最新高中物理光学六类经典题型
2023年物理高考解答光学题型
2023年物理高考解答光学题型光学一直是物理考试中的重要题型之一,对于学生来说,熟练掌握光学相关知识和解题技巧至关重要。
在2023年的物理高考中,光学题型的考查内容与以往略有差异。
本文将针对2023年物理高考解答光学题型进行详细解析,帮助考生更好地备战。
1. 单选题单选题是物理高考中常见的题型之一,重点考察对基本概念的理解和应用能力。
光学单选题往往涉及光的传播、折射、反射、干涉等内容。
例如:1. 下图所示是两个平行光波通过一衍射实验产生的衍射图样,其中正中央是0级暗纹。
当两个光波的波长λ确定时,可以改变的是()。
A. 波源间距B. 波源间的相位差C. 波源间的相对位移D. 波源的发光强度在解答这类题目时,考生需要仔细观察图像,确定衍射图样的特点,结合基本原理,选择正确的答案。
对于本题,正确答案为B。
2. 计算题计算题是物理高考中常见的题型之一,旨在考察学生运用所学知识解决实际问题的能力。
在光学题中,常见的计算题包括光的折射、反射、干涉等问题。
例如:2. 将一个玻璃棒(折射率为1.50)通过完全浸没于水中的小孔透入水中,若入射角为θ,那么透入水中所呈像的位置到水平法线的夹角大小为()。
A. θB. 90° - θC. 2θD. 90° + θ在解答这类题目时,考生需要根据给定的条件,运用折射定律、干涉条款法等知识进行计算。
对于本题,考生可根据入射角和折射率之间的关系,利用折射定律计算出所需的夹角大小。
正确答案为B。
3. 名词解释题名词解释题是物理高考中常见的题型之一,要求考生对物理术语进行准确解释。
在光学题中,常见的术语包括干涉、衍射、光程差等。
例如:3. 请解释“干涉”的物理含义。
在解答这类题目时,考生需要准确叙述该物理术语的定义和相关特征。
对于本题,可以解释为:干涉是指两个或多个波相遇时产生的各种波动现象,如波的加强、波的减弱、波的分光、波的暗纹等。
干涉可以分为同源干涉和双缝干涉等不同类型。
高考物理最新光学知识点之物理光学难题汇编含解析
高考物理最新光学知识点之物理光学难题汇编含解析一、选择题1.ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图,AB⊥BC,由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜,经两次反射后光线垂直于BC射出,且在CD、AE边只有a光射出,光路图如图所示,则a、b两束光()A.在真空中,a光的传播速度比b光的大B.在棱镜内,a光的传播速度比b光的小C.以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角较小D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距小2.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大.....的那种单色光,比另一种单色光()A.在真空中的波长较短B.在玻璃中传播的速度较大C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大D.其在空气中传播速度大3.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4.如图所示是双缝干涉实验装置图,以下可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离()A.增大双缝与光屏之间的距离B.增大单缝与双缝之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离5.近期美国在韩国部署“萨德”反导系统,引起亚洲周边国家的强烈反应.“萨德”采用X波段雷达,工作的电磁频率范围在8×109〜12×l09Hz,而传统雷达多采用S波段雷达,其工作的电磁波频率范围在2×109〜4×109Hz.则下列说法正确的有A.电磁波的传播需要介质B.X波段电磁波的波长比S波段电进波的波长长C.当电磁波从一种介质射入另一介质时,频率会发生变化D.在传播过程中遇到障碍物时,S波段的电磁波比X波段电兹波更容易发生明显衍射6.一细光束由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7.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e 为bc中点.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为A.ab B.be C.ec D.cd8.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9.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10.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11.下列说法中正确的是A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象C.门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉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,一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光.则A.玻璃对a、b光的折射率满足n a>n bB.a、b光在玻璃中的传播速度满足v a>v bC.逐渐增大入射角,a光将先消失D.分别通过同一双缝干涉实验装置时,相邻亮条纹间距离a光大于b光14.下列说法正确的是()A.电磁波在真空中以光速c传播B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播D.光需要介质才能传播15.下列说法中正确的是A.阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B.只有大量光子才具有波动性,少量光子只具有粒子性C.电子的衍射现象说明其具有波动性,这种波不同于机械波,它属于概率波D.