專題十六光學(xué)部分[專題復(fù)習(xí)定位]1．能夠進(jìn)行光的折射和全反射現(xiàn)象的相關(guān)計算。2．理解光的波粒二象性。3．幾何光學(xué)和物理光學(xué)綜合問題的理解和分析。高考真題再現(xiàn)PART01第一部分√√√命題點(diǎn)2光的全反射2．(2024·廣東卷，T6)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(diǎn)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√3．(2024·江蘇卷，T6)現(xiàn)有一光線以相同的入射角θ，打在不同濃度NaCl的兩杯溶液中，折射光線如圖所示(β1<β2)，已知折射率隨濃度增大而變大，則(

)A．甲折射率大B．甲濃度小C．甲中光線的傳播速度大D．甲臨界角大√5.(2024·山東卷，T15)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，折射光線垂直于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；答案：0.75(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。√命題點(diǎn)3光的干涉、衍射和偏振6．(2024·遼寧、吉林、黑龍江卷，T4)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央間距變小的是(

)A．換用更粗的頭發(fā)絲B．換用紅色激光照雙縫C．增大紙板與墻面的距離D．減小光源與紙板的距離√7．(2024·江蘇卷，T2)用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，現(xiàn)在將手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度，會觀察到(

)A．兩鏡片都變亮B．兩鏡片都變暗C．兩鏡片沒有任何變化D．左鏡片變暗，右鏡片變亮解析：用立體影院的特殊眼鏡去觀看手機(jī)液晶屏幕，左鏡片明亮，右鏡片暗，說明左鏡片偏振片的方向和光的偏振方向相同，右鏡片偏振片的方向和光的偏振方向垂直，當(dāng)手機(jī)屏幕旋轉(zhuǎn)90度后左鏡片偏振片的方向與光的偏振方向垂直，則左鏡片變暗，右鏡片偏振片的方向與光的偏振方向相同，則右鏡片變亮?！?．(2024·山東卷，T4)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合格解析：單色平行光垂直照射平板玻璃，上玻璃的下表面和下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識可知，同一條干涉條紋位置處光的光程差相等，即滾珠a的直徑與滾珠b的相等，即滾珠b合格，不同的干涉條紋位置處光的光程差不同，則滾珠a的直徑與滾珠c的不相等，即滾珠c不合格，C正確?！獭獭?0．(多選)(2024·湖南卷，T9)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，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√11．(多選)(2023·遼寧卷，T8)“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)計的標(biāo)準(zhǔn)速度航行時，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．駛近站臺的火車，汽笛音調(diào)變高D．振動音叉的周圍，聲音忽高忽低√√解析：由題圖可知，球鼻艏與船首推起的兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力，是由于兩列波疊加后使振動減弱，屬于波的干涉現(xiàn)象。插入水中的筷子，看起來折斷了屬于光的折射現(xiàn)象，A錯誤；陽光下的肥皂膜，呈現(xiàn)彩色條紋屬于薄膜干涉，B正確；駛近站臺的火車，汽笛音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)，C錯誤；振動音叉的周圍，聲音忽高忽低屬于聲波的干涉現(xiàn)象，D正確?！填}型分類講練PART02第二部分題型一光的折射和全反射1．全反射的條件(1)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。(2)入射角大于或等于臨界角。3．必備數(shù)學(xué)知識(1)平行線、三角形、圓等相關(guān)幾何知識。(2)三角函數(shù)知識。(3)相似三角形的性質(zhì)。(4)勾股定理。(5)正弦定理、余弦定理?！倘鐖D(a)所示，我國航天員王亞平在太空授課時演示了水滴在完全失重環(huán)境下形成一標(biāo)準(zhǔn)的球體，在她手中變幻出種種奇妙的現(xiàn)象。“飛天夢永不失重，科學(xué)夢張力無限”，這次太空授課科普教育活動，極大地激發(fā)了廣大中小學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的熱情。某同學(xué)在家中找到一個帶底座的標(biāo)準(zhǔn)透明玻璃球，用紅色激光筆照射其表面，光的折射和反射使玻璃球顯得流光溢彩、晶瑩剔透。圖(b)為該透明玻璃球過球心O的截面圖，球的半徑為R，該同學(xué)用激光沿平行于直徑AOB方向照射，發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光射到圓上的C點(diǎn)，入射角i＝60°時，激光在球內(nèi)經(jīng)過一次反射后恰能從D點(diǎn)(與C點(diǎn)關(guān)于AOB對稱)再次平行于AOB從玻璃球射出，光在真空中的傳播速度為c。求：(1)該玻璃球?qū)す獾恼凵渎蕁；(2)激光在玻璃球內(nèi)傳播的時間t?！炭枷?光的折射現(xiàn)象分析如圖所示，水面上方一只小鳥正沿水平路線從左向右飛行，水中一定深度處有一條靜止的魚，點(diǎn)O是魚正上方與小鳥飛行軌跡的交點(diǎn)。小鳥從左向右水平飛行時(

