專題五

近代物理

光學(xué)

電磁波第十七講

光學(xué)

電磁波

考點(diǎn)一

光學(xué)3.求解光的折射和全反射問題的思路(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。(3)利用折射定律等公式求解。(4)注意折射現(xiàn)象中光路的可逆性。

【例2】(2024·河北邯鄲三模)如圖所示,一束單色光平行于aa'b'b平面且與aa'成θ角(tanθ=0.5)射入長方體玻璃磚,在玻璃磚的上下表面均發(fā)生了反射和折射。A、B、C、D為光線上的四個(gè)點(diǎn),其中A為入射光線上的點(diǎn)且到aa'的距離為3cm,B到A的水平距離為14cm,B、C連線平行于aa'且B、C兩點(diǎn)的距離為4cm,C、D連線垂直于aa'且C、D兩點(diǎn)的距離為13cm,已知光在真空中傳播的速度為c=3×108m/s,下列說法正確的是 (

)

【例4】(2024·湖南長沙模擬預(yù)測)夏天的雨后經(jīng)?？梢钥吹矫利惖牟屎?古人對此有深刻認(rèn)識(shí),唐代詞人張志和在《玄真子濤之靈》中寫道:“雨色映日而為虹”。從物理學(xué)角度看,虹和霓是兩束平行太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的,人們在地面上逆著光線看過去就可看到霓虹現(xiàn)象。如圖甲所示,一束白光水平射入空中一球形的水滴,經(jīng)過兩次折射和一次反射后射出形成光帶MN,出射光線與水平面的夾角稱為彩虹角。如圖乙所示,從球心O的正下方C點(diǎn)射出的某單色光的入射角α=58°,已知sin58°=0.85,sin37°=0.60,則下列說法正確的是 (

)A.該單色光的彩虹角β=37°B.該單色光在水滴內(nèi)部B點(diǎn)處發(fā)生全反射C.水滴對該單色光的折射率約為1.42D.若分別用圖甲中M、N所對應(yīng)的兩種光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),則M所對應(yīng)的光的條紋間距更大【答案】C

【例5】(多選)(2025·四川卷)某款國產(chǎn)手機(jī)采用了一種新型潛望式攝像頭模組。如圖所示,模組內(nèi)置一塊上下表面平行(θ<45°)的光學(xué)玻璃。光垂直于玻璃上表面入射,經(jīng)過三次全反射后平行于入射光射出。則 (

)A.可以選用折射率為1.4的光學(xué)玻璃B.若選用折射率為1.6的光學(xué)玻璃,θ可以設(shè)定為30°C.若選用折射率為2的光學(xué)玻璃,第二次全反射入射角可能為70°D.若入射光線向左移動(dòng),則出射光線也向左移動(dòng)【答案】CD

入射光線和反射光線的夾角一定大于60°,根據(jù)幾何關(guān)系可知第一次發(fā)生全反射時(shí)的入射光線和反射光線的夾角等于第二次全反射入射角,故可能為70°,故C正確;若入射光線向左移動(dòng),可知第一次全反射時(shí)的反射光線向左移動(dòng),第二次全反射時(shí)的反射光線向左移動(dòng),同理,第三次全反射時(shí)的反射光線向左移動(dòng),即出射光線向左移動(dòng),故D正確。故選CD。題型3

光的波動(dòng)性

電磁波【例6】(2024·江蘇南通模擬預(yù)測)如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,用紅色激光照射時(shí),光屏上有明暗相間的條紋,則 (

)A.減小屏與雙縫的距離,條紋間距變大B.減小屏與雙縫的距離,條紋間距不變C.換成綠色激光,條紋間距變大D.換成綠色激光,條紋間距變小【答案】D

【例7】(2024·山東濟(jì)寧模擬預(yù)測)如圖所示,縫光源S與平面鏡M平行。某次實(shí)驗(yàn),S發(fā)射波長為400nm的單色光,光屏上形成干涉條紋,虛線OO'上方的第3條亮條紋出現(xiàn)在N處。不考慮半波損失,下列說法正確的是 (

)A.光屏上的干涉條紋與平面鏡垂直B.若撤去平面鏡M,光屏上不再出現(xiàn)明暗相間的條紋C.若將平面鏡M右移一小段距離,光屏上的條紋間距將變大D.若S發(fā)射波長為600nm的單色光,光屏上N處將出現(xiàn)第2條亮條紋【答案】D

【例8】(2024·浙江溫州一模)圖甲為智能停車位,車位地面預(yù)埋有自感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路。當(dāng)車輛靠近自感線圈L時(shí),相當(dāng)于在線圈中插入鐵芯,使自感系數(shù)變大,引起LC電路中的振蕩電流頻率變化。智能停車位計(jì)時(shí)器根據(jù)振蕩電流頻率變化進(jìn)行計(jì)時(shí)。某次振蕩電路中的電流隨時(shí)間變化如圖乙所示,下列說法正確的是 (

)A.t2時(shí)刻電容器C所帶電荷量為零B.t1~t2過程,線圈L中磁場能在增大C.t1~t2過程,線圈L的自感電動(dòng)勢在增大D.由圖乙可判斷汽車正駛離智能停車位【答案】C

【例9】(2024·廣東廣州三模)“中國天眼”通過接收來自宇宙深處的電磁波探索宇宙。關(guān)于電磁波,下列說法正確的是 (

)A.在LC振蕩電路中,電容器極板上的電荷量最大時(shí)電路中的電流最小B.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場周圍也一定產(chǎn)生變化的電場C.在真空中無線電波、紅外線、可見光、紫外線的波長依次變短,速度依次變小D.紫外線比紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】A【解析】在LC振蕩電路中,電容器極板上的電荷量最大時(shí),電容器的電場能最大,則線圈產(chǎn)生的磁場能最小,磁場能大小與電流大小變化同步,所以電路中的電流最小,故A正確;根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場,故B錯(cuò)誤;在真空中無線電波、紅外線、可見光、紫外線的波長依次變短,速度相同,故C錯(cuò)誤;紫外線波長比紅外線短,紫外線比紅外線更不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。故選A。

(1)該材料的折射率是多少?(2)如圖乙所示,將點(diǎn)光源換成圓形線光源,置于正方形幾何中心,線光源上每一點(diǎn)都可以看作點(diǎn)光源。要讓四條邊上各處均有光線射出,線光源的最小半徑r是多少?【答案】(1)1.67

(2)2

cm

專題集訓(xùn)(十七)

光學(xué)

電磁波

B

B

C

4.(2023·福建高考)如圖,一教師用側(cè)面開孔的透明塑料瓶和綠光激光器演示“液流導(dǎo)光”實(shí)驗(yàn)。瓶內(nèi)裝有適量清水,水從小孔中流出后形成了彎曲的液流。讓激光水平射向小孔,使光束與液流保持在同一豎直平面內(nèi),觀察到光束沿著彎曲的液流傳播。下列操作中,有助于光束更好地沿液流傳播的是(

)A.減弱激光強(qiáng)度B.提升瓶內(nèi)液面高度C.改用折射率更小的液體D.增大激光器與小孔之間的水平距離B

A