电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高,是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射16.如图所示是一观察太阳光谱简易装置,一加满清水的碗放在有阳光的地方,将平面镜M斜放入水中,调整其倾斜角度,使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射,最后由水面折射回空气射到室内白墙上,即可观察到太阳光谱的七色光带.逐渐增大平面镜的倾斜角度,各色光将陆续消失,则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是A.红光→紫光,红光B.红光→紫光,紫光C.紫光→红光,红光D.紫光→红光,紫光17.下列关于电磁波的说法中正确的是A.频率越高,振荡电路向外发射电磁波的本领越大B.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波C.在无线电波的传播中,微波适宜采用地波传播D.红外线具有显著的热效应,其波长比紫外线的波长短18.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19.电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是()A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线20.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.比较21.如图所示,三束细光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光a、b、c三束光,可知( )A.a为波长较长的光B.当它们在真空中传播时,a光的速度最大C.分别用这三种光做光源,使用同样的装置进行双缝干涉实验,a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小D.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大22.下面四种与光有关的叙述中,哪些说法是不正确的( )A.用光导纤维传播信号,是利用了光的全反射原理B.B 光的偏振也证明了光是一种波,而且是横波C.通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹,是光的干涉所致D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由黄光改为绿光,则条纹间距变窄23.根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法中正确的是( )A.周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场B.变化的电场一定产生变化的磁场C.稳定的电场一定产生稳定的磁场D.均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场24.电磁波与机械波具有的共同性质是( )A.都是横波B.都能传输能量C.都能在真空中传播D.都具有恒定的波速25.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【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.C解析:C【解析】所有光在真空中有相同的速度,选项A 错误;在CD 、AE 边只有a 光射出,b 光发生了全反射,说明b 光的临界角小,在五棱镜中的折射率大,由c v n =知,b 光在棱镜里的速度小,选项B 错误;由折射定律sin sin i n γ= 知,b 光的折射率大,折射角小,选项C 正确;a 光的频率小于b 光的频率,则a 光的波长大于b 光的波长,由l x d λ∆=知,a 光的相邻亮条纹间距大于b 光的相邻亮条纹间距,选项D 错误;故选C .点睛:本题考查了光的折射和干涉现象.关键要根据光路图正确判断出折射率的大小,再根据其他量与折射率的关系进行分析.2.B解析:B【解析】 试题分析:根据双缝干涉中相邻两条亮条纹间距公式λdL x Δ=,用同双缝干涉装置做实验条纹间距大的说明波长大,所以A 项错误;波长越大折射率越小,所以C 项错误;在介质中的速度根据公式nc v =,折射率越小在介质中传播的速度越大,所以B 项正确;在空气中不同的单色光的速度与在真空中速度相同都等于光速,所以D 项错误。
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(1)
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(1)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.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7.一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8.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是A.变化的电磁场由发生区域向周围空间传播,形成电磁波B.电场周围总能产生磁场,磁场周围总能产生电场C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播D.电磁波的传播速度总是与光速相等9.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10.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11.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.在电场的周围,一定存在着由它激发的磁场B.变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波C.