高考物理光学知识点之几何光学知识点(4)
高考物理光学知识点之几何光学知识点(4)
一、选择题
1．如图所示是一透明玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，一条平行于AB的光线自D点射入球体内，其折射光线为DB，已知∠ABD＝30°，光在真空中的传播速度为c、波长为λ，则
A．此玻璃的折射率为
B．光线从D传播到B的时间是
C．光在玻璃球体内的波长为λ
D．光在B点会发成全反射
2．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法中正确的是
A．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
3．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，人射角为45o下面光路图中正确的是A． B．
C． D．
4．如图所示，放在空气中的平行玻璃砖，表面M与N平行，一束光射到表面M上，(光
束不与M平行)
①如果入射角大于临界角，光在表面M即发生反射。
②无论入射角多大，光在表面M也不会发生全反射。
③可能在表面N发生全反射。
④由于M与N平行，光只要通过M，则不可能在表面N发生全反射。
则上述说法正确的是( )
A．①③ B．②③ C．③ D．②④
5．如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是()
A． B．
C． D．
6．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是()
A．单色光1的波长小于单色光2的波长
B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间
D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角7．两束不同频率的平行单色光。、从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象（a>）。下列结论中正确的是（）
A．光束的频率比光束低
B．在水中的传播速度，光束比小
C ．水对光束的折射率比水对光束的折射率小
D ．若光束从水中射向空气，则光束的临界角比光束的临界角大
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．a 、b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O 射向空气，其光路如图所示．下列说法正确的是（ ）
A ．a 光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小
B ．该玻璃对a 光的折射率较小
C ．b 光的光子能量较小
D ．b 光在该玻璃中传播的速度较大
10．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则 A ．绿光也一定能发生全反射 B ．红光也一定能发生全反射 C ．红、绿光都能发生全反射 D ．红、绿光都不能发生全反射
11．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
12．光在真空中的传播速度为c ，在水中的传播速度为v 。在平静的湖面上，距水面深h 处有一个点光源，在水面上某些区域内，光能从水面射出，这个区域的面积为（ ）
A ．2222πv c v h
B ．2
22πc v h
C ．222πv
c v
h - D ．2222)
(πc v c h - 13．如图所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a 表面射入，从b 表面射出，则以下说法中正确的是
A ．出射光线不一定与入射光线平行
B ．随着θ角的增大，光可能在a 表面发生全反射
C ．随着θ角的增大，光可能在b 表面发生全反射（90θ
D ．无论如何改变θ 角，光线从a 表面射入，不可能在b 表面发生全反射
14．如图，半径为R 的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，半圆柱玻璃体与桌面相切于A 点。一细束单色光经球心O 从空气中射入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为60°，出射光线射在桌面上B 点处。测得AB 之间的距离为3
R ，则下列说法正确的是（ ）
A ．该玻璃体的折射率为62
n = B ．该玻璃体折射率为2n =
C ．若将入射光束在纸面内向左平移，移到距O 点2
3
R 位置时射入玻璃体的光线在玻璃体下表面处恰好发生全反射
D ．若用同样频率、宽度为R 的光束CO 沿与玻璃体上表面成30?入射，从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的
13
15．如图所示，一束红光从空气穿过平行玻璃砖，下列说法正确的是
A．红光进入玻璃砖前后的波长不会发生变化
B．红光进入玻璃砖前后的速度不会发生变化
C．若紫光与红光以相同入射角入射，则紫光不能穿过玻璃砖
D．若紫光与红光以相同入射角入射，在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小16．1966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
17．与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是
A．地球上有人用红色激光照射月球
B．太阳照射到地球的红光反射到月球
C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
18．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
19．如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断不正确的是
A．a光的频率小于b光的频率
B．a光光子能量小于b光光子能量
C．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
D．a光在玻璃砖中的速度大于b光在玻璃砖中的速度
20．如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC,底面水平,罩内为空气。发光点D位于BC中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是
A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射
B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮
23
C．液体的折射率为
D．液体的折射率为3
E.液体的折射率为3
