在此處出現(xiàn)了下凹 C.若換用頻率更大的單色光,其他條件不變,則圖乙中的干涉條紋變窄 D.用單色光垂直照射圖丁中的牛頓環(huán),得到的牛頓環(huán)中心是亮紋【考點】用薄膜干涉檢查工件的平整度;薄膜干涉現(xiàn)象.【專題】定性思想;推理法;光的干涉專題;推理能力.【答案】BC【分析】根據(jù)利用光的干涉檢查某精密光學(xué)平面的平整度的原理,空氣劈尖的干涉為等厚干涉分析解答AB選項;借用雙縫干涉的相鄰明條紋間距公式解答C選項;根據(jù)牛頓環(huán)的干涉圖樣解答D選項?!窘獯稹拷猓篈.圖甲中上板應(yīng)是標準樣板,下板是待檢查的光學(xué)元件,故A錯誤;B.空氣劈尖的干涉為等厚干涉,圖丙中條紋向劈尖的尖端彎曲,說明彎曲處的空氣層變厚了,則被檢查的平面在此處出現(xiàn)了下凹,故B正確;C.頻率越大的單色光,其波長較小,其他條件不變,借用雙縫干涉的相鄰明條紋間距公式:Δx=LdλD.牛頓環(huán)是一個薄膜干涉現(xiàn)象,其干涉圖樣,是一些明暗相間的同心圓環(huán)。用單色光垂直照射圖丁中的牛頓環(huán),得到的牛頓環(huán)中心是暗紋的,故D錯誤。故選:BC?!军c評】本題考查了光的干涉現(xiàn)象,掌握薄膜干涉的原理,知道薄膜干涉為等厚干涉。(多選)12.(2024春?龍巖期末)如圖甲所示,我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀,往其中央注入空氣,可以在液體球內(nèi)部形成一個同心球形氣泡。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為1:22,由a、b兩種顏色的光組成的細復(fù)色光束在過球心的平面內(nèi),從A點以i=45°的入射角射入球中,a、bA.該液體材料對a光的折射率大于對b光的折射率 B.a(chǎn)光在液體球中的傳播速度比b光的大 C.該液體材料對b光的折射率為2 D.若增大入射角i,b光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球【考點】光的折射與全反射的綜合問題.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【答案】AC【分析】根據(jù)折射定律,結(jié)合幾何關(guān)系得出材料對不同光的折射率的大小關(guān)系;根據(jù)全反射的發(fā)生條件,結(jié)合角度關(guān)系完成分析?!窘獯稹拷猓篈B.根據(jù)折射率的公式n=sini可知,以相同的入射角射入球中時,a光的折射角較小,故其折射率較大,由n=c由此可分析出a光在液體球中的傳播速度比b光的大小,故A正確,B錯誤;C.如圖所示可知b光線的折射角sinr=1根據(jù)折射定律可知,該液體對b光的折射率n=sini故C正確;D.若繼續(xù)增大入射角i,b光的折射角增大,光線遠離同心球形氣泡,光線從液體材料射出時的入射角與射入液體材料時的折射角大小相等,根據(jù)光的可逆性可知不會發(fā)生全反射,故D錯誤。故選:AC?!军c評】本題主要考查了折射定律的相關(guān)應(yīng)用,熟悉光的傳播特點,結(jié)合折射定律和幾何關(guān)系即可完成分析。(多選)13.(2024?湖南開學(xué))一個柱狀玻璃磚的橫截面如圖所示,它由半圓CPB和等腰三角形ABC組成,其中O為圓心,AC=BC。一束單色光從光源Q射到圓面上的P點,入射角i=45°,光束折射后與AC平行且恰好經(jīng)過OB中點。已知圓的半徑為R,光在真空中的速度大小為c,則()A.玻璃磚材料的折射率為2 B.玻璃磚材料的折射率為3 C.光從P點射入到離開玻璃磚的時間為(6D.光從P點射入到離開玻璃磚的時間為3【考點】光的折射與全反射的綜合問題.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【答案】AC【分析】根據(jù)折射定律和幾何關(guān)系得出玻璃磚材料的折射率;根據(jù)折射率得出光在介質(zhì)中的傳播速度,結(jié)合運動學(xué)公式得出對應(yīng)的時間。【解答】解:AB.由幾何關(guān)系可知,P點的折射角r=30°,根據(jù)折射定律可知光的折射率為:n=sini代入數(shù)據(jù)解得n=2故A正確;B錯誤;C.畫出光束在玻璃磚內(nèi)傳播的光路圖如圖所示:據(jù)sinC=1可得C=45°由幾何關(guān)系可知,∠OMD=45°,所以光束在M點發(fā)生全反射,可得PD=Rcos30°=32R光在玻璃磚材料的速度v=c所以光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間t=PD+DM+MN故C正確;D錯誤。故選:AC。【點評】本題主要考查了光的折射定律,熟悉光的傳播特點,結(jié)合幾何關(guān)系和運動學(xué)公式即可完成分析。(多選)14.(2024春?鷹潭期末)下列對于光現(xiàn)象的描述正確的是()A.早上陽光斜射穿過玻璃窗戶出現(xiàn)彩色條紋是由于光的衍射現(xiàn)象 B.泊松亮斑屬于衍射現(xiàn)象 C.光導(dǎo)纖維利用了光的全反射原理 D.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波【考點】光的色散現(xiàn)象;光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用;泊松亮斑;光的偏振現(xiàn)象及原理.【專題】定性思想;歸納法;光的衍射、偏振和電磁本性專題;理解能力.【答案】BC【分析】根據(jù)折射現(xiàn)象分析早上陽光斜射穿過玻璃窗戶出現(xiàn)彩色條紋的原因;泊松亮斑是一種衍射現(xiàn)象;結(jié)合光導(dǎo)纖維的原理和光的偏振現(xiàn)象的意義分析。【解答】解:A、早上陽光斜射穿過玻璃窗戶出現(xiàn)彩色條紋是由于光的折射發(fā)生的色散現(xiàn)象,故A錯誤;B、泊松亮斑屬于一種衍射現(xiàn)象,故B正確;C、光導(dǎo)纖維利用了光的全反射原理,故C正確;D、偏振是橫波的特有現(xiàn)象,光的偏振現(xiàn)象證明光是一種橫波,故D錯誤。故選:BC?!军c評】解答本題的關(guān)鍵要明確各種光現(xiàn)象形成的原因,掌握光導(dǎo)纖維的原理。(多選)15.(2024春?福州期末)下列有關(guān)物理知識在實際中的應(yīng)用,解釋正確的是()A.用偏振鏡頭拍攝水面下游魚與觀看立體電影的原理相同 B.可通過測量星球上某些元素發(fā)出的光波頻率判斷該星球遠離還是靠近地球 C.紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波,常用于醫(yī)院和食品消毒 D.某同學(xué)制作一個簡易的收音機,若想接收一個頻率較高的電臺,則應(yīng)該增加線圈的匝數(shù)【考點】偏振現(xiàn)象的應(yīng)用;電磁波的發(fā)射和接收;紅外線的特點和應(yīng)用;電磁波與信息化社會.【專題】定性思想;推理法;電磁場理論和電磁波;理解能力.【答案】AB【分析】根據(jù)光的偏振分析;根據(jù)多普勒效應(yīng)分析;根據(jù)紫外線的特點分析;根據(jù)f=1【解答】解:A.用偏振鏡頭拍攝水面下游魚與觀看立體電影的原理相同,都是利用了光的偏振,故A正確;B.根據(jù)多普勒效應(yīng),可通過測量星球上某些元素發(fā)出的光波頻率,判斷該星球遠離還是靠近地球,故B正確;C.紅外線是波長比可見光波長還長的電磁波,具有較好的熱效應(yīng),可用于紅外線測溫,紫外線具有較強的熒光效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng),常用于醫(yī)院和食品消毒,故C錯誤;D.