赫兹通过实验证实了电磁波的存在D.无线电波的波长小于可见光的波长12.下列说法正确的是:A.根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场周围存在变化的磁场B.红外线遥感技术是利用红外线的化学作用C.在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒,是因为紫外线比红外线的热效应显著D.工业上的金属探伤是利用γ射线具有较强的穿透能力13.如图所示是双缝干涉实验装置图,以下可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离()A.增大双缝与光屏之间的距离B.增大单缝与双缝之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离14.1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论:直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息,43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖,他被誉为“光纤通讯之父”.以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的()A.图甲中,弯曲的水流可以导光B.图乙中,用偏振眼镜看3D电影,感受到立体的影像C.图丙中,阳光下的肥皂薄膜呈现彩色D.图丁中,白光通过三棱镜,出现色散现象15.有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光,大额钞票的荧光防伪标志就是一例,下列说法正确的是A.改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光B.荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低C.荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量D.荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的16.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17.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18.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19.下列说法中正确的是A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象C.门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉20.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21.如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样.现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光的传播路径与方向可能正确的是()A.①③B.①④C.②④D.只有③22.下列说法正确的是()A.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中,在不断增大入射角水面上首先消失的是绿光B.光的双缝干涉实验中,在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹,时而出现暗条纹C.红光的光子能量比紫光光子能量大D.只有横波才能产生干涉现象23.已知单色光a的频率低于单色光b的频率,则()A.通过同一玻璃三棱镜时,单色光a的偏折程度小B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,单色光a的临界角小C.通过同一装置发生双缝干涉,用单色光a照射时相邻亮纹间距小D.照射同一金属发生光电效应,用单色光a照射时光电子的最大初动能大24.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25.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【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.D解析:D【解析】试题分析:下列应用没有利用电磁波技术的是白炽灯,无线电、移动电话、雷达都要利用电磁波向外传输,D对;考点:考查电磁波的应用点评:难度较小,电磁波传输不需要介质,对电磁波的应用实例要注意积累2.A解析:A【解析】【分析】【详解】由图看出,a光通过三棱镜后偏折角较大,根据折射定律得知三棱镜对a光的折射率大于b光折射率,若a为蓝光,b可能为红光.故A正确,D错误.由cvn=,知a光的折射率大于b光折射率,则在该三棱镜中a色光的传播速率比b光的传播速率小,故B错误.由临界角公式1sinCn=分析知从棱镜射向空气中a色光的临界角比b色光的临界角小,故C错误.故选A.【点睛】本题是光的色散问题,考查光的折射定律的应用问题;要知道在七种色光中,紫光的折射率是最大的,在同样条件下,其偏折角最大.在介质中传播速度最小,临界角最小;可结合光的色散实验结果进行记忆;3.A解析:A【解析】【详解】根据临界角C、折射率1sinnC=,由①a的临界角小于b的临界角,可知n a>n b,根据色散规律可知a的频率大于b即γa>γb;根据双缝干涉条纹间距Lxdλ∆=,由②c的条纹间距最大可知b、c和d中c的波长最长,故c的频率最小;每种金属都有对应的最小入射光频率,入射光频率越大、光电效应越容易发生,由③可知b和d中b的频率较大即γb>γd,综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为abdc,故A正确.4.C解析:C【解析】【分析】根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大,可以判断这两种光在该玻璃中的波速大小,以及波长、临界角等大小情况,然后以及相关物理知识即可解答.