21．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。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是
A．a光线是红光，b光线是紫光
B．当光线在水滴背面发生全反射时，我们看到的彩虹最为鲜艳明亮
C．a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
D．遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射
22．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
23．如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中S 为发光点，T 是望远镜，平面镜O 与凹面镜B 构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB ＝L （L 可长达几十千米），且远大于OB 以及S 和T 到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，当转动频率达到0f 并可认为是匀速转动时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S ，由此迈克尔逊测出光速c 。根据题中所测量的物理量得到光速c 的表达式正确的是（ ）
A ．04Lf c =
B ．08Lf c =
C ．016Lf c =
D ．032Lf c =
24．以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（n< 0），称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足
sin sin i
n r
=，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n=?1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（ ）
A ．A
B ．B
C ．C
D ．D
25．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，已知入射方向与边A B 的夹角30θ=?，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，则
A ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行
B 3
C ．光在F 点发生全反射
D．光从空气进入棱镜，光速变大
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一、选择题
1．A
解析：A
【解析】
【详解】
A：如图所示：
由几何知识得入射角，折射角，则此玻璃的折射率为：
，A正确；
B：BD长度，光在玻璃球内传播的速度，所以光线从B到D的时间为，B错误；
C、光在玻璃体内的波长，C错误
D、在玻璃体内，发生全反射时，根据几何知识可知光在B点的入射角为30°，而，即临界角，所以光线不可能在B点发生全反射现象，D
错误。
2．B
解析：B
【解析】
试题分析：当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反
射．A错，B对；波长越短的光，频率越大，介质对它的折射率n越大，根据公式，
光在光纤中传播的速度越小，CD错，所以本题选择B。
考点：光的折射定律全反射
3．C
解析：C
【解析】光由空气射向玻璃，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故C正确．
4．D
解析：D
【解析】①、②、B产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光从空气进入玻璃砖时，不会产生光的全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面ab进入玻璃砖．故①错误，②正确．③、④、由于ab与cd两个表面平行，根据几何知识得知，光线在ab面上的折射角等于在cd面上的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定从界面cd射出，故③错误，④正确．综上选D．
【点睛】解决本题的关键是掌握全反射的条件，灵活运用光路的可逆性分析玻璃砖的光学特性．
5．A
解析：A
【解析】试题分析：根据折射定律垂直于射向界面的光线不发生偏折，由光疏介质射向光密介质折射角变小．
垂直射向玻璃时，光线不发生偏折，到达玻璃底面时，若入射角大于临界角则发生反射，没有折射光线．故A有可能，A正确；由空气射向玻璃，时光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，没有折射光线，故B错误；若光线到达玻璃的底面时入射角小于临界角则同时发生折射和反射，但应该空气中的折射角大于玻璃中的入射角，故C错误；由空气射向玻璃时，同时发生折射和反射，但应该玻璃中的折射角小于空气中的入射角，故D错误．
6．A
解析：AD
【解析】试题分析：由折射光路可知，单色光1的折射率大于单色光2，则单色光1的频率大于单色光2，单色光1的周期小于单色光2，根据，所以单色光1的波长小于
单色光2的波长，选项A正确；根据在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，选项B错误；根据，所以单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角，选项D正确；设光线由空气射向玻璃时的入射角是а折射角为θ，则，设玻璃的厚度为d，则光线在玻璃中的路程为
，穿过玻璃的时间为，联立以上各式可得：，特殊的，当а=00时，n越大则t越大，所以单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光
2通过玻璃板所需的时间，选项C错误。
考点：此题考查了光的折射定律、全反射现象及光在介质中的传播规律。
视频
7．C
解析：C
【解析】
试题分析：光束b的偏折角大，水对光束b的折射率，光束b的频率大，波长小，速度小，临界角小，故选C
考点：考查光的折射
点评：本题难度较小，熟记7中单色光中折射率、频率、波长、速度和临界角的大小关系8．A
解析：A
【解析】由题，两光束的入射角i相同，折射角r a＜r b，根据折射定律得到，折射率n a＞
n b．由公式
c
v
n
分析得知，在玻璃砖中a光的速度比b光的速度小．故A正确．由于b
光的折射率较小，则b光的频率较小，光子能量较小，故B错误．根据sinC=1
n
分析知：a
光的折射率大，临界角小，故C错误．折射角r a＞r b，频率f a＞f b，则波长λa＜λb，根据公
式△x=L
d
λ，则知a光的干涉条纹间距小于b光的间距．故D错误．故选A.