若想接收一個頻率較高的電臺,應(yīng)增大固有頻率,根據(jù)f=12πLC故選:AB。【點評】本題考查了多普勒效應(yīng)、偏振、電磁波等相關(guān)知識,注意理解多普勒效應(yīng),注意電磁振蕩頻率公式的應(yīng)用。(多選)16.(2024春?西城區(qū)校級期末)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置觀察光的干涉現(xiàn)象。他使用綠色的濾光片,在目鏡中觀察到了一定數(shù)量的綠色條紋。若要增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù),以下措施可行的是()A.減小單縫到雙縫的距離 B.換用間距更大的雙縫 C.換用更長的遮光筒 D.換用藍色的濾光片【考點】更換光的顏色判斷條紋間距的變化;改變雙縫的間距判斷干涉條紋間距的變化;改變雙縫到光屏的距離判斷干涉條紋間距的變化.【專題】定量思想;推理法;光的干涉專題;實驗?zāi)芰Γ敬鸢浮緽D【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式:Δx=ld【解答】解:增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù),則條紋的寬度減小,根據(jù)相鄰亮條紋間的距離為:Δx=ldλ,l為雙縫到屏的距離,A、減小單縫到雙縫的距離,不影響干涉條紋間距,故A錯誤;B、使用間距更大的雙縫,即增大雙縫間距離d,則Δx減小,故B正確;C、換用更長的遮光筒,則L變大,Δx變大,故C錯誤;D、藍光的波長比綠光的小,換用藍色的濾光片后Δx變小,故D正確。故選:BD?!军c評】考查雙縫干涉原理,及其干涉條紋間距公式的應(yīng)用,解決該題需熟記條紋間距公式,知道公式中各物理量的所表示的意義。(多選)17.(2024春?沙坪壩區(qū)校級期末)下列說法正確的有()A.泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象 B.觀察者靠近波源時,其接收到的頻率大于波源的頻率 C.自然光射到兩種介質(zhì)的界面上后,折射光和反射光都是偏振光 D.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長更小時,波才能發(fā)生衍射【考點】光的偏振現(xiàn)象及原理;波的衍射的概念及產(chǎn)生明顯衍射的條件;多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用;泊松亮斑.【專題】定性思想;推理法;光的衍射、偏振和電磁本性專題;理解能力.【答案】BC【分析】泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象;根據(jù)多普勒效應(yīng)分析判斷;自然光射到兩種介質(zhì)的界面上后,折射光和反射光都是偏振光;根據(jù)波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件分析?!窘獯稹拷猓篈.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,故A錯誤;B.根據(jù)多普勒效應(yīng),當波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率會增加,所以當觀察者靠近波源時,其接收到的頻率大于波源的頻率,故B正確;C.自然光射到兩種介質(zhì)的界面上后,折射光和反射光都是偏振光,故C正確;D.所有波遇到縫或孔時都會發(fā)生衍射,但只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長更小時,波才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故D錯誤。故選:BC?!军c評】本題考查光的衍射,偏振與多普勒效應(yīng),掌握光的偏振現(xiàn)象、衍射及多普勒效應(yīng)等在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。(多選)18.(2024春?克州期末)如圖所示,兩束不同頻率的平行單色光a、b從水射入空氣(空氣折射率為1)發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象(α<β),下列說法正確的是()A.水對a的折射率比水對b的折射率小 B.在空氣中的傳播速度va>vb C.在水中的傳播速度va>vb D.當a、b入射角為0°時,沒有光線進入空氣中【考點】折射率的波長表達式和速度表達式.【專題】應(yīng)用題;信息給予題;定性思想;推理法;光的折射專題.【答案】AC【分析】根據(jù)折射率的公式結(jié)合題目信息可知折射率大小關(guān)系和光在水中的速度關(guān)系。【解答】解:ABC.由題目知空氣的折射率為1,即空氣中的光速等于真空中光速c,根據(jù)題意可知折射角α<β,所以折射率na<nb,由于n=cv知,光在水中的傳播速度va>vb,因為a、b在空氣中的傳播速度都是c,故B錯誤,D.當a、b入射角為0°時,光線垂直分界面進入空氣,而不是沒有光線進入空氣中,故D錯誤。故選:AC?!军c評】本題主要考查折射率的計算公式的運用,屬于基礎(chǔ)題目。三.解答題(共2小題)19.(2024?內(nèi)江模擬)如圖,某透明材料由一個半圓BEC和等邊三角形ABC組成,等邊三角形的邊長為L,半圓的直徑也為L?,F(xiàn)有一束單色光從AB邊的中點D垂直于BC邊射入材料中,折射光線剛好通過半圓BEC的圓心O,已知光在真空中的傳播速度為c。求:(1)該材料的折射率;(2)光在透明材料中的傳播時間(不計光在材料中的反射)?!究键c】光的折射定律.【專題】計算題;信息給予題;定量思想;推理法;光的折射專題;理解能力.【答案】(1)該材料的折射率為3;(2)光在透明材料中的傳播時間為3L【分析】(1)根據(jù)折射定律求解作答;(2)根據(jù)數(shù)學(xué)知識求解光在材料中的距離,根據(jù)折射率公式求解光在材料中的傳播速度,根據(jù)勻速直線運動公式求時間?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)題意作出光路圖如圖所示:由幾何關(guān)系,有i=60°,r=30°根據(jù)折射定律n=(2)由幾何關(guān)系可知,光在玻璃磚中傳播的路程為s,則s=設(shè)光在玻璃磚中傳播速度為v,根據(jù)折射率公式n=從D點第一次射到玻璃磚半圓弧的傳播時間為t,則t=s答:(1)該材料的折射率為3;(2)光在透明材料中的傳播時間為3L【點評】本題主要考查了光的折射,熟練掌握折射定律和折射率公式,要靈活運用數(shù)學(xué)知識與物理知識的結(jié)合。20.(2024春?豐臺區(qū)期末)如圖所示,一束激光AO沿半徑方向射入空氣中截面為半圓形的玻璃磚,O點是玻璃磚的圓心。已知光線AO的入射角i=30°,它的反射光線與折射光線的夾角為90°。(1)畫出反射和折射光路圖,并標出折射角r;(2)求這種玻璃的折射率n;(3)分析說明當入射角i=60°時,是否會發(fā)生全反射現(xiàn)象。【考點】光的折射與全反射的綜合問題.【專題】定量思想;推理法;光的折射專題;推理能力.【答案】(1)見解析;(2)這種玻璃的折射率為3;(3)會發(fā)生全反射現(xiàn)象?!痉治觥浚?)根據(jù)題意作圖;(2)根據(jù)折射定律解得折射率;(3)根據(jù)全反射臨界角結(jié)合入射角大小分析解答。【解答】解:(1)根據(jù)題意作圖如圖(2)反射角為30°,根據(jù)題意可知折射角r=60°根據(jù)折射定律有n=(3)根據(jù)全反射臨界角公式有sinC=當入射角為i=60°時有sini=3則會發(fā)生全反射。答:(1)見解析;(2)這種玻璃的折射率為3;(3)會發(fā)生全反射現(xiàn)象。【點評】本題考查光的折射與全反射的結(jié)合,解題關(guān)鍵掌握折射定律,注意全反射的發(fā)生條件。

