第14講光學(xué)高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025課程標(biāo)準(zhǔn)考點(diǎn)考情梳理浙江真題問題情境光的折射2021.6,T12用激光筆照射光盤邊緣2022.1,T11用激光筆照射玻璃磚圓心2023.1,T13等腰直角棱鏡全反射2024.6,T3激光照射出水口2022.6,T8太空水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)2023.6,T13水池底部的三角形發(fā)光體光的干涉2021.6,T16薄膜干涉2022.6,T4雙縫干涉實(shí)驗(yàn)2023.1,T15干涉條紋與光電效應(yīng)2023.6,T15干涉條紋與光電效應(yīng)2024.6,T10玻爾氫原子電子軌道考點(diǎn)一光的折射與全反射統(tǒng)攬主干知識(shí)1.常見折射模型

種類平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)結(jié)構(gòu)玻璃磚上下表面平行橫截面為三角形的棱鏡橫截面是圓種類平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對(duì)光線的作用通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向,但要發(fā)生側(cè)移

通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后,出射光線向棱鏡底面偏折

圓界面的法線是過圓心的直線,經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折

種類平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)應(yīng)用測定玻璃的折射率全反射棱鏡,改變光的傳播方向

改變光的傳播方向2.求解光的全反射問題的思路(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。研學(xué)選考命題1.(2022浙江6月選考)如圖所示,王亞平在天宮課堂上演示了水球光學(xué)實(shí)驗(yàn),在失重環(huán)境下,往大水球中央注入空氣,形成了一個(gè)空氣泡,氣泡看起來很明亮,其主要原因是(

)A.氣泡表面存在折射現(xiàn)象不存在全反射現(xiàn)象B.光射入氣泡時(shí)發(fā)生衍射形成“亮斑”C.氣泡表面存在折射現(xiàn)象和全反射現(xiàn)象D.光射入氣泡時(shí)發(fā)生干涉形成“亮紋”C【解析】

當(dāng)光從水中射到空氣泡的界面處時(shí),一部分光的入射角大于或等于臨界角,發(fā)生了全反射現(xiàn)象;還有一部分光折射到內(nèi)壁然后再折射出去,所以水中的空氣泡看起來很明亮。故選C。2.(2021浙江6月選考)用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時(shí)觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)O和兩出射點(diǎn)P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處,空氣中存在四條細(xì)光束,分別為入射光束a、反射光束b、出射光束c和d,已知光束a和b間的夾角為90°,則(

)A.光盤材料的折射率n=2B.光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二C.光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度D.光束c的強(qiáng)度小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度D【解析】

如圖所示,由幾何關(guān)系可得入射角為i=45°,折射角為r=30°,光束b、c和d的強(qiáng)度之和小于光束a的強(qiáng)度,因?yàn)樵赒處光還有反射光線,所以C錯(cuò)誤;光束c的強(qiáng)度與反射光線PQ的強(qiáng)度之和等于折射光線OP的強(qiáng)度,所以D正確。3.(2023浙江6月選考)在水池底部水平放置三條細(xì)燈帶構(gòu)成的等腰直角三角形發(fā)光體,直角邊的長度為0.9m,水的折射率n=,細(xì)燈帶到水面的距離h=m,則有光射出的水面形狀(用陰影表示)為(

)C角度衍生練(2023全國乙卷)如圖所示,一折射率為

的棱鏡的橫截面為等腰直角三角形ABC,AB=AC=l,BC邊所在底面上鍍有一層反射膜。一細(xì)光束沿垂直于BC方向經(jīng)AB邊上的M點(diǎn)射入棱鏡,若這束光被BC邊反射后恰好射向頂點(diǎn)A,求M點(diǎn)到A點(diǎn)的距離。由幾何關(guān)系可得∠MDA=30°,∠MAD=30°,故MA=MD設(shè)MA=MD=x,則MB=l-x考點(diǎn)二光的干涉、衍射、偏振統(tǒng)攬主干知識(shí)1.薄膜干涉(1)相干光:光照射到透明薄膜上,從薄膜的兩個(gè)表面反射的兩列光波。(2)圖樣特點(diǎn):同雙縫干涉,同一條亮(或暗)條紋對(duì)應(yīng)的薄膜的厚度相等。單色光照射薄膜時(shí)形成明暗相間的條紋,白光照射薄膜時(shí)形成彩色條紋。2.雙縫干涉(1)相鄰亮(暗)條紋中心間距公式:Δx=λ。(2)亮暗條紋的判斷方法①光源S1、S2發(fā)出的光到屏上某點(diǎn)的路程差r2-r1=kλ(k=0,1,2,…)時(shí),光屏上出現(xiàn)亮條紋。②光的路程差r2-r1=(2k+1)(k=0,1,2,…)時(shí),光屏上出現(xiàn)暗條紋。3.光的雙縫干涉和單縫衍射的比較