点睛：本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点，同学们只要加强对光学基础知识的学习，就能轻松解答．
9．B
解析：B
【解析】
试题分析：从玻璃射入空气中会发生全反射现象，由光路图可知， a 、b 光入射角相同，在分界面上a光发生反射及折射，而b 光发生全反射，因此a 光的折射率小于b 光折射率，故B 正确； a光折射率小，因此a 光发生全反射的临界角大，故A 错误；b 光折射率大，则b 光在玻璃中的传播速度小， b 光的波长小， b 光的光子能量大，故C、D 均错误．
考点：折射率，临界角，光子的能量．
10．A
解析：A
【解析】
红橙黄绿蓝靛紫，七种光的波长在减小，折射率在增大，根据公式可得：同一介
质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最
小.若黄光发生全反射,则绿光一定能发生全反射.，A 正确，
思路分析：红橙黄绿蓝靛紫，七种光的波长在减小，折射率在增大，再根据公式分析
试题点评：做本题的关键是知道对红橙黄绿蓝靛紫七种光的折射率的变化
11．A
解析：A 【解析】 【分析】
单色光的频率越小，折射率越小，发生折射时偏折程度越小；折射率越小，临界角越大；波长越长，干涉条纹的间距越大；频率越大，发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能越大； 【详解】
A 、单色光的频率越小，折射率越小，发生折射时偏折程度越小，则知a 光的折射率小，通过三棱镜时，单色光a 的偏折程度小，故A 正确；
B 、由1
sinC n
=
知，折射率越小，全反射临界角越大，故B 错误； C 、频率越小，波长越长，发生双缝干涉时，干涉条纹的间距与波长成正比，则知用单色光a 照射时相邻亮纹间距大，故C 错误；
D 、发生光电效应时,光电子的最大初动能为km
E hv W =-，光的频率越小，光电子的最大初动能越小，所以用单色光a 照射时光电子的最大初动能小，故D 错误； 故选A 。 【点睛】
关键要掌握折射率与光的频率、波长的关系，要掌握全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点。
12．A
解析：A 【解析】
试题分析：最边缘的部分应该是光发生全反射的时候，故求出区域的半径即可，由于光在水中的折射率n=c/v ，而临界角的正弦sinC=1/n=v/c ，设区域半径为R ，则
22R h +=v c ，故22c v
+S=πR 2=222
2πv c v h -，选项A 正确。
考点：折射率，临界角。
13．D
解析：D
【解析】 【分析】
根据折射定律和光路的可逆性分析出射光线与入射光线的关系．产生全反射的必要条件是光线必须由光密介质射入光疏介质．运用几何关系和光路可逆性分析光线能否在界面b 上发生全反射现象． 【详解】
由于a 、b 两表面平行，光线在a 表面的折射角等于b 表面的入射角，根据光路的可逆性可知，光线在b 表面的折射角等于在a 表面的入射角，由几何关系可知出射光线一定与入射光线平行，故A 错误．根据几何知识可知：光经过表面b 上的入射角与在表面a 上的折射角相等，根据光路可逆性可知：所以不管入射角多大，不可能在b 表面和a 表面发生全反射，故BC 错误，D 正确．故选D ． 【点睛】
解决本题的关键知道光的传播的可逆性原理，以及掌握全反射的条件，由此记牢平行玻璃砖的光学特性．
14．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．作出光路图如图
根据几何关系可知
22
2
2313sin 2
13
R r AB R R R =
=
=
++ 根据折射定律可知玻璃体的折射率为
sin sin 603
1sin 2
i n r
?===AB 错误；
C ．根据题意作出光路图，假设光在
D 点发生全反射
已知30r ?=，则
60OED EOD EDO ?∠=∠=∠=
根据全反射定律
1sin sin 603
C n ?=
=< 所以光在D 点发生全反射，C 正确；
D ．若从玻璃体下表面折射出的弧长占圆柱体弧长的
1
3
，作出光路图如图
假设光在M 点发生全反射，则MN 对应的圆心角60MON ?∠=，则EM 对应的圆心角
60EOM ?∠=，则60OPM ?∠=，故30θ?=，入射角与折射角相同，不符合折射定律，
所以若用同样频率、宽度为R 的光束CO 沿与玻璃体上表面成30?入射，从玻璃体下表面折射出的弧长不可能占圆柱体弧长的1
3
，D 错误。 故选C 。
15．D
解析：D 【解析】 【详解】
AB 、波在传播的过程中频率和周期保持不变，在玻璃中，红光的传播速度为c
v n
=，故红光进入玻璃后的速度会发生变化，在玻璃中，红光的波长cT
vT n
λ==，波长发生改变，故AB 错误；
CD、紫光与红光以相同入射角入射，光从光疏介质射入光密介质，折射角一定小于全反射
的临界角，所以能再次从玻璃砖中穿出来，故C错误，因为
sin
sin
n
θ
γ
=，紫光的折射率大于
红光的折射率，故在玻璃砖中紫光的折射角比红光的折射角小，D正确。
16．A
解析：A
【解析】