考點卡片1.波的衍射的概念及產(chǎn)生明顯衍射的條件【知識點的認識】1.定義:波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。2.實驗及現(xiàn)象:(1)實驗器材:在水槽里放兩塊擋板,中間留個狹縫。(2)現(xiàn)象:①狹縫寬度比波長大得多時,波的傳播如同光沿直線傳播一樣,擋板后面產(chǎn)生一個陰影區(qū)。②狹縫寬度與波長相差不多或狹縫寬度比波長更小時,波繞到擋板后面繼續(xù)傳播。③當狹縫寬度一定時,波長與狹縫相差不多時,有明顯的衍射現(xiàn)象,隨著波長的減小,衍射現(xiàn)象變得越來越不明顯。3.發(fā)生明顯衍射的條件:縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多,,或者比波長更小。4.一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波特有的現(xiàn)象。5.對衍射現(xiàn)象的理解:(1)關(guān)于衍射的條件應(yīng)該說衍射是沒有條件的,衍射是波特有的現(xiàn)象,一切波都可以發(fā)生衍射。衍射只有“明顯”與“不明顯”之分,障礙物或小孔的尺寸跟波長差不多,或比波長小是產(chǎn)生明顯衍射的條件。(2)波的衍射實質(zhì)分析波傳到小孔(或障礙物)時,小孔(或障礙物)仿佛是一個新波源,由它發(fā)出的與原來同頻率的波在小孔(或障礙物)后傳播,就偏離了直線方向。波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似情況。(3)衍射現(xiàn)象與觀察的矛盾當孔的尺寸遠小于波長時盡管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射現(xiàn)象不容易觀察到?!久}方向】關(guān)于波的衍射,下列說法正確的是()A.衍射是機械波特有的現(xiàn)象B.對同一列波,縫、孔或障礙物越大衍射現(xiàn)象越明顯C.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象,縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.聲波容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是由于聲波的波長較長分析:衍射是波的特有的現(xiàn)象;對同一列波,縫、孔或障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯;橫波和縱波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象;波長越長,越容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象。解答:A、衍射是波特有的現(xiàn)象,不是機械波特有的現(xiàn)象,電磁波等其他波也能發(fā)生衍射現(xiàn)象,故A錯誤;B、根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知:對同一列波,縫、孔或障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯,故B錯誤;C、橫波能發(fā)生衍射現(xiàn)象,縱波也能發(fā)生衍射現(xiàn)象,如聲波是縱波,能發(fā)生衍射現(xiàn)象,故C錯誤;D、聲波容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象是由于聲波波長較長,故D正確。故選:D。點評:本題考查波的衍射,要牢記所有的波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象,只是有明顯不明顯的區(qū)別,知道孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相比差不多或者比波長更小是發(fā)生明顯衍射的條件,不是發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件。【解題思路點撥】1.波的衍射是不需要條件的,但要發(fā)生明顯的衍射必須滿足一定的條件。2.波長相對小孔(或障礙物)尺寸越長,衍射現(xiàn)象越明顯。2.多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用【知識點的認識】1.多普勒效應(yīng):當波源與觀察者之間有相對運動時,觀察者會感到波的頻率發(fā)生了變化,這種現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng).2.接收到的頻率的變化情況:當波源與觀察者相向運動時,觀察者接收到的頻率變大;當波源與觀察者背向運動時,觀察者接收到的頻率變小.【命題方向】??碱}型:在學(xué)校運動場上50m直跑道的兩端,分別安裝了由同一信號發(fā)生器帶動的兩個相同的揚聲器.兩個揚聲器連續(xù)發(fā)出波長為5m的聲波.一同學(xué)從該跑道的中點出發(fā),向某一段點緩慢行進10m.在此過程中,他聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為()A.2B.4C.6D.8【分析】當同學(xué)到兩個聲源的間距為波長整數(shù)倍時,振動加強,聽到聲音是加強的;當同學(xué)到兩個聲源的間距為半波長的奇數(shù)倍時,振動減弱,聽到聲音是減弱的.【解答】解:當同學(xué)到兩個聲源的間距為波長整數(shù)倍時,振動加強,聽到聲音是加強的,故該同學(xué)從中間向一側(cè)移動0m、2.5m、5.0m、7.5m、10m時,聽到聲音變大;當同學(xué)到兩個聲源的間距為半波長的奇數(shù)倍時,振動減弱,聽到聲音是減弱的,故該同學(xué)從中間向一側(cè)移動1.25m、3.75m、6.25m、8.75m時,聲音減弱;故該同學(xué)從中間向一側(cè)移動過程聽到揚聲器聲音由強變?nèi)醯拇螖?shù)為4次;故選B.【點評】本題關(guān)鍵明確振動加強和振動減弱的條件,然后可以結(jié)合圖表分析,不難.【解題方法點撥】多普勒效應(yīng)的成因分析(1)接收頻率:觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù),當波以速度v通過觀察者時,時間t內(nèi)通過的完全波的個數(shù)為N=,因而單位時內(nèi)通過觀察者的完全波的個數(shù),即接收頻率.(2)當波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率變大,當波源與觀察者相互遠離時,觀察者接收到的頻率變?。?.電磁波的發(fā)射和接收【知識點的認識】電磁波的發(fā)射、傳播和接收1.發(fā)射電磁波的條件(1)要有足夠高的振蕩頻率;(2)電路必須開放,使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間.2.調(diào)制:有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式.3.