【详解】A.由Cvn=可知,蓝光在玻璃中的折射率大,蓝光的速度较小,故A错误;B.以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中,蓝光的折射率大,向法线靠拢偏折得多,折射角应较小,故B错误;C.从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式1sin Cn=可知,红光的折射率小,临界角大,故C正确;D.用同一装置进行双缝干涉实验,由公式Lxdλ∆=可知蓝光的波长短,相邻条纹间距小,故D错误.5.B解析:B【解析】【分析】【详解】A.光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号,与光的干涉无关,故A错误;B.光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射,两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹,故与光的干涉有关,故B正确;C.光从水或玻璃射到气泡中时,由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射,所以气泡看起来特别明亮,与干涉无关,故C错误;D.白光是复色光,而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同,故虽然不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散,故折射的结果与光的干涉无关,故D错误。
高中物理竞赛专题 光学
n0 n1 sin 1 nx sin x nA sin A
3
n0 n1 sin 1 nx sin x nA sin A
P点光线的方向由x 决定:
sin
x
n0 nx
1 1 4qx
Y
nx n0 1 4qx
a
P点光线的切线斜率 kp : k p tan x
1 4qx
并按照
n ny 渐n1变1, n2为2 y距2 轴线a处的折射率, 为
常数,包裹层折射率也为n2 。光纤置于空气中,取Ox轴沿光纤轴
线方向,O为光纤端点的中心。假设 一束单色光从O点以入射角θi
进入光纤,入射面为xOy :
(亚洲奥赛04年题)
1)求出光线在光纤里的轨迹方程 y=f(x);
2)求出光可以在光纤纤芯中传播的最大入射角θiM;
x a14
4) qi =qiM时光信号沿光纤的传输速度(= x1/τ)
c
pan12
n12 n22
1
sin 2 qi
2n12
x1 ap
n12 sin 2 q
n12 n22
y
sin qiM n12 n22
vM
2cn2 n12 n22
qi O
n2
a
x1
n1
x
15
二、几何光学成像
单球面折射成像公式--阿贝不变式:
✓ 第一个交点坐标
y
x1 ap
n12 sin 2 q
n12 n22
O
n0 n2
x1
ax n1
n2 12
✓通过一线段元 ds 时间为 dt ds n ds vc
线段元 ds dx2 dy2 1 y'2 dx
光学6 类经典题型
光学6 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。
1 光的直线传播例1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。
高中物理《物理光学》练习题(附答案解析)
高中物理《物理光学》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.从调谐电路接收到的高频振荡电流中,还原出声音信号的过程是()A.调谐B.解调C.调频D.调幅2.关于电磁场和电磁波的说法中,下列叙述正确的是()A.微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应B.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播C.安培通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用D.麦克斯韦建立了经典电磁理论,并证实了电磁波的存在3.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.赫兹预言了电磁波的存在B.均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌消毒D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波4.以下关于电磁波的说法不正确的是()A.医院B超发出的超声波是电磁波B.无线通信是用电磁波进行传播的C.遥控器发出的红外线是电磁波D.透视使用的X射线是电磁波5.2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月,各地月出时刻约为18点10分至20分,所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮,关于光现象及其应用,下列说法正确的是()A.海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的B.光的衍射现象说明光具有粒子性,全息照相主要是利用了光的衍射现象C.无影灯是应用光的衍射现象,分光镜是利用光的全反射原理D.红黄绿交通信号灯中,红光波长最短,最不易发生明显衍射6.衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用,可以利用衍射图样分析结构,如通过X射线在晶体上衍射的实验,证实了各种晶体内部的微粒是按一定规则排列着的。
如图所示为一束光经过某孔洞后的衍射图样,则该孔洞的形状可能是()A.B.C.D.7.如图所示,从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜折射后发生色散现象,在光屏的a、b间形成一条彩色光带。