图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，A正确；图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像是因为光的偏振现象，B错误；图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，C错误；图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象是因为光发生了折射现象，D错误．
17．C
解析：C
【解析】
当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食．看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，故C 正确，ABD错误．
点睛：发生月食时，地球挡住了太阳射向月球的光，但是还会有部分光线通过地球大气层发生折射，所以会有部分地球大气层折射后的红色光射向月亮，这就让我们看到了“红月亮”．
18．C
解析：C
【解析】
用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，A正确，光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波，横波传播方向与振动方向垂直，所以B正确，通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的色散现象，C错误，在光的双缝干涉实验中，若仅将
入射光由黄光改为绿光，波长减小，根据公式
l
x
d
λ
?=，间距变窄，D正确．
19．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．b光的偏折程度比a大，则b的折射率大，故b的频率较大，A说法正确，故A不符合题意。
B．根据=h
εν可知，b光的频率大于a光，故b光光子能量较大，B说法正确，故B不符合题意。
C．因为b光的偏折程度大于a光，所以玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率。C说法不正确，故C符合题意。
D ．根据公式c
v n
=
可知，a 的折射率小，所以a 光在玻璃砖中的速度大于b 光在玻璃砖中的速度，故D 说法正确，故D 不符合题意。 故选C 。
20．C
解析：C 【解析】 【分析】
本题考查光的反射和折射，重点考查全反射时临界角与折射率的关系。 【详解】
CDE ．由D 发出的垂直于BC 的光在上液面的入射角为60?，且恰好不能射出液面，则发生全反射，液体的折射率
1sin 60n =
=
? C 正确，DE 错误；
A ．D 发出的光照射到C
B 界面时入射角最大为60?，故不发生全反射，A 错误； B ．D 发出的垂直于B
C 的光恰好不能射出液面，则
D 发出的在垂直于BC 之下的光也不能射出液面，液面上方不能看到透明罩所有位置都被照亮，B 错误； 故选C 。
21．C
解析：C 【解析】 【详解】
AD ．a 、b 两种光在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a 光的折射角小于b 光，根据折射定律可知，a 光的折射率大于b 光，所以a 是紫光，b 是红光，a 光的波长小于b 光，水滴背面发生全反射时b 光更容易发生明显的衍射现象，故AD 错误；
B ．光在水滴背面发生全反射时，仍然有些不同颜色的光要相交重合，所以此时看到的彩虹并不鲜艳，故B 错误；
C ．令太阳光在水滴表面发生折射现象时，a 光的折射角为α，b 光的折射角为β，则球形水滴的半径为R ，所以a 光在水滴中的传播路径长为
x a =4R ?cos α
b 光在水滴中传播的路径长为
x b =4R cos β
因为α＜β，所以
x a ＞x b
又因为光在介质中的传播速度为c
v n
=
，因为n a ＞n b ，所以 v a ＜v b
光在水滴中的传播时间为x
t v
=，所以a 光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间长，故C 正确。 故选C 。
22．A
解析：A 【解析】 【详解】
根据临界角C 、折射率1
sin n C
=
，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L
x d
λ?=
，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．
23．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所通过的距离s =2L ，则光从A 点开始经一系列的反射再到达望远镜所用的时间为
188T t f =
= 解得
21618s L c Lf t f =
== 故C 正确，ABD 错误。 故选C 。
24．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
AD ．本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A 、D 错误．
BC ．折射率为-1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，故B 正确，C 错误．
25．B
解析：B 【解析】 【分析】
由几何关系可知入射角和折射角，由折射定律可求得折射率；求出三棱镜的临界角可以判断F 点能否发生全反射；由波速v=c/n 可得出波速的变化；由折射现象可知光束能否平行． 【详解】
