高中物理光学六类经典题型
物理高中光学试题答案及解析
物理高中光学试题答案及解析一、选择题1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。
以下哪个选项正确描述了光的折射定律?A. 折射角总是大于入射角B. 折射角总是小于入射角C. 入射光线、折射光线和法线在同一平面内D. 折射角与入射角成正比答案:C解析:光的折射定律包括三个主要方面:入射光线、折射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;入射角与折射角的正弦之比是一个常数,与介质的性质有关。
选项C正确描述了第一个方面。
2. 以下哪个现象不是光的干涉现象?A. 薄膜干涉B. 双缝干涉C. 单缝衍射D. 光的衍射答案:D解析:光的干涉现象是指两个或多个相干光波在空间相遇时,光强分布出现增强或减弱的现象。
薄膜干涉、双缝干涉和单缝衍射都是光的干涉现象。
而光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时,波前发生弯曲和扩展的现象,与干涉现象不同。
二、填空题1. 光的偏振现象是指光波的振动方向在传播过程中被限制在某一特定方向的现象。
偏振光可以通过_________来实现。
答案:偏振器2. 光的全反射现象发生在光从光密介质进入光疏介质,且入射角大于临界角时。
临界角的大小由_________决定。
答案:两种介质的折射率三、简答题1. 请简述光的色散现象及其产生的原因。
答案:光的色散现象是指不同波长的光在介质中传播速度不同,导致折射角不同,从而使光波分离的现象。
产生色散的原因是由于介质对不同波长的光具有不同的折射率,即色散率。
这种现象在彩虹的形成和棱镜分光中尤为明显。
四、计算题1. 已知某介质的折射率为 1.5,光从真空进入该介质,求光的临界角。
答案:根据公式\[ \sin(C) = \frac{1}{n} \],其中C为临界角,n为折射率。
代入数值得\[ \sin(C) = \frac{1}{1.5} = 0.6667 \],所以临界角C可以通过取正弦的反函数求得,即\[ C =\arcsin(0.6667) \]。
高中物理光学考点题型与解题方法
(每日一练)高中物理光学考点题型与解题方法单选题1、激光被称为“最快的刀”,相对于传统激光器,大功率激光器广泛用于焊接、切割、表面去污等领域。
假设一台耗电功率为P 的激光器,发出的激光在水中的波长为λ,已知水的折射率为n ,真空中的光速为c ,普朗克常量为h ,该激光在t 时间内发射出的光子数目为N ,则该激光器的发光效率为( )A .Nℎc PtnλB .nℎc PtNλC .NℎλPtncD .nℎλPtNc答案:A解析:设激光在水中的速度为v ,则有n =c v其频率为ν=v λ=c nλ 则单个光子的能量为E =ℎν=ℎc nλ 故该激光器的发光效率为η=NE Pt =Nℎc Ptnλ 故选A 。
2、如图所示,在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光,把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜。
通过这层液膜观察灯焰的像与下面的哪幅图相符()A.B.C.D.答案:D解析:液膜上的像是液膜前后两个面反射的光形成的,此像由明暗相间的水平条纹组成。
故选D。
3、某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示,能发射电磁波的是()A.B.C.D.答案:C解析:非均匀变化的电场产生变化的磁场,非均匀变化的磁场再产生变化的电场,从而形成电磁场,电磁场由近及远地传播,形成电磁波,故要求电流或电压是变化的,但不能是均匀变化的,C正确。
故选C。
4、如图甲所示,t=0时,一小船停在海面上的P点,一块浮木漂在纵坐标y=0.5m的R点,其后小船的振动图像如图乙所示,可知()A.浮木比小船早振动0.7sB.水波波速为4.8m/sC.1.5s末,浮木向下运动D.若该水波传播过程遇到宽度为0.4m的障碍物,不会观察到明显的衍射现象答案:C解析:A.由上下坡法,可以判断波向x轴正方向传播,所以浮木比小船晚振动,故A错误;B.由题意波速为v=λT=41.2m s⁄≈3.3m s⁄故B错误;C.因为t=0时浮木漂在纵坐标y=0.5m的R点,即此时已经从平衡位置振动了112T,又因为t=1.5s=114T=T+14T所以1.5s末,浮木向下运动,故C正确;D.因为波长为1.2m,所以该水波传播过程遇到宽度为0.4m的障碍物时,即障碍物的尺寸小于波长,则会观察到明显的衍射现象,故D错误。
光学物理题型总结归纳
光学物理题型总结归纳光学物理是物理学中的一个重要分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象,以及与物质的相互作用等问题。
在学习光学物理的过程中,我们经常会遇到各种各样的题目。
为了帮助大家更好地总结和归纳这些题目,本文将从光的传播、反射、折射、干涉和衍射等方面,对常见的光学物理题型进行总结和归纳。
一、光的传播在光学物理中,光的传播是一个基础的概念。
光的传播可以分为直线传播和曲线传播两种情况。
对于直线传播的情况,我们可以利用光的直线传播规律,通过给定的条件来求解光线的传播路径、传播时间等问题。
而对于曲线传播的情况,我们需要运用光的全反射定律和折射定律等原理,来研究光的传播路径和角度等问题。
二、光的反射光的反射是指光线遇到一个界面时发生的现象。
在光的反射问题中,我们主要关注光的入射角、反射角以及反射定律等内容。
通过理解和应用光的反射定律,我们可以解决涉及到入射光线和反射光线之间夹角关系的问题。
例如,当光线垂直入射时,反射角等于入射角;而当光线斜入射时,反射角与入射角之间的关系可以由反射定律给出。
三、光的折射光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时方向发生改变的现象。
研究光的折射问题,我们需要掌握折射定律和折射率等概念。
折射定律表明,光线在两种介质之间传播时,入射角和折射角之间满足一定的关系。
而折射率则是描述介质对光的折射程度的物理量。
通过对光的折射问题的研究,我们可以了解光线在不同介质中的传播特点,并可以解决涉及到求解折射角、入射角等问题。
四、光的干涉光的干涉是指光波相互叠加产生干涉条纹的现象。
光的干涉可以分为两种类型,即光的相干干涉和光的干涉色彩。
在光的相干干涉问题中,我们主要关注两束相干光线的干涉问题。
通过运用光的干涉定律和干涉条纹的分析方法,我们可以解决涉及到光的相位差、干涉级等问题。
而在光的干涉色彩问题中,我们需要了解和应用薄膜干涉和厚度差干涉等原理,来研究光的颜色和干涉条纹的特性等问题。
高中物理光学的常见题型解题技巧
高中物理光学的常见题型解题技巧光学是高中物理中的重要内容之一,也是学生们普遍认为较为困难的部分。
在光学的学习中,常见的题型包括光的反射、折射、光的色散等。
本文将针对这些常见题型,介绍一些解题技巧,帮助学生们更好地应对光学题。
一、光的反射题型光的反射是光学中的基础知识,常见的题型有求反射角、判断反射方向等。
在解答这类题目时,需要注意以下几点:1. 利用入射角等于反射角的性质。
例如,当光线从空气射向玻璃时,入射角等于反射角,可以利用这个性质求解角度。
2. 利用反射定律。
反射定律指出入射角、反射角和法线三者在同一平面内,且入射角等于反射角。
在解答题目时,可以利用反射定律进行计算。
二、光的折射题型光的折射是光学中的另一个重要概念,常见的题型包括求折射角、判断光线传播方向等。
在解答这类题目时,可以采取以下策略:1. 利用折射定律。
折射定律指出入射角、折射角和法线三者在同一平面内,且入射角与折射角之间满足正弦关系。