無線電波的接收(1)當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時,激起的振蕩電流最強,這就是電諧振現(xiàn)象.(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧.(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號的過程,叫做檢波.檢波是調(diào)制的逆過程,也叫做解調(diào).【命題方向】??碱}型:下列說法中,正確的是()A.電磁波不能在真空中傳播B.無線電通信是利用電磁波傳輸信號的C.電磁波在真空中的傳播速度與頻率無關(guān)D.無線電廣播與無線電視傳播信號的原理毫無相似之處【分析】電磁波的傳播不需要介質(zhì),無線電廣播與無線電視傳播信號的原理相似.解:A、電磁波的傳播不需要介質(zhì),在真空中可以傳播.故A錯誤.B、無線電通信是利用電磁波傳輸信號.故B正確.C、電磁波在真空中的傳播速度相同,與頻率無關(guān).故C正確.D、無線電廣播與無線電視傳播信號的原理相似.故D錯誤.故選BC.【點評】解決本題的關(guān)鍵知道電磁波的特點,以及電磁波的應(yīng)用.【解題思路點撥】1.需要傳送的電信號必須經(jīng)過調(diào)制才能向外發(fā)射,常用的調(diào)制方式有調(diào)頻和調(diào)幅兩種。2.電磁波的調(diào)制調(diào)制在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使載波隨各種信號面改變的技術(shù)調(diào)幅(AM)使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變的調(diào)制技術(shù)調(diào)頻(FM)使高頻電磁波的頹率隨信號的強弱而變的調(diào)制技術(shù)3.無線電波的接收方法(1)利用調(diào)諧電路產(chǎn)生電諧振,使接收電路的感應(yīng)電流最強。(2)通過解調(diào)把接收電路中的有用信號分離出來。2.調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別調(diào)諧就是一個選臺的過程,即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流,在接收電路中產(chǎn)生最強的感應(yīng)電流的過程;解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出來的過程。4.紅外線的特點和應(yīng)用【知識點的認識】紅外線的波長比無線電波短,比可見光長。所有物體都發(fā)射紅外線。熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強。紅外探測器能在較冷的背景上探測出較熱物體的紅外輻射,這是夜視儀器和紅外攝影的基礎(chǔ)。用靈敏的紅外探測器接收遠處物體發(fā)出的紅外線,然后用電子電路對信號進行處理,可以得知被測對象的形狀及溫度、濕度等參數(shù)。這就是紅外遙感技術(shù)。利用紅外遙感技術(shù)可以在飛機或人造地球衛(wèi)星上勘測地熱、尋找水源、監(jiān)視森林火情、預(yù)報風(fēng)暴和寒潮。紅外遙感技術(shù)在軍事上的應(yīng)用也十分重要。人體也在發(fā)射紅外線,體溫越高,發(fā)射的紅外線越強。根據(jù)這個原理制成的紅外體溫計不與身體接觸也可以測量體溫?!久}方向】人體受到下列哪種射線照射時,可以明顯感覺到熱()A、無線電波B、紅外線C、γ射線D、X射線分析:無線電波的作用主要是各種移動通信和無線電廣播;紅外線的主要作用是熱作用;γ射線有很強的穿透力,工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動控制,對細胞有殺傷力,醫(yī)療上用來治療腫瘤;X射線具有很高的穿透本領(lǐng)本領(lǐng),能透過許多對可見光不透明的物質(zhì).解答:A、無線電波的作用主要是各種移動通信和無線電廣播,故不會讓人明顯感到熱,故A錯誤;B、紅外線的主要作用是熱作用,故照射到人體上,可以使人明顯感覺到熱,故B正確;C、γ射線有很強的穿透力,工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動控制。γ射線對細胞有殺傷力,醫(yī)療上用來治療腫瘤而不會使人明顯感覺到熱。故C錯誤;D、X射線具有很高的穿透本領(lǐng)本領(lǐng),能透過許多對可見光不透明的物質(zhì),故X射線主要用在醫(yī)學(xué)上進行透視和攝片,而沒有熱作用,故照射到人身上人體不會明顯感覺到熱。故D錯誤。故選:B。點評:本題考查了無線電波、紅外線、X射線和γ射線的主要作用,內(nèi)容基礎(chǔ),只要熟悉教材即可順利解決.【解題思路點撥】常見電磁波的應(yīng)用電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線λ射線頻率(Hz)由左向右,頻率變化由小到大真空中波長由左向右,波長變化由長到短特性波動性強熱作用強感光性強化學(xué)作用,熒光效應(yīng)穿透力強穿透力最強用途通訊、廣播、導(dǎo)航加熱、遙測、遙感、紅外攝像、紅外制導(dǎo)照明、照相等日光燈、殺菌消毒、治療皮膚病等檢查、探測、透視、治療探測、治療5.電磁波與信息化社會【知識點的認識】1.電磁波與信息的傳遞電磁波可以通過電纜、光纜進行有線傳輸,也可以實現(xiàn)無線傳輸。電磁波的頻率越高,相同時間傳遞的信息量越大。2.電視在電視的發(fā)射端,把景物的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程叫攝像﹔在電視的接收端,天線接到高頻信號以后,經(jīng)過調(diào)諧、解調(diào),,將得到的圖像信號送到顯像管,還原成圖像。3.雷達利用無線電波來測定物體位置的設(shè)備,利用的是電磁波遇到障礙物發(fā)生反射的性質(zhì),波長越短,越易于反射。4.移動電話將用戶的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號發(fā)射到空中,同時它相當于一臺收音機,捕捉空中的電磁波,使用戶接收到對方發(fā)送的通信信息。【命題方向】下列應(yīng)用沒有利用電磁波技術(shù)的是()A、無線電廣播B、移動電話C、雷達D、白熾燈分析:電磁波可用于電信、電視、航天外,還可以用于加熱.解答:A、無線電廣播是利用電磁波將信息傳播出去,故A正確,但不選;B、移動電話是利用電磁波傳輸信息,故B正確,但不選;C、雷達是利用電磁波發(fā)出信號經(jīng)反射接收后,從而定位,故C正確,但不選;D、白熾燈是鎢絲因通電后電流做功,產(chǎn)生熱量從而發(fā)光。故D不正確故選:D。點評:電磁波是由變化的電磁場產(chǎn)生的.【解題思路點撥】當今社會電磁波與人類的生產(chǎn)生活已經(jīng)完全融合在一起,成為一個密不可分的整體。6.光的折射定律【知識點的認識】一、光的折射1.光的折射現(xiàn)象:光射到兩種介質(zhì)的分界面上時,一部分光進入到另一種介質(zhì)中去,光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射。2.光的折射定律:折射光線與入射光線、法線處于同一平面內(nèi),折射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè),入射角的正弦與折射角的正弦成正比。3.在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的。4.