三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E 点的光束平行，故D 错误；在E
点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由6030sin n sin ?
==?
；
故B 正确；光从三棱镜射向空气的临界角11sin 2
C n =
=>，则C>300，而光在F 点的入射角为300 最新高考物理知识点大全(坤哥物理) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第一单元直线运动 (1) 第二单元相互作用 (4) 第三单元牛顿运动定律 (7) 第四单元曲线运动 (9) 第五单元万有引力 (12) 第六单元机械能 (14) 第七单元动量 (18) 第八单元力学实验 (24) 第九单元静电场 (30) 第十单元恒定电流 (34) 第十一单元电学实验 (36) 第十二单元磁场 (46) 第十三单元电磁感应 (49) 第十四单元交变电流 (51) 第十五单元近代物理 (53) 第十六单元选修3-3 (63) 第十七单元选修3-4 (73) 第十八单元常用的物理方法 (85) 第十九单元常用的数学方法 (92) 第一单元直线运动 1.匀变速直线运动： (1)平均速度(定义式)v=s s (2)有用推论s s 2-s 2=2as (3)中间时刻速度s s 2=(s s+s0) 2 (4)末速度v t=v0+at (5)中间位置速度s s 2=√s02+s s2 2 (6)位移s=v0t+1 2 at2 (7)加速度a=s s-s0 s (以v0为正方向，a与v0同向(加速)则a>0；反向则a<0) (8)实验用推论Δs=aT2(Δs为连续相邻相等时间T内位移之差) 易错提醒： (1)平均速度是矢量 (2)物体速度大，加速度不一定大 (3)a=s s-s0 s 只是量度式，不是决定式 2.自由落体运动 (1)初速度v0=0 (2)末速度v t=gt (3)下落高度h=1 2gt2(从v 位置向下计算) (4)推论s s 2=2gh 易错提醒： (1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律。 (2)a=g=9.8 m/s2≈10 m/s2(重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平地小，方向竖直向下)。 3.竖直上抛运动 (1)位移s=v0t-1 2 gt2 (2)末速度v t=v0-gt (3)有用推论s s 2-s 2=-2gs (4)上升最大高度H m=s02 2s (从抛出点算起)。 (5)往返时间t=2s0 s (从抛出落回原位置的时间)。 ?光的折射、全反射和色散 1．光的折射 (1)折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生 的现象． (2)折射定律： ①内容：折射光线与入射光线、法线处在 ，折射光线与入射光线分别位 于 的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成 ． ②表达式：2 1sin sin θθ＝n 12，式中n 12是比例常数． ③在光的折射现象中，光路是 ． (3)折射率： ①定义：光从真空射入某介质时， 的正弦与 的正弦的比值． ②定义式：n ＝2 1sin sin θθ (折射率由介质本身和光的频率决定)． ③计算式：n ＝v c (c 为光在真空中的传播速度，v 是光在介 质中的传播速度，由此可知，n >1)． 2．全反射 (1)发生条件：①光从 介质射入 介质；②入射角 临界角． (2)现象：折射光完全消失，只剩下 光． (3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝n 1 . (4)应用： ①全反射棱镜； ②光导纤维，如图所示． 3．光的色散 (1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为 光的现象． (2)色散规律：由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，即紫 光偏折得更明显．当它们射到另一个界面时， 光的偏折最大， 光的偏最小． (3)光的色散现象说明： ?光的波动性 1．光的干涉 (1)产生干涉的条件：两列光的 相同， 恒定． (2)杨氏双缝干涉①原理如图所示．②产生明、暗条纹的条件 a ．单色光：若路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现 ； 若路程差r 2－r 1＝ (2k ＋1) 2 λ (k ＝0,1,2…)，光屏上出现 ． b ．白光：光屏上出现彩色条纹．③相邻明(暗)条纹间距：Δx ＝ λd l . (3)薄膜干涉 ①概念：由薄膜的前后表面反射的两列光相互叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行 条 纹． ②应用：检查工件表面的平整度，还可以做增透膜． 2．光的衍射 (1)光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到 区域的现象． (2)发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能发 生明显的衍射现象． (3)各种衍射图样 ①单缝衍射：中央为 ，两侧有明暗相间的条纹，但间距和 不同．