)A．飛到O點(diǎn)時鳥看到的魚比實(shí)際位置深B．飛到O點(diǎn)時魚看到的鳥比實(shí)際高度低C．飛向O點(diǎn)過程中鳥看到魚遠(yuǎn)離水面下沉D．飛離O點(diǎn)過程中魚看到鳥離水面高度不變[解析]

小鳥在O點(diǎn)左側(cè)時，根據(jù)折射定律可知，小鳥看到魚的虛像，在魚實(shí)際位置的右上方；小鳥飛向O點(diǎn)過程中鳥看到魚遠(yuǎn)離水面下沉。(1)A點(diǎn)到池邊緣的水平距離；[答案]

1.35m(2)光在水中傳播的速度。[答案]

2.25×108m/s√考向3全反射現(xiàn)象分析被熏黑的鐵球表面有一層很薄的碳粒層，將其放入水中，碳粒層與水之間又形成了一空氣層，看上去變得锃亮。這屬于光的(

)A．折射現(xiàn)象 B．全反射現(xiàn)象C．干涉現(xiàn)象 D．衍射現(xiàn)象[解析]

碳粒層與水之間又形成了一空氣層，光由空氣進(jìn)入水中會發(fā)生折射現(xiàn)象，但是光線由水內(nèi)部射向空氣時，由于角度問題大部分光線發(fā)生了全反射，一般要經(jīng)過2次或者更多次全反射之后才折射出來，即光線經(jīng)過很多路徑才傳播出來，由于這些光路重疊交織在一起，所以看起來會比較亮。這是光的全反射現(xiàn)象所形成的。為保證泳池夜間安全，需要在泳池鋪設(shè)池底燈提供光照。如圖所示，足夠大的泳池中央有一直徑為d的圓形池底燈，燈面與池底相平。已知水的折射率為n，水深為h，水面平靜，求：(1)燈光在水中發(fā)生全反射的臨界角C的正切值；(2)在水面上形成的光斑面積S。題型二光的干涉、衍射和偏振電磁波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項(xiàng)目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小(明顯衍射現(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√考向1光的干涉和衍射現(xiàn)象

(2023·山東卷，T5)一種干涉熱膨脹儀原理圖如圖所示。G為標(biāo)準(zhǔn)石英環(huán)，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標(biāo)準(zhǔn)平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，下列說法正確的是(

)A．劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動B．劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C．劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動D．劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動[解析]

由題意可知，C的膨脹系數(shù)小于G的膨脹系數(shù)，當(dāng)溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則條紋向左移動?！獭?/p>

(多選)某日，某地天空出現(xiàn)了壯觀的完整圓環(huán)形彩虹。太陽光入射球形雨滴經(jīng)過折射和反射形成彩虹的示意圖如圖所示，關(guān)于光線1和光線2，下列說法正確的是(

)A．光線1的頻率更大B．光線1從玻璃進(jìn)入空氣時更容易發(fā)生全反射C．用相同單縫做衍射實(shí)驗(yàn)時，光線2的衍射條紋間距更大D．用相同雙縫做楊氏干涉實(shí)驗(yàn)時，光線1的干涉條紋間距更大√√√√

(多選)隨著科技的進(jìn)步，越來越多的人使用藍(lán)牙耳機(jī)，手機(jī)與基站及耳機(jī)的通信如圖所示。若基站與手機(jī)、手機(jī)與耳機(jī)之間通信的電磁波分別為甲波、乙波，則以下說法正確的是(

)A．甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小B．真空中甲波的傳播速度比乙波慢C．真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物D．甲波與乙波有可能發(fā)生干涉√[解析]

由題圖可知甲、乙波的波長都比可見光波長長，由c＝λf可得，甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小，故A正確；所有頻率的電磁波在真空中的傳播速度都為3×108m/s，