可以利用这个定律进行计算。
2. 利用光的速度和折射率之间的关系。
光在不同介质中传播时,速度会发生改变,而光的折射率与介质的光速之比有关。
可以利用这个关系式求解折射角。
三、光的色散题型光的色散是指光在经过介质时,由于不同波长的光速度不同而发生的偏折现象。
常见的题型包括求色散角、判断光的色散方向等。
在解答这类题目时,可以考虑以下方法:1. 利用折射定律和光的速度与波长之间的关系。
根据折射定律和光的色散现象,可以得到光的折射角与波长之间的关系。
通过这个关系式,可以求解色散角。
2. 利用光的色散方向规律。
在空气中,红光的折射率比蓝光小,所以红光的折射角比蓝光小。
在介质中,红光的折射率比蓝光大,所以红光的折射角比蓝光大。
可以利用这个规律判断光的色散方向。
以上是对高中物理光学常见题型解题技巧的介绍。
在解答光学题目时,学生们可以根据题目的要求,灵活运用光的反射、折射、色散等知识,结合相应的公式和定律进行计算。
同时,要注意理解题目中的条件和要求,合理选择解题方法,避免出现计算错误。
高中物理光学计算题解题技巧
高中物理光学计算题解题技巧光学是高中物理中的一个重要章节,也是学生们较为困惑的一部分。
在光学计算题中,考察的主要是对光的传播、反射、折射等基本概念的理解和应用。
本文将通过具体的题目举例,介绍一些解题技巧,帮助高中学生更好地应对光学计算题。
1. 题目类型一:反射定律的应用题目:一束光线从空气中射入折射率为 1.5的介质,入射角为30°,求折射角。
解析:这是一个典型的反射定律应用题。
根据反射定律,入射角、折射角和介质的折射率之间有关系:n1sinθ1 = n2sinθ2,其中n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2分别是入射角和折射角。
在这道题中,已知n1 = 1(空气的折射率),n2 = 1.5(介质的折射率),θ1 = 30°,要求解θ2。
代入公式,得到1sin30° = 1.5sinθ2,解得θ2 ≈ 19.47°。
解题技巧:在解这类题目时,首先要明确已知条件和要求解的未知量,然后根据反射定律建立方程,代入已知数据求解未知量。
需要注意的是,角度一般采用弧度制,需要将角度转化为弧度进行计算。
2. 题目类型二:薄透镜成像问题题目:一个凸透镜的焦距为20cm,一物体距离透镜20cm处,求成像的位置和倍率。
解析:这是一个薄透镜成像问题,根据薄透镜成像公式可以求解。
薄透镜成像公式为:1/f = 1/v - 1/u,其中f是透镜的焦距,v是像的位置,u是物的位置。
在这道题中,已知f = 20cm,u = -20cm(物体距离透镜的位置),要求解v和倍率。
代入公式,得到1/20 = 1/v - 1/-20,整理得v ≈ 40cm。
根据倍率公式,倍率m = -v/u = -40/-20 = 2。
解题技巧:在解薄透镜成像问题时,首先要明确已知条件和要求解的未知量,然后根据薄透镜成像公式建立方程,代入已知数据求解未知量。
需要注意的是,物体位置和像的位置都遵循正负约定,凸透镜的焦距为正,凹透镜的焦距为负。
高中物理中的光学问题与解析
高中物理中的光学问题与解析高中物理课程中,光学是一个重要的学习领域,涵盖了许多有趣和实用的问题。
本文将介绍一些在高中物理学习中常见的光学问题,并提供解析和讨论。
1. 光的折射与折射定律光的折射是指当光线从一种介质进入到另一种介质时,由于光速在不同介质中的差异导致光线的弯曲现象。
此时,根据折射定律,入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定关系。
例如,当光线从空气射入水中时,光线会向法线弯曲,并且折射角小于入射角。
2. 凸透镜与凹透镜凸透镜与凹透镜是光学中常见的光学工具。
凸透镜可以聚焦光线,使得通过它的光线会汇聚到一点,称为焦点。
而凹透镜则会发散光线,使得通过它的光线似乎来自于一个共同的点。
光的折射定律和薄透镜公式是解析凸透镜与凹透镜的重要工具。
3. 光的颜色与光的分光学光的颜色是由光的波长决定的,不同波长的光呈现出不同的颜色。
光的分光学研究了光的分解和合成。
例如,经过三棱镜后,可以将白光分解成一系列不同颜色的光谱。
此外,彩色滤光片和反射体也能够影响光的颜色。
4. 光的干涉与衍射光的干涉和衍射是光学中非常有趣的现象。
干涉是指两束光线相遇形成明暗条纹的现象,其中包括杨氏双缝干涉和薄膜干涉等。
衍射是指光通过一个小孔或者物体边缘后的扩散现象。
这些现象都可以通过惠更斯-菲涅耳原理进行解释。
5. 光的偏振与偏振光光的偏振是指光的振动方向在一个平面上的特殊现象。
偏振光在许多光学应用中发挥着重要的作用,如偏振墨镜和液晶显示器。
线偏振光的产生和检测方法是光学中的重要理论和实践问题。
6. 光的反射与镜像光的反射是指光线从一个介质边界反射回来的现象。
根据反射定律,入射角和反射角相等。
镜面反射是光的反射中最常见的一种形式,其特点是镜面上光线的入射角和反射角相等。
镜像是由光的反射形成的,包括平面镜像和球面镜像。
总结:光学问题在高中物理学习中占据重要地位,涵盖了折射、透镜、颜色、干涉、偏振、反射等多个方面。
通过解析这些问题,我们可以更深入地理解光的性质和行为。
高中物理经典题型
高中物理经典题型高中物理经典题型通常涵盖了力学、热学、光学、电磁学等多个领域。
下面我将为你详细介绍一些典型的高中物理题型。
1. 力学题型:(1)平抛运动:给定初速度和发射角度,求物体的飞行时间、最大高度、最远水平距离等。
(2)匀加速直线运动:已知初速度、加速度和时间,求物体的位移、末速度等。
(3)弹性碰撞:已知两个物体的质量和初速度,求碰撞后的速度和动能损失等。
(4)万有引力:已知两个物体的质量和距离,求引力大小和引力势能等。
2. 热学题型:(1)理想气体定律:已知气体的压力、体积和温度,求气体的物态方程和摩尔质量等。
(2)热传导:给定导热系数、温度差和材料厚度,求热传导速率和热阻等。
(3)热容量:已知物体的质量、热容和温度变化,求吸收或释放的热量等。
(4)热力学循环:已知循环的各个过程,求功和热量的交换以及效率等。
3. 光学题型:(1)光的折射和反射:已知入射角和折射率,求折射角和反射角等。
(2)薄透镜成像:已知物距、焦距和透镜类型,求像距、像高和放大率等。
(3)光的干涉和衍射:给定光的波长、光程差和干涉条件,求干涉条纹的位置和衍射角等。
(4)光的色散:已知光的入射角、折射率和波长,求折射角和色散角等。
4. 电磁学题型:(1)库仑定律:已知两个带电物体的电荷和距离,求电场强度和电势能等。
(2)电路分析:给定电阻、电压和电流,求电路中的功率、电阻等。
(3)电磁感应:已知磁感应强度、导线长度和速度,求感应电动势和感应电流等。
(4)电场和磁场的运动:已知带电粒子的质量、电荷和速度,求粒子在电场或磁场中的受力和运动轨迹等。
以上只是一些高中物理经典题型的简要介绍,每个题型都有更加具体和复杂的变体。
在解题过程中,需要运用物理公式、数学方法和逻辑推理等技巧,结合实际情境进行分析和求解。
高考物理专题光学知识点之物理光学分类汇编附答案