用白 光做衍射实验时，中央条纹仍为 ，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光． ②圆孔衍射：明暗相间的不等距 ． ③泊松亮斑(圆盘衍射)：光照射到一个半径很小的圆盘后，在圆盘的阴影中心出现的亮斑，这是光 能发生衍射的有力证据之一． (4)衍射与干涉的比较 高考物理基础知识点 高考物理基础知识点：气体的性质 1.气体的状态参量： 温度：宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志 热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273 {T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝ 体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL 压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压。 1atm=1.013 105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2) 2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大 3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量，T 为热力学温度(K)｝ 注: (1)理想气体的内能与理想气体的体积无关，与温度和物质的量有关; (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。 高考物理基础知识点：功和能 1.功：W=Fscos (定义式){W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，:F、s间的夹角｝ 2.重力做功：Wab=mghab{m:物体的质量，g=9.8m/s2 10m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)} 3.电场力做功：Wab=qUab{q:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab= a- b｝ 4.电功：W=UIt(普适式) {U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)｝ 5.功率：P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)]，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)｝ 6.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率，P平:平均功率} 7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f) 8.电功率：P=UI(普适式){U：电路电压(V)，I：电路电流(A)｝ 9.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值( )，t:通电时间(s)｝ 10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 11.动能：Ek=mv2/2{Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)｝ 12.重力势能：EP=mgh {EP :重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)｝ 13.电势能：EA=q A{EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)(从零势能面起)｝ 14.动能定理(对物体做正功，物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合= EK {W合:外力对物体做的总功，EK:动能变化 专题25、物理光学与几何光学 1.(多选)如图所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上，图中O1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B点。图中O点为A、B连线与分界面的交点。下列说法正确的是________。 A．O1点在O点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿AO1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B点正下方的C点 D．若沿AO1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 E．若蓝光沿AO方向射向水中，则折射光线有可能通过B点正上方的D点 【答案】：BCD 【解析】：据折射定律，知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角，则画出光路图如图所示，知O1点应在O点的左侧，故A错。