下面的说法中正确的是()A.在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长B.b侧光更容易产生衍射现象C.若改变白光的入射角,在屏上最先消失的是b侧光D.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa>Δxb8.如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束,则()A.只要满足一定的条件,a、b两束光可以发生干涉B.遇到障碍物时,b光更容易发生明显的衍射现象C.在该透明材料中,a光的传播速度大于b光的传播速度D.从该透明材料射入空气发生全反射时,a光的临界角较大二、多选题9.下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本,则下列判断准确无误的是()A .甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”B .乙图是薄膜干涉的应用,可用来检测平面的平整程度C .丙图是双缝干涉的原理图,若P 到S 1、S 2的路程差是光的半波长的奇数倍,则出现亮纹D .丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在肥皂膜上,出现水平干涉条纹10.下列关于光的说法正确的是( )A .光的偏振现象说明光是一种横波B .立体电影是利用了光的衍射现象C .利用激光的相干性好可以进行精准的测距D .用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象11.2022年8月,我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”实现了国际上首次空间太阳h α波段光谱扫描成像,这相当于给太阳低层大气做了“CT ”扫描。
高考物理光学知识点之物理光学分类汇编及答案(6)
高考物理光学知识点之物理光学分类汇编及答案(6)一、选择题1.一细光束由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2.下列说法正确的是()A.任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波C.单个光子通过单缝后,底片上就会出现完整的衍射图样D.光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏3.先后用两种不同的单色光,在相同的条件下用同双缝干涉装置做实验,在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同,其中间距较大.....的那种单色光,比另一种单色光()A.在真空中的波长较短B.在玻璃中传播的速度较大C.在玻璃中传播时,玻璃对其折射率较大D.其在空气中传播速度大4.在阳光下肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹和雨后天空的彩虹,这分别是光的()A.干涉、折射 B.反射、折射 C.干涉、反射 D.干涉、偏振5.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是A.变化的电磁场由发生区域向周围空间传播,形成电磁波B.电场周围总能产生磁场,磁场周围总能产生电场C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播D.电磁波的传播速度总是与光速相等6.下列关于电磁波的说法正确的是A.电磁波是横波B.电磁波只能在真空中传播C.在真空中,电磁波的频率越大,传播速度越大D.在真空中,电磁波的频率越大,传播速度越小7.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8.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.在电场的周围,一定存在着由它激发的磁场B.变化的磁场在周围空间一定能形成电磁波C.赫兹通过实验证实了电磁波的存在D.无线电波的波长小于可见光的波长9.甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,相邻两个亮条纹的中心距离分别记为Δx1和Δx2,已知Δx1>Δx2。
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。
物理光学常见题型解析
物理光学常见题型解析光学是物理学的重要分支,研究光的产生、传播和相互作用等现象。
在物理光学的学习过程中,常见的题型有折射、反射、干涉、衍射等。
下面将对这些常见题型进行解析和讲解。
一、折射题型折射是光线由一种介质进入另一种介质时改变传播方向的现象。
根据斯奈尔定律,折射光线的入射角、出射角和两种介质的折射率之间有一定的关系。
以一个典型的折射题为例:当光线由空气(折射率为1)入射到水(折射率为1.33)中时,入射角为30°,求折射角。
解析:根据斯奈尔定律,入射角记为i,折射角记为r,空气与水的折射率记为n_1 和 n_2,则有sin(i)/sin(r) = n_2/n_1。
代入已知条件,得到sin(30°)/sin(r) = 1.33/1。
解方程得折射角 r = sin^(-1)(sin(30°)/1.33)≈ 21.18°。
二、反射题型反射是光线遇到界面时发生的现象,根据反射定律,入射角等于反射角。
以一个典型的反射题为例:一束入射光线以45°的角度照射到一个平面镜上,求光线的反射角。
解析:根据反射定律,入射角等于反射角,因此光线的反射角也为45°。
三、干涉题型干涉是指两束或多束光线相遇产生的干涉现象。
干涉可以分为相长干涉和相消干涉两种情况。
以一个典型的相长干涉题为例:两束同频率的光波以相同角度入射到一个薄膜上,如果两束光波的光程差为半波长,求干涉的相对强度。
解析:当两束光波的光程差为半波长时,两束光波相长干涉,干涉的相对强度为完全相长干涉,即干涉增强,干涉条纹明亮。
四、衍射题型衍射是光线遇到障碍物或通过狭缝时发生的现象。
光波通过狭缝或障碍物产生衍射后,在屏幕上形成一系列的明暗条纹。
以一个典型的衍射题为例:一束光通过一条宽度为a的狭缝照到一个屏幕上,屏幕距狭缝的距离为D,求屏幕上最亮的主极大的位置。