折射率:光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比,叫做介質(zhì)的絕對折射率,簡稱折射率。表示為n=sin實驗證明,介質(zhì)的折射率等于光在真空中與在該介質(zhì)中的傳播速度之比,即n=c大于1,.兩種介質(zhì)相比較,折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì),折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)。5.相對折射率光從介質(zhì)Ⅰ(折射率為n1、光在此介質(zhì)中速率為v1)斜射入介質(zhì)Ⅱ(折射率為n2、光在此介質(zhì)中的速率為v2)發(fā)生折射時,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率。用n21表示。n21=Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率又等于Ⅱ介質(zhì)的折射率n2跟Ⅰ介質(zhì)的折射率n1之比,即n21=n由以上兩式,可得到光的折射定律的一般表達式是:n1sin∠1=n2sin∠2或n1v1=n2v2?!久}方向】如圖所示,直角三棱鏡ABC的一個側(cè)面BC緊貼在平面鏡上,∠BAC=β.從點光源S發(fā)出的細光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上,適當調(diào)整入射光SO的方向,當SO與AC成α角時,其折射光與鏡面發(fā)生一次反射,從AC面射出后恰好與SO重合,則此棱鏡的折射率為()分析:由題意可知從AC面出射的光線與入射光線SO恰好重合,因此根據(jù)光路可逆可知SO的折射光線是垂直于BC的,然后根據(jù)折射定律即可求解折射率。解答:作出光路圖,依題意可知光垂直BC反射才能從AC面射出后恰好與SO重合,則光在AC面的入射角為90°﹣α,由幾何關(guān)系可知折射角為:r=90°﹣β。根據(jù)折射定律:n=sin(90°-α)sin(90°-β)=cosαcosβ故選:A。點評:解決幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵是根據(jù)題意正確畫出光路圖,然后根據(jù)幾何關(guān)系以及相關(guān)物理知識求解?!窘忸}方法點撥】光的折射問題,解題的關(guān)鍵在于正確畫出光路圖、找出幾何關(guān)系。解題的一般步驟如下:(1)根據(jù)題意正確畫出光路圖;(2)根據(jù)幾何知識正確找出角度關(guān)系;(3)依光的折射定律列式求解。7.折射率及其測定【知識點的認識】一、光的折射1.折射率:光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比,叫做介質(zhì)的絕對折射率,簡稱折射率.表示為n=sin實驗證明,介質(zhì)的折射率等于光在真空中與在該介質(zhì)中的傳播速度之比,即n=c大于1,.兩種介質(zhì)相比較,折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì),折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì).2.相對折射率光從介質(zhì)Ⅰ(折射率為n1、光在此介質(zhì)中速率為v1)斜射入介質(zhì)Ⅱ(折射率為n2、光在此介質(zhì)中的速率為v2)發(fā)生折射時,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率.用n21表示.n21=Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率又等于Ⅱ介質(zhì)的折射率n2跟Ⅰ介質(zhì)的折射率n1之比,即n21=n由以上兩式,可得到光的折射定律的一般表達式是:n1sin∠1=n2sin∠2或n1v1=n2v2.【命題方向】一個圓柱形筒,如圖所示,直徑d=12cm,高H=16cm,人眼在筒側(cè)上方某處觀察,所見筒左側(cè)的深度為h=9cm,當筒中裝滿液體時,則恰能看到筒左側(cè)的最低點。光在真空中傳播速度c=3.0×108m/s。求:(1)此液體的折射率n.(2)光在此液體中的傳播速度v。分析:(1)畫出光路圖,根據(jù)幾何知識求出入射角正弦和折射角正弦,運用折射定律求出液體的折射率n。(2)根據(jù)v=cn求出光在液體中的傳播速度解答:(1)光路圖如圖所示根據(jù)幾何知識有sinθ1根據(jù)折射定律有n=(2)光在此液體中的傳播速度為v=答:(1)此液體的折射率n為43(2)光在此液體中的傳播速度v為2.25×108m/s。點評:解決本題的關(guān)鍵是畫出光路圖,運用幾何知識求出入射角正弦和折射角正弦,要掌握折射率的定義式和光速與折射率關(guān)系公式?!窘忸}思路點撥】折射率的定義式n=sinθ1sinθ2中的8.折射率的波長表達式和速度表達式【知識點的認識】1.折射率的兩種計算方法(1)光的折射定律:n=(2)用光速進行計算:n=c2.對折射率計算公式的理解(l)折射率n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量,它的大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定,與入射角、折射角的大小無關(guān)。(2)從公式n=cv看,由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v,所以任何介質(zhì)的折射率都大于(3)由于n>1,從公式n=sin【命題方向】如圖所示,真空中有一下表面鍍反射膜的平行玻璃磚,其折射率n=2.一束單色光與界面成θ=45°角斜射到玻璃磚表面上,最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個光點A和B,A和B相距h=2.0cm。已知光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s①該單色光在玻璃磚中的傳播速度。②玻璃磚的厚度d。一束光斜射在表面鍍反射膜的平行玻璃磚,則反射光線在豎直光屏上出現(xiàn)光點A,而折射光線經(jīng)反射后再折射在豎直光屏上出現(xiàn)光點B,根據(jù)光學(xué)的幾何關(guān)系可由AB兩點間距確定CE間距,再由折射定律,得出折射角,最終算出玻璃磚的厚度。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=作出如圖所示的光路,△CDE為等邊三角形,四邊形ABEC為梯形,CE=AB=h.玻璃的厚度d就是邊長h的等邊三角形的高。故d=h答:①該單色光在玻璃磚中的傳播速度32②玻璃磚的厚度1.732cm。根據(jù)光路可逆及光的反射可得出AC與BE平行,從而確定CE的長度?!局R點的認識】折射率的定義式中n=sinθ1sinθ2的9.光的全反射現(xiàn)象【知識點的認識】1.當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,同時發(fā)生折射和反射。如果入射角逐漸增大,折射光離法線會越來越遠,而且越來越弱,反射光卻越來越強。當入射角增大到某一角度,使折射角達到90°時,折射光完全消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象叫作全反射(totalreflection),這時的入射角叫作臨界角(criticalangle)。2.全反射現(xiàn)象再生活中的應(yīng)用有光導(dǎo)纖維和全反射棱鏡等?!