現(xiàn)象單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等,中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不相等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮,兩邊變暗條紋清晰,亮度基本相等相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象,屬于波的疊加;干涉、衍射都有明暗相間的條紋4.對(duì)偏振光的理解要點(diǎn)(1)當(dāng)偏振光的偏振方向與偏振片的透振方向平行時(shí),透射的光最強(qiáng);當(dāng)偏振光的偏振方向與偏振片的透振方向垂直時(shí),光不能穿過偏振片。(2)當(dāng)偏振光的偏振方向與偏振片的透振方向既不平行也不垂直時(shí),仍會(huì)有部分光透過偏振片,透過的光的強(qiáng)度介于平行和垂直兩種情況之間。5.各種色光的比較含有多種顏色的光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),由于介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同,各種色光的偏折程度不同。顏色頻率f同一介質(zhì)中的折射率同一介質(zhì)中的速度波長臨界角通過棱鏡的偏折角紅橙黃綠藍(lán)靛紫低→高小→大大→小大→小大→小小→大研學(xué)選考命題1.(2022浙江6月選考)關(guān)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(

)A.用復(fù)色光投射就看不到條紋B.明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相間條紋D.藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的大B【解析】

用復(fù)色光投射同樣能看到條紋,A錯(cuò)誤;雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,明暗相間條紋是兩列光在屏上疊加的結(jié)果,B正確;由條紋間距Δx=λ知,把光屏前移或后移,改變了L,從而改變了條紋間距,但還可以看到明暗相間條紋,C錯(cuò)誤;由條紋間距Δx=λ,且λ藍(lán)<λ紅知,藍(lán)光干涉條紋的間距比紅光的小,D錯(cuò)誤。2.(多選)(2021浙江6月選考)肥皂膜的干涉條紋如圖所示,條紋間距上面寬、下面窄。下列說法正確的是(

)A.過肥皂膜最高和最低點(diǎn)的截面一定不是梯形B.肥皂膜上的條紋是前后表面反射光形成的干涉條紋C.肥皂膜從形成到破裂,條紋的寬度和間距不會(huì)發(fā)生變化D.將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)90°,條紋也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)90°AB【解析】

肥皂膜因?yàn)樽灾貢?huì)上面薄下面厚,因表面張力的原因其截面應(yīng)是一個(gè)圓滑的曲面而不是梯形,A正確;薄膜干涉是等厚干涉,其原因?yàn)榉试砟ど系臈l紋是前后表面反射光形成的干涉條紋,B正確;形成條紋的原因是前后表面的反射光疊加出現(xiàn)了振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和振動(dòng)減弱點(diǎn),肥皂膜形成到破裂的過程中上面越來越薄,下面越來越厚,因此出現(xiàn)的加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置發(fā)生了變化,條紋寬度和間距發(fā)生變化,C錯(cuò)誤;將肥皂膜外金屬環(huán)左側(cè)的把柄向上轉(zhuǎn)動(dòng)90°,由于重力和表面張力等的作用,肥皂膜的形狀和厚度會(huì)重新分布,因此并不會(huì)跟著旋轉(zhuǎn)90°,D錯(cuò)誤。角度衍生練1.(多選)(2024浙江寧波高二期末)關(guān)于下列四幅圖中物理現(xiàn)象的描述,說法正確的是(

)A.圖甲是光的色散現(xiàn)象,出射光線a的折射率最小B.圖乙被稱為“泊松亮斑”,是光通過小圓板衍射形成的圖樣C.圖丙是利用光的干涉來檢查樣板平整度,右側(cè)小墊片厚度越小則干涉條紋越稀疏D.圖丁中當(dāng)P固定不動(dòng),將Q從圖示位置繞水平軸在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°,光屏上的亮度增加BCD【解析】

由圖甲可知,入射角相同,a光的折射角小,根據(jù)

可知,a光的折射率最大,故A錯(cuò)誤;圖乙為泊松亮斑,是光通過小圓板衍射形成的,故B正確;圖丙是利用薄膜干涉來檢查樣板平整度,右側(cè)小墊片厚度越小則干涉條紋越稀疏,故C正確;Q從圖示位置開始緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中,光的偏振方向與狹縫趨于平行,通過Q的光逐漸變多,光屏上的亮度逐漸增加,故D正確。2.(多選)(2024湖南卷)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)BC【解析】

當(dāng)θ=0°時(shí),畫出光路圖,如圖甲所示,S發(fā)出的光與通過平面鏡反射的光(可以等效成虛像S'發(fā)出的光)是同一列光分成的,滿足相干光條件,且該干涉可看成雙縫干涉,設(shè)S與S'的距離為d,S到光屏的距離為l,代入雙縫干涉條紋間距公式可得Δx=,則沿OA向右略微平移平面鏡,對(duì)l和d均沒有影響,干涉條紋間距不變,故C正確