解析:根据夫琅禾费衍射公式,最亮的主极大位置满足sinθ = mλ/a,其中m为正整数,λ为波长。
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。
高考物理最新光学知识点之物理光学全集汇编及答案解析
高考物理最新光学知识点之物理光学全集汇编及答案解析一、选择题1.如图所示,一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a 、b 、c 三束单色光.比较a 、b 、c 三束光,可知A .当它们在真空中传播时,c 光的波长最大B .当它们在玻璃中传播时,c 光的速度最大C .若它们都从玻璃射向空气,c 光发生全反射的临界角最小D .对同一双缝干涉装置,a 光干涉条纹之间的距离最小2.5G 是“第五代移动通讯技术”的简称。
目前通州区是北京市5G 覆盖率最高的区县,相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况,5G 能有效解决信号问题。
由于先前的34G G 、等已经将大部分通讯频段占用,留给5G 的频段已经很小了。
5G 采用了比4G 更高的频段,5G 网络运用的是毫米波,将网络通讯速度提高百倍以上,但毫米波也有明显缺陷,穿透能力弱,目前解决的办法是缩减基站体积,在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。
综合上述材料,下列说法中不正确...的是 A .5G 信号不适合长距离传输B .手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽C .5G 信号比4G 信号更容易发生衍射现象D .随着基站数量增多并且越来越密集,可以把基站的功率设计小一些3.下列说法不正确...的是( )A .检验工件平整度的操作中,如图1所示,上面为标准件,下面为待检测工件,通过干涉条纹可推断:P 为凹处,Q 为凸处B .图2为光线通过小圆板得到的衍射图样C .图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样D .图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样4.下列说法正确的是( )A .任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波C.单个光子通过单缝后,底片上就会出现完整的衍射图样D.光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏5.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6.如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600 nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻..的亮条纹;若用波长为400 nm的紫光重复上述实验,则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是A.P0点和P1点都是亮条纹B.P0点是亮条纹,P1点是暗条纹C.橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距D.若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验,紫光的衍射现象更明显7.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8.两束单色光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9.如图所示是双缝干涉实验装置图,以下可以增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离()A.增大双缝与光屏之间的距离B.增大单缝与双缝之间的距离C.将红色滤光片改为绿色滤光片D.增大双缝之间的距离10.近期美国在韩国部署“萨德”反导系统,引起亚洲周边国家的强烈反应.“萨德”采用X波段雷达,工作的电磁频率范围在8×109〜12×l09Hz,而传统雷达多采用S波段雷达,其工作的电磁波频率范围在2×109〜4×109Hz.则下列说法正确的有A.电磁波的传播需要介质B.X波段电磁波的波长比S波段电进波的波长长C.当电磁波从一种介质射入另一介质时,频率会发生变化D.在传播过程中遇到障碍物时,S波段的电磁波比X波段电兹波更容易发生明显衍射11.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e 为bc中点.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为A.ab B.be C.ec D.cd12.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.如图所示的LC振荡电路中,某时刻电流i的方向为顺时针,则以下判断正确的是A.若A板带正电,则电流i在增大B.若电容器在放电,则电流i在减小C.若电流i减小,则线圈两端电压减小D.若只减小电容C,则振荡电流周期变小14.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。
高考物理最新光学知识点之物理光学分类汇编附答案解析