久}方向】下列現(xiàn)象中屬于光的全反射現(xiàn)象的是()A、陽光照射存肥皂泡上,??吹椒试砼萆嫌胁噬yB、玻璃中的氣泡,有時看上去特別明亮C、在陽光下用白紙對著凸鏡前后移動時,在一定距離處紙上會出現(xiàn)耀眼的光斑D、飛機在陽光下作特技飛行時,有時會看到飛機突然變得非常明亮分析:當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),入射角大于臨界角時,光線全部反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象.對照全反射的定義依次分析說明.解答:A、在陽光照射下,??吹椒试砼萆嫌胁噬y是由于薄膜干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的,故A錯誤。B、玻璃中的氣泡有時看上去特別明亮,是由于光從玻璃射入氣泡時發(fā)生全反射形成的。故B正確。C、在陽光下用白紙對著凸鏡前后移動時,在一定距離處紙上會出現(xiàn)耀眼的光斑,這是光的折射現(xiàn)象。故C錯誤。D、飛機在陽光下作特技飛行時,有時會看到飛機變得非常明亮,是由于光的反射形成的。故D錯誤。故選:B。點評:本題關(guān)鍵要掌握各種光現(xiàn)象形成的原因,知道全反射的定義和產(chǎn)生條件.【解題思路點撥】對全反射現(xiàn)象的理解(1)全反射的條件①光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)②入射角大于或等于臨界角。(2)全反射遵循的規(guī)律:發(fā)生全反射時,光全部返回原介質(zhì),入射光線與反射光線遵循光的反射定律,由于不存在折射光線,光的折射定律不再適用。(3)從能量角度來理解全反射:當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,隨著入射角增大,折射角也增大﹔同時折射光線強度減弱,即折射光線能量減小,反射光線強度增強,能量增加,當入射角達到臨界角時,折射光線強度減弱到零,反射光的能量等于入射光的能量。10.光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用【知識點的認識】1.光導(dǎo)纖維:主要應(yīng)用:a.光導(dǎo)纖維;b.內(nèi)窺鏡;c.光纖通信.2.光導(dǎo)纖維的原理:當光在有機玻璃棒內(nèi)傳播時,如果從有機玻璃射向空氣的入射角大于臨界角,光會發(fā)生全反射,于是光在有機玻璃棒內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。這就是光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理。實用光導(dǎo)纖維的直徑只有幾微米到一百微米。因為很細,一定程度上可以彎折。它由內(nèi)芯和外套兩層組成,內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。3.內(nèi)窺鏡的原理如果把光導(dǎo)纖維聚集成束,使纖維在兩端排列的相對位置一樣,圖像就可以從一端傳到另一端(下左圖)。醫(yī)學(xué)上用這種光纖制成“內(nèi)窺鏡”(下右圖),用來檢查人體胃、腸、氣管等臟器的內(nèi)部。實際的內(nèi)窺鏡裝有兩組光纖,一組把光傳送到人體內(nèi)部進行照明,另一組把體內(nèi)的圖像傳出供醫(yī)生觀察。4.光纖通信的原理:光也可以像無線電波那樣,作為載體來傳遞信息。載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的激光從光纖的一端輸入,就可以傳到千里以外的另一端,實現(xiàn)光纖通信。光纖通信有傳輸容量大的特點。例如,一路光纖的傳輸能力的理論值為二十億路電話,一千萬路電視。此外,光纖傳輸還有衰減小、抗干擾性及保密性強等多方面的優(yōu)點?!久}方向】如圖,光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩部分組成,內(nèi)芯折射率比外套的大,光在光導(dǎo)纖維中傳播時,光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射。假設(shè)外套為空氣,一束紅光由光導(dǎo)纖維的一端射入內(nèi)芯,紅光在內(nèi)芯與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射,經(jīng)時間t1從另一端射出;另讓一束綠光也從光導(dǎo)纖維的一端射入,綠光在內(nèi)芯與空氣的界面上也恰好發(fā)生全反射,經(jīng)時間t2從另一端射出。則內(nèi)芯對紅光的折射率n1與對綠光的折射率n2之比為()A、t1t2B、t2t1C、t1tsinC根據(jù)光路圖中的幾何關(guān)系可得紅光通過光導(dǎo)纖維路程時對應(yīng)的路程l1又紅光的速度為v因此所用時間t整理得t同理綠光通過光導(dǎo)纖維所用時間t根據(jù)以上格式可以得出n1故ABD錯誤,C正確。故選:C。點評:考查光在介質(zhì)中的全反射問題,會根據(jù)題意列式求解相應(yīng)的物理量。【解題思路點撥】解決全反射問題的思路(1)確定光是由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)。(2)若由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時,則根據(jù)sinC=1(3)根據(jù)題設(shè)條件,畫出入射角等于臨界角的“臨界光路”。(4)運用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進行判斷推理,進行動態(tài)分析或定量計算。11.光的折射與全反射的綜合問題【知識點的認識】1.對全反射的理解光投射到兩種介質(zhì)的界面上會發(fā)生反射和折射,入射角和反射角、入射角和折射角的關(guān)系分別遵守反射定律和折射定律,當光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)中時,若入射角等于或者大于臨界角會發(fā)生全反射現(xiàn)象。2.對臨界角的理解光線從介質(zhì)進入真空或空氣,折射角θ2=90°時,發(fā)生全反射,此時的入射角θ1叫臨界角C。由1n=sinθ1(介3.綜合類問題的解題思路(1)確定光是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì),還是由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì),并根據(jù)sinC=1(2)畫出光線發(fā)生折射、反射的光路圖(全反射問題中關(guān)鍵要畫出入射角等于臨界角的“臨界光路圖”)。(3)結(jié)合光的反射定律、折射定律及臨界角C、幾何關(guān)系進行分析與計算?!久}方向】用折射率n=3/2的光學(xué)材料制成如圖棱鏡,用于某種光學(xué)儀器中,現(xiàn)有束光線沿MN方向從空氣射到棱鏡的AB面上,入射角的大小滿足關(guān)系sini=34,該束光經(jīng)AB面折射后射到BC面的①求光在棱鏡中傳播的速率(光在空氣中的速度近似為在真空中的速度)②通過計算判斷該光束射到P點后能否發(fā)生全反射并畫出光束在棱鏡中的光路圖。①根據(jù)v=c②根據(jù)折射定律求出光線進入棱鏡后的折射角,由幾何知識求出光線射到BC面上P點的入射角,與臨界角大小進行比較,分析能否發(fā)生全反射,再作出光路圖。