高考物理专题光学知识点之物理光学分类汇编附答案一、选择题1.关于甲、乙、丙、丁四个实验,以下说法正确的是甲:单色光通过劈尖产生产生明暗条纹乙:单色光通过牛顿环产生明暗条纹丙:单色光通过双缝产生明暗条纹丁:单色光通过单缝明暗条纹A.四个实验产生的条纹均为干涉条纹B.甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C.丙实验中,产生的条纹间距越大,该光的频率越大D.丁实验中,产生的明暗条纹为光的衍射条纹2.如图所示两细束单色光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M.则下列说法中正确的是()A.如果 a为蓝色光,则b可能为红色光B.在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率大C.棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角大D.a光的折射率小于b光折射率3.用a.b.c.d表示4种单色光,若①a.b从同种玻璃射向空气,a的临界角小于b的临界角;②用b.c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验,c的条纹间距最大;③用b.d 照射某金属表面,只有b能使其发射电子.则可推断a.b.c.d分别可能是( ) A.紫光.蓝光.红光.橙光B.蓝光.紫光.红光.橙光C.紫光.蓝光.橙光.红光D.紫光.橙光.红光.蓝光4.已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大,则两种光A.在该玻璃中传播时,蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中,蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时,红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验,蓝光的相邻条纹间距较大5.下面事实与光的干涉有关的是()A.用光导纤维传输信号B.水面上的油膜呈现彩色C.水中的气泡显得格外明亮D.一束白光通过三棱镜形成彩色光带6.如图所示是利用薄膜干涉检查平整度的装置,同样的装置也可以用于液体折射率的测定.方法是只需要将待测液体填充到两平板间的空隙(之前为空气)中,通过比对填充后的干涉条纹间距d′和填充前的干涉条纹间距d就可以计算出该液体的折射率.已知空气的折射率为1.则下列说法正确的是()A.d′<d,该液体的折射率为B.d′<d,该液体的折射率为C.d′>d,该液体的折射率为D.d′>d,该液体的折射率为7.下列说法正确的是()A.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.在LC振荡电路中,电容器刚放电完毕时,电容器极板上电量最多,电路电流最小8.一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝,红光透过双缝后,在墙上呈现明暗相间的条纹,若将其中一个窄缝挡住,在墙上可以观察到()A.光源的像B.一片红光C.仍有条纹,但宽度发生了变化D.条纹宽度与原来条纹相同,但亮度减弱9.如图为LC振荡电路在某时刻的示意图,则A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若磁场正在增强,则电容器上极板带正电C.若电容器上极板带负电,则电容器正在充电D.若电容器上极板带负电,则自感电动势正在阻碍电流减小10.如图所示,两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,则()A.质点A为振动加强点,经过半个周期,这一点变为振动减弱点B.质点B为振动减弱点,经过半个周期,这一点变为振动加强点C.质点C可能为振动加强点,也可能为振动减弱点D.质点D为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动仍减弱11.下列现象中,属于光的色散现象的是()A.雨后天空出现彩虹B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C.海市蜃楼现象D.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹12.物理老师在课堂上做了一个演示实验:让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖(玻璃较厚),经折射分成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A.a光光子的能量小于b光光子的能量B.若增大入射角i,则a光可能先消失C.进行双缝干涉实验,在其他条件相同的情况下,a光条纹间距大于b光条纹间距D.在玻璃砖中,a光的波长比b光的波长短13.下列说法中错误的是 ( )A.雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置B.调制是电磁波发射的过程,调谐是电磁波接收的过程C.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄D.考虑相对论效应,一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短14.下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是( )A.单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹D.在光屏上能看到光的干涉图样,但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生15.下列关于电磁波和机械波的说法中,正确的是A.机械波和电磁波均有横波和纵波B.机械波和电磁波均可发生干涉、衍射C.机械波只能在介质中传播,电磁波只能在真空中传播D.波源的振动或电磁振荡停止,空间中的波均即刻完全消失16.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()A.光的干涉、色散和衍射现象B.光的干涉、衍射和色散现象C.光的衍射、色散和干涉现象D.光的衍射、干涉和色散现象17.在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( )A.向上移动 B.向下移动C.不动 D.可能向上移动,也可能向下移动18.如图甲所示是用干涉法检查厚玻璃板b的上表面是否平整的装置, a是标准样板。
高中物理常见光学题解析
高中物理常见光学题解析1. 光的折射现象光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光密度不同,导致光线改变传播方向的现象。
折射的基本规律由斯涅尔定律描述,即入射角与折射角之间的正弦比等于两种介质的光密度之比。
2. 折射率计算折射率(n)是描述介质对光的折射能力的物理量。
通常用公式n = 光速(c)/ 光在介质中的速度(v)来计算。
在空气中,光速近似等于3.0×10^8 m/s,因此对于某介质的折射率可以表示为 n = 3.0×10^8 / v。
3. 全反射全反射是指光线从光密度较大的介质向光密度较小的介质传播时,入射角大于临界角时,光线无法折射出去,而被完全反射回原介质的现象。
临界角可以通过折射率之间的关系来计算,即sin临界角 = n2 / n1,其中n1为原介质的折射率,n2为新介质的折射率。
4. 凸透镜成像凸透镜是一种能使平行光线会聚的光学仪器。
光线通过凸透镜时,会发生折射,经过反射后的光线会交汇于凸透镜的焦点。
根据凸透镜的形状和物体的位置,可以确定物体的像的位置、大小和形状。
5. 凹透镜成像凹透镜是一种使平行光线发散的光学仪器。
光线通过凹透镜时,同样会发生折射,经过反射后的光线会追溯回凹透镜的焦点。
凹透镜成像的特点与凸透镜相反,产生的像为虚像,且呈放大或缩小的形式。
6. 成像公式通过透镜成像的位置、大小和形状可以通过成像公式计算得出。
对于凸透镜,可以使用以下公式:1/f = 1/v - 1/u其中f为透镜的焦距,v为像的位置,u为物体的位置。
对于凹透镜,也可以使用类似的公式进行计算。