高考物理最新光学知识点之物理光学分类汇编附答案解析一、选择题1.明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象.如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是A.若增大入射角i,则b光最先消失B.在该三棱镜中a光波速小于b光C.若a、b光通过同一双缝干涉装置,则屏上a光的条纹间距比b光宽D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压高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.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4.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是A.变化的电磁场由发生区域向周围空间传播,形成电磁波B.电场周围总能产生磁场,磁场周围总能产生电场C.电磁波是一种物质,只能在真空中传播D.电磁波的传播速度总是与光速相等5.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6.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7.一细光束由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8.如图所示,一束太阳光通过三棱镜后,在光屏MN上形成的彩色光带落在bc区域内,e 为bc中点.现将一温度计放在屏上不同位置,其中温度计示数升高最快的区域为A.ab B.be C.ec D.cd9.有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光,大额钞票的荧光防伪标志就是一例,下列说法正确的是A.改用红外线照射荧光物质也可以发出可见光B.荧光物质发出的可见光的频率比红外线的频率低C.荧光物质中的电子吸收了紫外线光子的能量D.荧光物质发出可见光的过程是电子从低能级跃迁到高能级时产生的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13.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.下列说法中正确的是A.白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象B.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是利用了光的衍射现象C.门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉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.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。
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。
高考物理专题复习《光学》高考真题
高考物理专题复习《光学》高考真题1、(2022·山东卷·T10)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象,狭缝1S,2S的宽度可调,狭缝到屏的距离为L。
同一单色光垂直照射狭缝,实验中分别在屏上得到了图乙,图丙所示图样。
下列描述正确的是()A. 图乙是光的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,也发生了衍射B. 遮住一条狭缝,另一狭缝宽度增大,其他条件不变,图丙中亮条纹宽度增大C. 照射两条狭缝时,增加L,其他条件不变,图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D. 照射两条狭缝时,若光从狭缝1S、2S到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,P点处一定是暗条纹2、(2022·山东卷·T7)柱状光学器件横截面如图所示,OP右侧是以O为圆心、半径为R的14圆,左则是直角梯形,AP长为R,AC与CO夹角45︒,AC中点为B。
a、b两种频率的细激光束,垂直AB面入射,器件介质对a,b光的折射率分别为1.42、1.40。
保持光的入射方向不变,入射点从A向B移动过程中,能在PM面全反射后,从OM面射出的光是(不考虑三次反射以后的光)()A. 仅有a光B. 仅有b光C. a、b光都可以D. a、b光都不可以3、(2022·全国乙卷·T17)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。
普朗克常量为h = 6.63 × 10 -34J⋅s。
R约为()A. 1 × 102mB. 3 × 102mC. 6 × 102mD. 9 × 102m4、(2022·浙江6月卷·T8)如图所示,王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验,在失重环境下,往大水球中央注入空气,形成了一个空气泡,气泡看起来很明亮,其主要原因是()A. 气泡表面有折射没有全反射B. 光射入气泡衍射形成“亮斑”C. 气泡表面有折射和全反射D. 光射入气泡干涉形成“亮斑”5、(2022·浙江6月卷·T4)关于双缝干涉实验,下列说法正确的是()A. 用复色光投射就看不到条纹B. 明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C. 把光屏前移或后移,不能看到明暗相间条纹D. 蓝光干涉条纹的间距比红光的大6、(2022·浙江1月卷·T11)如图所示,用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点,发现有a、b、c、d四∆时,b、c、d 条细光束,其中d是光经折射和反射形成的。
高中物理几何光学经典大题例题
(每日一练)高中物理几何光学经典大题例题单选题1、一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖,出射光线与入射光线的位置关系可能正确的是()A.B.C.D.答案:A解析:BC.一束单色光穿过两块玻璃砖,分别经过两次从空气中射入到玻璃,和两次从玻璃射入空气的折射,且两块玻璃砖的两面都是平行的,根据折射定律可知,最后的出射光线与最初的入射光线平行,BC错误。
AD.光由空气斜射进入玻璃砖,折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中,折射角小于入射角;当光再由玻璃砖斜射进入空气时,折射角大于入射角,故最后的出射光线应该位于最初的入射光线延长线的左侧,A 正确D错误。
故选A。