解:①光在棱鏡中傳播的速率為:v=cn=3×10②由折射定律得:n=解得光線在AB面上的折射角為:r=30°由幾何知識得光線在BC面的入射角為:θ=45°由sinC=1n=23則θ>C,故光線在BC面上發(fā)生全反射,之后垂直AC面射出棱鏡畫出光路圖如圖所示。答:①光在棱鏡中傳播的速率v是2×108m/s。②該光束射到P點后能發(fā)生全反射,光束在棱鏡中的光路圖如圖所示。本題要根據(jù)折射定律和幾何知識,通過計算來研究光路,要注意當光從光密進入光疏介質(zhì)時要考慮能否發(fā)生全反射?!窘忸}思路點撥】(1)解決幾何光學(xué)問題應(yīng)先準確畫好光路圖。(2)用光的全反射條件來判斷在某界面是否發(fā)生全反射;用折射定律找入射角和折射角的關(guān)系。(3)在處理幾何光學(xué)問題時應(yīng)充分利用光的可逆性、對稱性、相似性等幾何關(guān)系。12.光的干涉現(xiàn)象【知識點的認識】1.光的干涉現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn):光的干涉現(xiàn)象是波動獨有的特征,如果光真的是一種波,就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象。1801年,英國物理學(xué)家托馬斯?楊(1773—1829)在實驗室里成功地觀察到了光的干涉。2.光的干涉現(xiàn)象的定義:兩列或幾列光波在空間相遇時相互疊加,在某些區(qū)域始終加強,在另一些區(qū)域則始終削弱,形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象,證實了光具有波動性。3.光的干涉現(xiàn)象的意義:光能發(fā)生干涉現(xiàn)象說明光是一種波?!久}方向】下列幾種應(yīng)用或技術(shù)中,用到光的干涉原理的是()A、照相機鏡頭上的增透膜B、透過羽毛看到白熾燈呈現(xiàn)彩色C、在磨制平面時,檢查加工表面的平整度D、在醫(yī)療中用X射線進行透視分析:波的干涉則是兩列頻率完全相同的波相互疊加時,會出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象.而波的衍射則是能繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象.解答:A、照相機鏡頭上的增透膜,利用薄膜得到頻率相同的兩列光波,進行相互疊加,出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,故A正確;B、透過羽毛看到白熾燈呈現(xiàn)彩色,這是單縫衍射現(xiàn)象,故B錯誤;C、在磨制平面時,檢查加工表面的平整度,這是利用磨制平面與標準平面形成頻率相同的兩列光波,相互疊加進行干涉,從而由明暗條紋的平行性,來確定加工表面的平整度,故C正確;D、在醫(yī)療中用X射線進行透視,則是利用X射線的穿透性。故D錯誤;故選:AC。點評:干涉與衍射均是波的特性,穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象必須是頻率完全相同,而明顯的衍射現(xiàn)象必須是波長比阻礙物尺寸大得多或相差不大.而在干涉圖樣中,振動加強區(qū)位移時大時小.【解題思路點撥】高中階段主要介紹光的雙縫干涉和薄膜干涉,光的干涉現(xiàn)象再生產(chǎn)和生活中都有廣泛的應(yīng)用。13.光的雙縫干涉圖樣【知識點的認識】1.通過雙縫干涉實驗可以得到一組明暗相間的條紋,這就是光的雙縫干涉圖樣,如下圖:2.條紋的特點:除邊緣條紋外,單色光的雙縫干涉條紋是相互平行、寬度相等、明暗相間的直條紋?!久}方向】如圖所示,a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣。分析各圖樣的特點可以得出的正確結(jié)論是()A、a、b是光的干涉圖樣B、c、d是光的干涉圖樣C、形成a圖樣光的波長比形成b圖樣光的波長短D、形成c圖樣光的波長比形成d圖樣光的波長短分析:干涉條紋的間距是相等的,條紋間距大的光波波長長。解答:干涉圖樣的條紋等間距,故A正確,B錯誤;無論是干涉還是衍射,形成的條紋間距大的波長長,故C、D均錯誤。故選:A。點評:本題考查了干涉圖樣的特點,條紋間距與光波的波長成正比?!窘忸}思路點撥】區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法(l)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分:雙縫干涉條紋是等寬的,條紋間的距離也是相等的,而單縫衍射條紋,中央亮條紋最寬,兩側(cè)的亮條紋逐漸變窄。(2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分:雙縫干涉條紋,從中央亮條紋往兩側(cè)亮度變化很小,而單縫衍射條紋的中央亮條紋最亮,兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗。14.光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系【知識點的認識】1.實驗裝置如下圖所示2.單縫屏的作用獲得一個線光源,使光源有唯一的頻率和振動情況。如果用激光直接照射雙縫,可省去單縫屏(托馬斯?楊所處年代沒有激光)。3.雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上,又照到雙縫S1、S2上,這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光。4.相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離△x與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如下圖所示,雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為l。雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0。對屏上與P0距離為x的一點P,兩縫與P的距離PS1=r1,PS2=r2。在線段PS2上作PM=PS1,則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聯(lián)立可得r2﹣r1=dx若P處為亮條紋,則dxl=±kλ(k=0,1,解得x=±kldλ(k=0,1,2所以相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距Δx=ld【命題方向】如圖所示為雙縫干涉實驗裝置,當用波長為600nm的光照射單縫S時,在屏上觀察到相鄰亮條紋中心的距離為Δx,若改用波長為400nm的光照射單縫S,若使相鄰亮條紋中心的距離仍為Δx,下列措施可行的是()A、增大雙縫和光屏之間的距離B、增大單縫和雙縫之間的距離C、增大雙縫S1和S2之間的距離D、增大單縫和光屏之間的距離分析:根據(jù)亮條紋間的距離求解相鄰亮條紋之間的間距Δx,根據(jù)兩條亮紋間的距離Δx=Ld解答:由相鄰亮條紋之間的間距公式Δx=Ldλ,當Δx一定,而波長λ減小時,要使條紋間距Δ可以增大雙縫到屏的距離L,或減小雙縫間距d,A、增大雙縫和光屏之間的距離L,符合題設(shè)條件,故A正確;B、增大單縫和雙縫之間的距離,對條紋間距沒影響,故B錯誤;C、增大雙縫S1和雙縫S2之間的距離,會使條條紋間距變得更小,故C錯誤;D、增大單縫和屏之間的距離,可能只是增大單雙縫的距離,而雙縫和屏的距離不變,則條紋間距也會變小,故D錯誤。故選:A。點評:解決本題的關(guān)鍵知道雙縫干涉實驗的原理及干涉條紋間距公式,并注意正確計算條紋間距數(shù)?!