7. 光的色散光的色散是指光线穿过折射率不同的介质时,不同波长的光线被折射角度不同的现象。
这是由于不同波长的光线在介质中的速度不同,导致折射角度也不同。
8. 双凸透镜系统成像双凸透镜系统是由两个凸透镜组成的光学系统。
通过调节两个透镜的位置和焦距,可以实现对物体的放大或缩小,并得到清晰的像。
高中物理经典:几何光学-经典例题精选全文完整版
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51几何光学
授课内容:
例题1、求视深。
设水下h处有一物体,从它的正上方水面观察,看到的物体的像在什么位置?设水的折射率为n。
例题2、如图一个储油桶的底面直径与高均为d,当桶内没有油时,从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。
当桶内油的深度等于桶高的一半时,仍沿AB方向看去,恰好看到桶底上的点C,CB两点距离d/4。
求油的折射率和光在油中传播的速度。
A
d
B
例题3、假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比()
A、将提前
B、将延后
C、不变
D、在某些地区将提前,在另一些地区将延后。
例题4、如图所示,两块同样的的玻璃直角三棱镜ABC,两者的AC面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质。
一单色细光束O垂直于AB面入射,在图示的出射光线中
A.1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能
B.4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能
C.7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能
D.只能是4、6中的某一条
例题5、例题5. 光线由介质A进入介质B,入射角小于折射角,由此可知()
A、介质A是光密介质
B、光在介质A中的速度大些
C、介质A的折射率比介质B的小
D、光从介质A进入介质B不可能发生全反射
例题6. 如图所示,一立方体玻璃砖,放在空气中,平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖,然后投射到它的一个侧面,若全反射临界角为42°,问:
(1)这光线能否从侧面射出?
(2)若光线能从侧面射出,
玻璃砖折射率应该满足何条件?
i r。
高中物理《光学》高考复习训练试题
⾼中物理《光学》⾼考复习训练试题光学⼀、光的直线传播、光的独⽴传播⼆、物和像:实物与虚物、实像与虚像三、光的反射1、反射定律2、反射成像(1)平⾯镜:u v -=(2)球⾯镜:Rf v u 2111==+ u 、v 实正虚负,R 凹正凸负垂轴放⼤率:uv y y ==,β四、光的折射1、折射定律2、棱⾓3、全反射五、费马原理:光总是沿着光程为极值(极⼤值、极⼩值或恒定值)的路径传播。
六、折射成像1、平⾯折射成像:u n n v 21= 2、单球⾯折射成像:rn n v n u n 1221-=+ u 、v 实正虚负,球⼼在出⾊射光线⼀侧r 取正。
垂轴放⼤率:u n v n y y 21,==β七、薄透镜成像:221121r n n r n n v n u n -+-=+(⾼斯成像公式:121=+v f u f )⼋、透镜成像作图:(1)三条特殊光线(2)副光轴、焦平⾯九、简单光学仪器的视⾓放⼤倍数1、放⼤镜:125+=fcm M 2、显微镜:201f L f L M ?= 3、望远镜:21f f M =⼗、光的⼲涉(1)条件(2)相位差(3)半波损失(4)杨⽒双缝⼲涉等(5)薄膜⼲涉⼗⼀、光的衍射衍射光栅:λθK d =sin ±±=2,1,0K⼗⼆、光的本性【经典⽰例】1、如图所⽰,在圆筒中⼼放⼀平⾯镜,光点S 1发光射到镜⾯上,反射光在筒壁上呈现光斑S 2 ,当镜⾯绕筒的中轴线以⾓速度ω匀速转动时,光点S 1在镜⼦⾥的像S 1’的⾓速度等于__________,光斑S 2在平⾯镜⾥的像S 2’的⾓速度等于______ 。
2、内表⾯只反射⽽不吸收光的圆筒内有⼀半径为R 的⿊球,距球⼼为2R 处有⼀点光源S ,球⼼O 和光源S 皆在圆筒轴线上,如图所⽰.若使点光源向右半边发出的光最后全被⿊球吸收,则筒的内半径r 最⼤为多少?3、试⽤作图法求出下列A 图中的⼊射光线及B 图中的⼊射光线,要求完整地画出光路,并确定B 图中的透镜种类。
高考物理光学部分题型
光学一、单选题1.如图所示,置于空气中的厚玻璃砖,AB、CD分别是玻璃砖的上、下表面,且AB//CD,光线经AB表面射向玻璃砖时,折射光线射到CD表面时,下列说法正确的是①不可能发生全反射②有可能发生全反射③只要入射角θ1足够大就能发生全反射④不知玻璃的折射率,无法判断A. 只有①正确B. ②,③正确C. ②,③,④正确D. 只有④正确【答案】A【解析】临界角等于光从真空射入介质折射时最大的折射角,由图看出,入射光线在AB面上的折射角一定小于临界角,由题AB//CD,折射光线射到CD表面时入射角与AB面上的折射角相等,所以入射角一定小于临界角,所以折射光线射到CD表面时一定不会发生全反射。
故A正确,BCD错误。
故选A。
2.如图所示,一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,关于这三束单色光下列说法正确的是A. 单色光a的频率最大B. 单色光c在玻璃中的传播速度最大C. 三束单色光从玻璃射向空气的全反射临界角,单色光a最大D. 通过同一双缝产生的干涉条纹的间距,单色光c最大【答案】C【解析】A.由图看出,a光的偏折程度最小,c光的偏折程度最大,知a光的折射率最小,频率最小,c光的折射率最大,频率最大,故A错误;B.光在真空中的传播速度都相等,在玻璃中的传播速度v=c,可知a光的折射率最小,故单色光a在玻璃n中的传播速度最大,故B错误;C.根据临界角公式sinC=1,可知a光的折射率最小,则a光发生全反射的临界角最大,故C正确;nλ可知a光的折射率最小,频率最小,波长最大,则a光干涉条纹的间距最大,D.根据干涉条纹公式Δx=Ld故D错误。
故选C。
3.如图所示,两束单色光a、b自空气射向玻璃,经折射后形成复合光束,下列说法中正确的是A. a光的波长比b光的波长长B. a光在玻璃中的传播速度比b光在玻璃中的传播速度小C. 如果b光能使某种金属发生光电效应,a光也一定能使该金属发生光电效应D. a在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大【答案】A ,由图可知,单色光b的折射率大于a的折射率,即n B>n A,所以单色【解析】A.根据折射定律n= sinisinr光B的频率f b大于A的频率f a在空气中,由c=fλ可知,λa>λb,即a光的波长长,所以A错误。
高中物理光学的简单题解题技巧
高中物理光学的简单题解题技巧光学是高中物理中的一大重点,也是让很多学生头疼的难点。
在解题过程中,我们可以运用一些简单的技巧来帮助我们更好地理解和解决问题。
本文将介绍几种常见的光学题目,并提供相应的解题技巧,希望能对高中学生及其家长有所帮助。
一、光的折射光的折射是光学中的基本概念,也是考试中经常出现的题型。
考虑以下例题:例题1:光在空气中以45°的角度射入玻璃,若玻璃的折射率为1.5,则光在玻璃中的入射角为多少度?解题技巧:根据折射定律,光线从光疏介质射入光密介质时,入射角和折射角之间的关系为sin i / sin r = n2 / n1,其中i为入射角,r为折射角,n1为光疏介质的折射率,n2为光密介质的折射率。
这道题中,光从空气射入玻璃,所以n1为1,n2为1.5。