2、如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角θ=83°,今有一束单色光在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射,则玻璃砖的折射率为( )A .53B .√2C .2√33D .54答案:A解析:如图所示因E 点为OA 的中点,所以入射角α=30°β=θ=83°临界角C =180°-2α-β=37°OB 面恰好发生全反射,则sinC =1n解得n=5 3故A正确,BCD错误。
故选A。
3、一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n=2,横截面如图所示,O表示半圆柱形截面的圆心。
半圆柱对称轴OP上有一发光点S,距离圆心O为R2,当某角度θ的强度值很小时,sinθ≈tanθ,圆的弦长可以近似代替弧长。
当沿着PO方向观察时,实际观察到的发光点S到P点的距离为()A.R3B.R4C.R5D.√2R2答案:A解析:作出光路图如图所示则有sini sinr =1n=12在△ASO中根据正弦定理得R 2sini =R sin∠ASP在△ABO中根据正弦定理BO sinr =R sin∠ABP联立解得R2(R−PB)⋅sinrsini=sin∠ABPsin∠ASP当某角度θ的弧度值很小时,sinθ≈tanθ,圆的弦长可以近似代替弧长,即sin∠ABP sin∠ASP =tan∠ABPtan∠ASP=APPB⋅R2AP=R2PB联立解得PB=R 34、关于光现象及其应用,下列说法正确的有()A.光导纤维利用光的折射的原理,其内芯的折射率小于外套的折射率B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象C.激光医学是应用了激光的方向性和高能量特点D.拍摄玻璃橱窗中的物品时,为消除玻璃表面反射光的干扰,需要在照相机镜头前加装偏振片,该装置利用的是薄膜干涉原理答案:C解析:A.光纤通信是利用了光的全反射原理,根据全反射的条件可知,其内芯的折射率大于外套的折射率,故A错误;B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是由折射形成的光的色散现象,故B错误;C.根据激光的特性可知,激光医学是应用了激光的方向性和高能量特点,故C正确;D.反射光是偏振光,拍摄玻璃橱窗中的物品时,为消除玻璃表面反射光的干扰,需要在照相机镜头前加装偏振片,该装置利用的是偏振原理,故D错误。
高中物理《光学》练习题(附答案解析)
高中物理《光学》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:__________一、单选题1.下列说法正确的是( )A .爱因斯坦提出光子的能量与光的波长成正比,即E h λ=B .法拉第预言电磁波的存在,赫兹则通过实验捕捉到电磁波C .原子从低能级向高能级跃迁时放出光子D .由c f λ=可知,频率越大的电磁波,在真空中波长越小2.首位通过实验捕捉到电磁波的科学家是( )A .赫兹B .法拉第C .麦克斯韦D .奥斯特3.关于电磁波和麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )A .电磁波是一种物质,可以在真空中传播B .电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场C .变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场D .均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场4.下列器件中,利用电流热效应工作的是( )A .微波炉B .电视机C .电风扇D .电饭锅5.如图所示,OO '是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A 、B 是关于OO '轴等距离且平行的两束不同单色细光束,从玻璃射出后相交于OO '下方的P 点,由此可以得出的结论是( )A .在同种玻璃中传播,A 光的传播速度一定大于B 光B .以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后,B 光侧移量大C .分别照射同一光电管,若B 光能引起光电效应,A 光一定也能D .以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是A 光6.某种透明玻璃圆柱体横截面如图所示,O点为圆心,一束单色光从A点射入,经B点射出圆柱体。
下列说法正确的是()A.光线进入玻璃后频率变大B.若θ增大, 可能变小C.若θ增大,光线在圆柱体内可能会发生全反射D.若θ增大,光线由A点至第一次射出时间变短7.下列说法正确的是()A.光子的能量跟它的频率成反比B.随着温度的升高,热辐射中波长较短的成分越来越强C.一小段通电直导线所受磁场力的方向就是导线所在处的磁场方向D.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波8.如图所示,由两种单色光组成的复色光,通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束,则()A.只要满足一定的条件,a、b两束光可以发生干涉B.遇到障碍物时,b光更容易发生明显的衍射现象C.在该透明材料中,a光的传播速度大于b光的传播速度D.从该透明材料射入空气发生全反射时,a光的临界角较大二、多选题9.下列关于电磁波的说法不正确的是()A.只要空间某处有变化的电场和磁场,就会在其周围产生电磁场,从而形成电磁波B.任何变化的磁场周围一定有电场C .能说明光具有波粒二象性的现象是光的反射和光电效应D .太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度不同10.电磁波为信息的传递插上了翅膀。
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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 e V的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零。