窘忸}思路點撥】條紋間距Δx與雙縫距離d、光的波長λ及雙縫到屏的距離l之間的關(guān)系為Δx=ld15.改變雙縫的間距判斷干涉條紋間距的變化【知識點的認識】1.實驗裝置如下圖所示2.單縫屏的作用獲得一個線光源,使光源有唯一的頻率和振動情況。如果用激光直接照射雙縫,可省去單縫屏(托馬斯?楊所處年代沒有激光)。3.雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上,又照到雙縫S1、S2上,這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光。4.相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離△x與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如下圖所示,雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為l。雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0。對屏上與P0距離為x的一點P,兩縫與P的距離PS1=r1,PS2=r2。在線段PS2上作PM=PS1,則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聯(lián)立可得r2﹣r1=dx若P處為亮條紋,則dxl=±kλ(k=0,1,解得x=±kldλ(k=0,1,2所以相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距Δx=ld【命題方向】分別以紅光和紫光先后用同一裝置進行雙縫干涉實驗,已知λ紅>λ紫,在屏上得到相鄰亮紋間的距離分別為Δx1和Δx2,則()A、Δx1<Δx2B、Δx1>Δx2C、若雙縫間距d減小,而其他條件保持不變,則Δx增大D、若雙縫間距d減小,而其他條件保持不變,則Δx不變分析:根據(jù)公式Δx=Ld解答:AB、該題考查條紋間距的表達式Δx=Ldλ,由于Δx∝λ,λ紅>λ紫,得Δx1>Δx2,故A錯誤,CD、當雙縫間距d減小,其他條件不變時,條紋間距Δx應(yīng)增大,故C正確,D錯誤。故選:BC。點評:解決本題的關(guān)鍵掌握出現(xiàn)明暗條紋的條件,以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ld【解題思路點撥】條紋間距Δx與雙縫距離d、光的波長λ及雙縫到屏的距離l之間的關(guān)系為Δx=ld16.改變雙縫到光屏的距離判斷干涉條紋間距的變化【知識點的認識】1.實驗裝置如下圖所示2.單縫屏的作用獲得一個線光源,使光源有唯一的頻率和振動情況。如果用激光直接照射雙縫,可省去單縫屏(托馬斯?楊所處年代沒有激光)。3.雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上,又照到雙縫S1、S2上,這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光。4.相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離△x與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如下圖所示,雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為l。雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0。對屏上與P0距離為x的一點P,兩縫與P的距離PS1=r1,PS2=r2。在線段PS2上作PM=PS1,則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聯(lián)立可得r2﹣r1=dx若P處為亮條紋,則dxl=±kλ(k=0,1,解得x=±kldλ(k=0,1,2所以相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距Δx=ld【命題方向】雙縫干涉實驗裝置如圖所示,雙縫間的距離為d,雙縫到像屏的距離為L,調(diào)整實驗裝置使得像屏上可以看到清晰的干涉條紋.關(guān)于干涉條紋的情況,下列敘述正確的是()A、若將像屏向左平移一小段距離,屏上的干涉條紋將變得不清晰B、若將像屏向右平移一小段距離,屏上仍有清晰的干涉條紋C、若將雙縫間距離d減小,像屏上的兩個相鄰明條紋間的距離變小D、若將雙縫間距離d減小,像屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離增大分析:根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ldλ,結(jié)合解答:AB、將光屏向左平移一小段距離,或右移一小段距離,屏上都仍有清晰的干涉條紋。故A錯誤,B正確。C、根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ldλ,知d減小,相鄰明條紋的距離增大。故C錯誤,故選:BD。點評:解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式Δx=Ld【解題思路點撥】條紋間距Δx與雙縫距離d、光的波長λ及雙縫到屏的距離l之間的關(guān)系為Δx=ld17.更換光的顏色判斷條紋間距的變化【知識點的認識】1.實驗裝置如下圖所示2.單縫屏的作用獲得一個線光源,使光源有唯一的頻率和振動情況。如果用激光直接照射雙縫,可省去單縫屏(托馬斯?楊所處年代沒有激光)。3.雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上,又照到雙縫S1、S2上,這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動情況完全一致的相干光。4.相鄰亮條紋(或暗條紋)間的距離△x與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如下圖所示,雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為l。雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點為P0。對屏上與P0距離為x的一點P,兩縫與P的距離PS1=r1,PS2=r2。在線段PS2上作PM=PS1,則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聯(lián)立可得r2﹣r1=dx若P處為亮條紋,則dxl=±kλ(k=0,1,解得x=±kldλ(k=0,1,2所以相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距Δx=ld【命題方向】在雙縫干涉實驗中保持狹縫間的距離和狹縫到屏的距離都不變,用不同的色光照射時,則下列敘述正確的是()A、紅光的干涉條紋間距最大B、紫光的干涉條紋間距最大C、紅光和紫光干涉條紋間距一樣大D、用白光照射會出現(xiàn)白色干涉條紋分析:紅光的波長大于紫光的波長,根據(jù)Δx=L解答:ABC、根據(jù)Δx=Ldλ得,狹縫間的距離和狹縫到屏的距離都不變,紅光的波長比紫光的波長大,所以紅光干涉條紋的間距大。故AD、用白光照射會出現(xiàn)彩色條紋。故D錯誤。故選:A。點評:解決本題的關(guān)鍵掌握雙縫干涉條紋的間距公式Δx=L【解題思路點撥】條紋間距Δx與雙縫距離d、光的波長λ及雙縫到屏的距離l之間的關(guān)系為Δx=ldλ,當其

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