代入公式,我们可以得到sin 45° / sin r = 1.5 / 1,解得sin r = sin 45° / 1.5,再通过反函数sin-1,我们可以得到折射角r。
二、光的反射光的反射也是光学中常见的题型。
考虑以下例题:例题2:一束光以30°的角度入射到一块平面镜上,求光线反射后的角度。
解题技巧:根据反射定律,入射角等于反射角,即i = r。
所以,这道题中光线反射后的角度就等于入射角,即30°。
三、光的色散光的色散是指光在经过折射时,不同波长的光线会被分离出来,形成彩虹。
考虑以下例题:例题3:一束白光入射到一个三棱镜上,经过折射后,分离成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。
这是因为不同颜色的光在折射过程中的什么性质不同?解题技巧:这道题考察的是光的色散性质。
不同颜色的光在折射过程中的折射角度不同,因为不同颜色的光的折射率不同。
红光的折射率最小,紫光的折射率最大,所以它们在折射过程中会发生不同的折射,从而分离出不同的颜色。
四、光的干涉光的干涉是指两束或多束光线相互叠加而产生的干涉现象。
高考物理光学知识点之物理光学分类汇编附答案解析
高考物理光学知识点之物理光学分类汇编附答案解析一、选择题1.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2.如图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b,.则()A.λa<λb,n a>n b B.λa>λb,n a<n bC.λa<λb,n a <n b D.λa>λb,n a >n b3.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象4.如图所示,两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图,实线表示波峰,虚线表示波谷,则()A.质点A为振动加强点,经过半个周期,这一点变为振动减弱点B.质点B为振动减弱点,经过半个周期,这一点变为振动加强点C.质点C可能为振动加强点,也可能为振动减弱点D.质点D为振动减弱点,经过半个周期,这一点振动仍减弱5.下列说法不正确的是()A.在电磁波谱中,紫外线的热效应好B.天空是亮的原因是大气对阳光的色散C.天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射D.晚霞呈红色的原因是蓝光和紫光大部分被散射掉了6.两束单色光Ⅰ、Ⅱ从水下同一位置同一方向射向水面,只产生两束光线,光路图如图所示,则A.两束光在水中传播时,光束Ⅱ的速度大于光束Ⅰ的速度B.两束光在水中传播时波长一样C.两束光线通过同一小孔时,光线Ⅰ的衍射现象更明显D.光束Ⅰ从水中到空气中频率变大7.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉图样,现让a、b两种单色光组成的复色光通过三棱镜或平行玻璃砖,光的传播路径和方向可能正确的是()A.B.C.D.8.关于电磁场和电磁波理论,下面几种说法中正确的是A.在电场的周围空间一定产生磁场B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C.振荡电场在周围空间产生振荡磁场D.交替产生的电磁场形成电磁波,只能在大气中传播9.下列现象中,属于光的色散现象的是()A.雨后天空出现彩虹B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C.海市蜃楼现象D .日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹10.下列关于电磁波的说法,正确的是A .只要有电场和磁场,就能产生电磁波B .电场随时间变化时,一定产生电磁波C .做变速运动的电荷会产生电磁波D .麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在11.下列四种现象不属于光的衍射现象的是A .太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子B .不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑C .用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环D .通过游标卡尺两卡脚间的狭缝观察发光的日光灯管,会看到平行的彩色条纹12.5G 是“第五代移动通讯技术”的简称。
光学(学生版)--2024届高考物理复习热点题型归类
光学目录题型一 几何光学类型1 折射定律和折射率的理解及应用类型2 全反射现象的理解和综合分析题型二 物理光学类型1 光的干涉现象类型2 光的衍射和偏振现象类型3 电磁振荡、电磁波题型三 几何光学与物理光学的综合类型1 光的折射现象和物理光学类型2 全反射现象和物理光学类型3 光学与其他知识的综合问题题型一:几何光学【解题指导】1.光的折射和全反射的三个公式:(1)n=sinθ1sinθ2;(2)n=cv;(3)sin C=1n.2.解题关键:准确作出光路图;充分运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形等知识.类型1折射定律和折射率的理解及应用1.对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领,也反映了光在介质中传播速度的大小v=cn。
(2)折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关。
同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小。
(3)同一种色光,在不同介质中虽然波速、波长不同,但频率相同。
2.光路的可逆性在光的折射现象中,光路是可逆的。
如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
3.解决光的折射问题的思路(1)根据题意画出正确的光路图。
(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角均以法线为标准。
(3)利用折射定律、折射率公式求解。
(4)注意折射现象中光路是可逆的。
4.常见介质对光路的控制 类别项目 平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向1(2023·安徽·校联考模拟预测)一块玻璃砖的横截面为直角三角形,如图所示,∠A=30°,∠ABC=90°,直角边AB的长度为l。
物理高中光学题型总结归纳
物理高中光学题型总结归纳光学作为物理学的一部分,研究光的产生、传播、相互作用和检测等现象和规律。
在高中物理教学中,光学是一个重要的章节,对于学生来说,掌握光学的基本概念和解题方法是非常关键的。
在这篇文章中,我们将对高中物理中的光学题型进行总结归纳,帮助学生更好地理解和应对光学题。
一、单色光的衍射和干涉在单色光的衍射和干涉问题中,学生需要掌握基本的衍射和干涉现象及其相应的解释。
这些问题通常涉及到光的波动性质和光的干涉、衍射的现象。
其中,干涉现象可以分为两种情况:等厚干涉和薄膜干涉。
学生需要掌握通过计算相位差和光程差来解决干涉问题的方法。
二、光的反射和折射光的反射和折射是光学中的基本概念,也是高中物理中常见的题型。
学生需要了解光线在反射和折射过程中的规律,如光的入射角等于反射角,折射定律等。
此外,学生还需要掌握计算光线的反射角和折射角的方法,以及确定折射率的计算公式。
三、透镜和光的成像透镜和光的成像是光学中的重要内容,学生需要掌握薄透镜的成像公式、物像距离和物像高度的关系等概念。
此外,学生还需要了解透镜的分类和性质,如凸透镜、凹透镜以及它们对光的折射和成像的影响。
在解题过程中,学生需要熟练运用透镜成像公式,计算物像距离和物像高度。
四、光的色散和光的偏振光的色散和光的偏振是光学的高级内容,学生需要掌握光的色散和偏振的基本概念和现象。
光的色散包括衍射光栅的色散和棱镜的色散,学生需要了解光的波长和折射率之间的关系。
光的偏振则涉及到光的振动方向,学生需要了解光的偏振的产生和偏振片的作用。
五、光的光电效应和量子光学光的光电效应是量子光学的基础概念,学生需要了解光的电子性质和光电效应的发生条件。
此外,学生还需要了解光电效应的实验现象和实验结果,以及光子和能量量子化的概念。
在解答光学问题时,学生需要注意以下几点:1. 理解题意:仔细阅读题目,理解题目所给条件和所问内容,确保正确理解问题。
2. 分析问题:根据题目所给条件和已知内容,分析问题的解题思路,确定解题方法。
高中物理光学计算题举例与分析
高中物理光学计算题举例与分析光学是高中物理中的重要内容之一,其中的计算题是学生们经常遇到的难点。
为了帮助学生更好地理解和解决这类问题,本文将通过举例和分析,详细介绍几种常见的光学计算题型,并给出解题技巧和指导。
1. 焦距计算题焦距是光学中的基本概念,学生们常常需要计算光线通过透镜后的焦距。
例如,有一凸透镜,其物距为20cm,像距为30cm,求该透镜的焦距。
解题思路:根据透镜公式:1/f = 1/v - 1/u,其中f为焦距,v为像距,u为物距。
将已知数据代入计算,得到:1/f = 1/30 - 1/20,整理后可得焦距f = 60cm。
解题技巧:焦距计算题的关键是理解透镜公式,并能够正确代入已知数据进行计算。
此外,注意单位的统一,确保计算结果的准确性。
2. 放大率计算题放大率是描述光学成像效果的重要指标,学生们常常需要计算物体的放大率。
例如,有一平凸透镜,其焦距为10cm,物体离透镜的距离为20cm,求物体的放大率。
解题思路:放大率的定义为:放大率 = 像的高度/物的高度。
对于平凸透镜来说,放大率等于像的距离与物的距离之比。
根据放大率的定义,可得放大率 = 10cm/20cm =0.5。
解题技巧:放大率计算题的关键是理解放大率的定义,并能够正确计算像的距离与物的距离之比。
此外,注意单位的统一,确保计算结果的准确性。
3. 透镜组焦距计算题透镜组是由多个透镜组成的光学系统,学生们常常需要计算透镜组的焦距。
例如,有一凸透镜焦距为20cm,一凹透镜焦距为-30cm,求该透镜组的焦距。
解题思路:透镜组的焦距可以通过透镜组公式计算:1/f = 1/f1 + 1/f2,其中f为透镜组的焦距,f1和f2分别为透镜1和透镜2的焦距。
将已知数据代入计算,得到:1/f = 1/20 + 1/(-30),整理后可得焦距f = -12cm。
解题技巧:透镜组焦距计算题的关键是理解透镜组公式,并能够正确代入已知数据进行计算。
光学定律高考题型分析
光学定律高考题型分析光学定律是物理学中的重要内容之一,也是高考物理必考的知识点之一。
掌握光学定律对于解题有着重要的作用。
在高考中,涉及光学定律的题目主要有光的折射、反射、成像等方面的内容。
下面我们将对这几个方面的题型进行详细的分析。
一、光的折射1. 折射定律的应用光的折射定律是光的传播过程中的一个基本定律,即入射角的正弦与折射角的正弦之比在任意两种介质中都是常数,在高考题中的应用较多。
常见的题型有求折射角、求入射角、求折射率等。
例如一道典型的题目:已知光的速度在空气中为3.0×10^8m/s,在某种介质中为2.2×10^8m/s,则这种介质的折射率是多少?解析:根据折射定律可知,n1*sinθ1=n2*sinθ2,其中n1为入射介质的折射率,θ1为入射角;n2为折射介质的折射率,θ2为折射角。
将已知条件代入可得:1*sinθ1=n2*sinθ2。
因为题目中只给出了两种介质的速度,而没有给出入射角和折射角,所以无法直接求解。
但是根据已知速度的大小关系可知,折射率n应该小于1,故选项D。
2. 光的全反射当光从光密介质入射到光疏介质中时,入射角大于一个临界角时,光将发生全内反射现象。
在高考题中,一般考察光的全反射的条件、应用以及相关计算。
例如一道典型的题目:已知水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.5,若将一束光从水中垂直射入玻璃中,求光在玻璃中发生全反射的最小入射角是多少度?解析:根据发生全反射的条件可知,当入射角大于临界角时,光会发生全反射。
临界角的计算公式为sinθc=1/n,其中n为光在两种介质中的折射率的比值。
因为光是从水中射入玻璃,所以n=1.5/1.33≈1.13。
代入计算可得sinθc≈1.13,因此θc≈45度。
所以,最小入射角为45度。
二、光的反射光的反射是光学中的重要内容,也是高考物理中常见的题型。
光的反射题目通常涉及到光线的角度关系和成像问题。
1. 光的反射定律光的反射定律,即入射角等于反射角,是光学中最基本的定律之一。
高考物理最新光学知识点之物理光学分类汇编及答案解析
高考物理最新光学知识点之物理光学分类汇编及答案解析一、选择题1.图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样.下列关于a、b两束单色光的说法正确的是()A.真空中,a光的频率比较大B.同一介质中,a光传播的速度大C.a光光子能量比较大D.同一介质对a光折射率大2.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维内传送图象是利用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象3.如图为LC振荡电路在某时刻的示意图,则A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若磁场正在增强,则电容器上极板带正电C.若电容器上极板带负电,则电容器正在充电D.若电容器上极板带负电,则自感电动势正在阻碍电流减小4.两束单色光Ⅰ、Ⅱ从水下同一位置同一方向射向水面,只产生两束光线,光路图如图所示,则A.两束光在水中传播时,光束Ⅱ的速度大于光束Ⅰ的速度B.两束光在水中传播时波长一样C.两束光线通过同一小孔时,光线Ⅰ的衍射现象更明显D.光束Ⅰ从水中到空气中频率变大5.我国南宋时期的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道:“凡雨初霁,或露之未晞,其余点缀于草木枝叶之末……日光入之,五色俱足,闪铄不定。
是乃日之光品著色于水,而非雨露有此五色也。
”这段文字记叙的是光的何种现象A.反射 B.色散 C.干涉 D.衍射6.下图为双缝干涉的实验示意图,光源发出的光经滤光片成为单色光,然后通过单缝和双缝,在光屏上出现明暗相间的条纹.若要使干涉条纹的间距变大,在保证其他条件不变的情况下,可以A.将光屏移近双缝B.更换滤光片,改用波长更长的单色光C.增大双缝的间距D.将光源向双缝移动一小段距离7.关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,但不能发生反射和折射D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输8.一细光束由a、b两种单色光混合而成,当它由真空射入水中时,经水面折射后的光路如图所示,则以下看法正确的是A.a光在水中传播速度比b光小B.b光的光子能量较大C.当该两种单色光由水中射向空气时,a光发生全反射的临界角较大D.用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距9.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10.下列关于电磁波的说法正确的是________.A.电磁波不能产生衍射现象B.电磁波和机械波都只能在介质中传播C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同11.以下列出的电磁波中,频率最高的是()A.无线电波 B.红外线 C.X射线 D. 射线12.如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态,则该时刻()A.振荡电流i在增大B.电容器正在放电C.磁场能正在向电场能转化D.电场能正在向磁场能转化13.如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束,从玻璃体右方射出后的光路如图所示,MN是垂直于O1O2放置的光屏,沿O1O2方向不断左右移动光屏,可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图,下列说法正确的是()A.在该玻璃体中,A光比B光的运动时间长B.光电效应实验时,用A光比B光更容易发生C.A光的频率比B光的频率高D.用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大14.在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则A.中间条纹间距较两侧更宽B.不同色光形成的条纹完全重合C.双缝间距离越大,条纹间距也越大D.遮住一条缝后,仍有明暗相间的条纹15.下列关于电磁波和机械波的说法中,正确的是A.机械波和电磁波均有横波和纵波B.机械波和电磁波均可发生干涉、衍射C.机械波只能在介质中传播,电磁波只能在真空中传播D.波源的振动或电磁振荡停止,空间中的波均即刻完全消失16.下列几种说法中,正确的是()A.红外线、可见光、紫外线、γ射线,是按波长由长到短排列B.紫外线是一种紫色的可见光C.均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场D.光的干涉、衍射现象说明光波是横波17.有关光的应用,下列说法不正确的是()A.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象D.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射原理18.下面的说法正确的是()A.肥皂泡呈现彩色条纹是光的全反射现象造成的B.天空中彩虹是光的干涉现象造成的C.圈屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的D.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是应用了光的全反射现象19.甲图是太阳光照射下,肥皂膜表面出现的彩色条纹;乙图是激光照射下,针尖的影子,它的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹.下列说法正确的是A.二者都是光的衍射现象B.二者都是光的干涉现象C.甲是光的干涉现象,乙是光的衍射现象D.甲是光的衍射现象,乙是光的干涉现象20.关于紫外线的以下说法中正确的是A.照射紫外线可增进人体对钙质的吸收,因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射B.紫外线是一种可见光C.紫外线有很强的荧光效应,可用来防伪D.紫外线有杀菌消毒的作用,是因为其有热效应21.第一次通过实验捕捉到电磁波,证明了麦克斯韦电磁场理论正确性的科学家是( ) A.法拉第B.安培C.奥斯特D.赫兹22.关于下列光学现象,正确的说法是()A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距较窄。
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光学六类经典题型光学包括几何光学和光的本性两部分。
几何光学历来是高考的重点,但近几年考试要求有所调整,对该部分的考查,以定性和半定量为主,更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景分析能力的考查。
有两点应引起重视:一是对实际生活中常见的光反射和折射现象的认识,二是作光路图问题。
光的本性是高考的必考内容,一般难度不大,以识记、理解为主,常见的题型是选择题。
“考课本”、“不回避陈题”是本部分高考试题的特点。
根据多年对高考命题规律的研究,笔者总结了6类经典题型,以供读者参考。
1 光的直线传播例1(2004年广西卷) 如图l所示,一路灯距地面的高度为h,身高为l 的人以速度v匀速行走.(1)试证明人头顶的影子做匀速运动;(2)求人影长度随时间的变化率。
解析(1)设t=0时刻,人位于路灯的正下方O处,在时刻t,人走到S 处,根据题意有OS=vt ①过路灯P和人头顶的直线与地面的交点M 为t时刻人头顶影子的位置,如图l所示,OM 为头顶影子到0点的距离.由几何关系,有解式①、②得。
因OM 与时间t成正比,故人头顶的影子做匀速运动。
(2)由图l可知,在时刻t,人影的长度为SM,由几何关系,有SM=OM-OS ③由式①~③得因此影长SM与时间t成正比,影长随时间的变化率。
点评有关物影运动问题的分析方法:(1)根据光的直线传播规律和题设条件分别画出物和影在零时刻和任一时刻的情景图—光路图;(2)从运动物体(光源或障碍物)的运动状态入手,根据运动规律,写出物体的运动方程,即位移的表达式;(3)根据几何关系(如相似三角形)求出影子的位移表达式;(4)通过分析影子的位移表达式,确定影子的运动性质,求出影子运动的速度等物理量。
2 光的反射与平面镜成像作图例2 如图2所示,MN为厚度不计的平面镜,放在水平地面上,距离平面镜M端4m处有一根标杆OP,标杆的零刻度O恰在地面,距平面镜N端2m处直立着一个人SD,人眼离地面的高度SD=1.8 m,平面镜的长度MN= lm,标杆足够长。
(1)人眼看到平面镜中的标杆,但不能看到标杆的全部,画出能被人眼看到像的标杆部分的光路图,写出作图步骤。
(2)人眼看到平面镜中标杆的最小刻度和最大刻度是多少?解析(1)光路图如图3所示,作图步骤:把S看做发光点,利用对称法找出S成的像S′,画出S发出的光入射到平面镜上的边界光线SM、SN,画出其对应的反射光线MB和NA,则发光点S可以通过平行镜反射照亮PO标杆的AB部分。
根据光路的可逆性,从AB发出的光通过平面镜能进人人眼S中。
(2)根据光路图3中的几何关系可知所以,人从平面镜看到标杆最小刻度是2.4 m,最大刻度是4.5 m。
点评眼睛在确定的位置能看到物体或像的哪一部分问题的处理,常常应用光路的可逆性,即把眼睛看作“发光体”,眼睛所“发出的光”通过平面镜能“照亮”的区域,也就是眼睛能看到的区域。
3 光的折射与折射率例3水底同一深度并列着红、黄、绿、紫4个彩色球,从水面正上方垂直俯视,感觉上它们在同一深度吗?解析设S为水池底部的点光源,在由S发出的光线中选取一条垂直于水面MN 的光线,由O点射出;另一条与S0成极小角度从S射到水面的A点,由A点折射到空气中,因入射角极小,故折射角也极小(由发光点发出的能进入眼睛的发散光束极小),那么进入眼中的2条折射光线的反向延长线交于S′点,该点即为我们所看到的水池底部点光源S的像点,S 点到水面的距离h′即为视深度,由图4可见视深度小于实际深度。
,视深度为实际深度的1/n。
水对红、黄、绿、紫4种色光的折射率不同,n红<n黄<n绿<n紫,因此4个彩色球的视深度不同,h 红′>h黄′>h 绿′>h紫′,可见人的感觉是紫色球最浅,红色球最深。
点评当θ角很小时,tanθ≈sinθ≈θ(θ以弧度为单位),是数学上的近似关系式,在光学部分经常应用这个关系式处理问题,能否应用该关系式是解答该题的关键。
例4 (2001年高考理综卷) 如图5所示,两块同样的玻璃直角三棱镜AB C,两者的AC面是平行放置的,在它们之间是均匀的未知透明介质。
一单色细光束0垂直于AB面入射,在图示的出射光线中( )。
A 1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能;B 4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能;C 7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能;D 只能是4、6中的某一条.解析光线由左边三棱镜AB面射人棱镜,不改变方向;接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜。
透明介质的两表面是平行的,所以它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖,使光线发生平行侧移.透明介质两边的介质不是真空,而是折射率未知的玻璃,因此是否发生侧移以及侧移的方向无法确定,但至少可以确定光线仍然与棱镜的AB面垂直。
这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时,不改变方向,应为4、5、6中的任意一条。
故选项B正确。
点评若未知介质的折射率n与玻璃折射率n玻相等,不侧移;若n>n玻时,向上侧移;若n<n玻时,向下侧移。
4 全反射与临界角例5 (2005年全国高考理综试题) 图6—l为直角棱镜的横截面,bac=9 0°,abc=60°。
一平行细光束从()点沿垂直于bc面的方向射人棱镜。
已知棱镜材料的折射率,若不考虑原入射光在bc面上的反射光,则有光线( )。
A 从ab面射出;B 从ac面射出;C 从bc面射出,且与bc面斜交;D 从bc面射出,且与bc面垂直解析由sinC=1/n ,得光从棱镜射向空气发生全反射的临界角C=45°。
作出光路图(图6—2)。
在ab面上,入射角为6O°,60°>45°所以,在该面上会发生全反射,故不会有光线从ab面上射出,所以选项A错误。
在ac面上,入射光线为ab面上的反射光线,由几何知识可知,其入射角为3O°,3O°<45°,在该面上不发生全反射,所以,有光线从ac面上射出,所以选项B是正确的。
在ac面上的反射光线会射到bc面上,由几何知识可知,光线是垂直入射到bc面上的,所以,垂直射出。
所以,选项D是正确的。
点评在解决光的折射、全反射问题时,应根据题意分析光路,利用几何知识分析线、角关系,比较入射角和临界角的大小关系,看是否满足全反射条件。
有时还要灵活运用光路的可逆性来进行分析。
例6有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD,其周围是空气,如图7—l 所示。
当入射光线从它的AB面以入射角α射人时,试求:(1)要使光线在BC面发生全反射,证明入射角应满足的条件是(BC面足够长)。
(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射,则玻璃砖的折射率应取何值?解析(1)要使光线在BC面发生全反射,如图7—2,首先应满足式中β为光线射到BC面的入射角,由折射定律有将式①、②联立得(2)如果对任意入射角的光线都能产生全反射,即都能产生全反射,则只有当才能满足上述条件,故。
点评这是一道涉及玻璃砖全反射的光学题,折射定律和全反射条件的应用是解答这类问题的关键。
由于不能正确应用任意入射角的光线都能产生全反射的条件,导致无从下手解题。
不等式知识的欠缺,也是不能圆满解答本题的原因。
5 薄膜干涉例7(2003年上海卷) 劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图8—1所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。
当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图8—2所示。
干涉条纹有如下特点:任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度差恒定。
现若在图8—l装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹( )。
A 变疏;B 变密;C 不变;D 消失解析该题主要考查获取和处理信息的能力。
当抽去一张纸片后,两玻璃表面之问的夹角减小,由数学知识可知,要保持两相邻条纹所对应的薄膜厚度差恒定,则两相邻条纹间距一定增大,即观察到的干涉条纹变疏,选项A 正确。
点评该题来源于课本中薄膜干涉的内容,但实际上是一道信息材料阅读题,关键是可以直接从题中获取的信息:任意相邻明条纹(或暗条纹)所在位置下面对应的薄膜厚度差恒定,从而推断结果。
6 光电效应与光子说例8(2003年上海卷) 在图9所示的光电管的实验中,发现用一定频率的a单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的b单色光照射时,不发生光电效应,那么( )。
A a光的频率大于b光的频率;B b光的频率大于a光的频率;C 用a光照射光电管时流过电流表G的电流方向是e流向f;D 用a光照射光电管时流过电流表G的电流方向是f流向e解析当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生电效应,由此可知a单色光的频率大于金属的极限频率,而b单色光的频率小于金属的极限频率,故选项A正确。
光电效应产生的光电子在光电管内由右向左定向移动,所以电流的方向由e经G流向f,故选项C正确。
例9 (2003年江苏卷) 用某种单色光照射某种金属表面,发生光电效应。
现将该单色光的光强减弱,则( )。
A 光电子的最大初动能不变;B 光电子的最大初动能减少;C 单位时间内产生的光电子数减少;D 可能不发生光电效应解析由于光电子的最大初动能只与光的频率有关,可知A正确,B和D 错误。
光的强弱包含两方面的内容:光子的能量大小和光子的数目,减小光强并没有改变光的频率,故光子的能量不变而光子数目减少,所以光电子的数目也随之减少,选项C正确。
例10(2004年天津卷)人眼对绿光最为敏感。
正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。
普朗克常量为6.63×10-34J·s,光速为3.O×108m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )。
解析依题意人眼能觉察到绿光时所接收到的最小功率是至少每秒有6个绿光的光子射入瞳孔。
先计算一个绿光光子的能量E=hν=hc/λ=3.8×l O -19J,可算出6个绿光光子的能量为2.3×10-18J,故选项A正确。
例11(2004年全国卷)下表给出了一些金属材料的逸出功现用波长为400nm的单色光照射上述材料,能产生光电效应的材料最多有( )。
(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光c=3.O×108m/s)A 2种;B 3种;C 4种;D 5种解析题中所给单色光的光子能量E=h/λ=5×lO-19J,金属的逸出功小于该值才能发生光电效应,故选项A正确。
例12 (2003年全国卷)如图1O,当电键S断开时,用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。