光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时，速度变小，故B对。紫光的折射率大于蓝光，所以折射角要小于蓝光的，则可能通过B点下方的C点，故C对。若是红光，折射率小于蓝光，折射角大于蓝光的，则可能通过B点上方的D点，故D对。若蓝光沿AO方向射入，据折射定律，知折射光线不能通过B点正上方的D点，故E错。 2.(2018·湖南省衡阳八中质检)如图所示，内径为R、外径为2R的环状玻璃砖的圆心为O，折射率为n＝2，一束平行于对称轴O′O的光线由A点进入玻璃砖，到达B点(未标出)刚好发生全反射．求： ①玻璃砖的临界角； ②A 点处光线的入射角和折射角． 【答案】 (2)①45° ②45° 30° 【解析】(2)①根据临界角公式有sin C ＝1 n ， 解得临界角C ＝45°； ②由题意可知，光线沿AB 方向射到内球面的B 点时刚好发生全反射，在B 点的入射角等于临界角C ，在△ OAB 中，OA ＝2R ，OB ＝R ，光路图如图所示： 设A 点处光线的入射角为i ，折射角为r . 由正弦定理得sin (180°－C )2R ＝sin r R ， 得sin r ＝1 2 ， 则r ＝30°，在A 点，由折射定律得n ＝sin i sin r ， 解得i ＝45°. 3.(2019·湖北省荆门市第一次模拟)如图所示，MN 为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R 、折射率为3的透明半球体，O 为球心，轴线OA 垂直于光屏，O 至光屏的距离OA ＝332R .一细束单色光垂直射向半球体 的平面，在平面的入射点为B ，OB ＝1 2 R ，求： ①光线从透明半球体射出时，出射光线偏离原方向的角度； 十八、物理光学 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 一、光的波动性 1、光的干涉 （1）双缝干涉实验 ①装置：如图包括光源、单缝、双缝和屏 双缝的作用是将一束光分为两束 ②现象： ③干涉区域内产生的亮、暗纹 A 、亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= n λ（n=0，1，2，……） B 、暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ= )12(2 -n λ （n=0，1，2，……） 相邻亮纹（暗纹）间的距离λλ∝=?d l x 。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双 缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。 ④ 光的干涉现象说明了光具有波动性。 由于红光入射双缝时，条纹间距较宽，所以红光波长较长，频率较小 紫光入射双缝时，条纹间距较窄，所以紫光波长较短，频率较大 ⑤ 光的传播速度，折射率与光的波长，频率的关系。 a ）v 与n 的关系：v = c n b ）v ,λ和f 的关系：v =λf （3）薄膜干涉 ①现象： 单色光照射薄膜，出现明暗相等距条纹 白色光照射薄膜，出现彩色条纹 实例：动膜、肥皂泡出现五颜六色 ②发生干涉的原因：是由于前表面的反射光线和反表面的反射光线叠加而成(图1) ③应用：a) 利用空气膜的干涉，检验工作是否平整（图2） （图1） （图2） 若工作平整则出现等间距明暗相同条纹 若工作某一点凹陷则在该点条纹将发生弯曲 若工作某一点有凸起，则在该点条纹将变为 b) 增透膜 例题：用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx 。下列说法中正确的有 A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大 B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大 C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 将增大 D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大 解析：公式λd l x =?中l 表示双缝到屏的距离，d 表示双缝之间的距离。因此Δx 与单缝到双缝 间的距离无关，于缝本身的宽度也无关。本题选C 。 例题：登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n =1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz ，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？ 解析：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10-7m ，在膜中的波长是λ/=λ/n =2.47×10-7m ，因此膜的厚度至少是1.2×10-7m 。 2、光的衍射 （1）现象： ①单缝衍射 a) 单色光入射单缝时，出现明暗相同不等距条纹，中间亮条纹较宽，较亮两边亮 条纹较窄、较暗 b) 白光入射单缝时，出现彩色条纹 ② 园孔衍射： 光入射微小的圆孔时，出现明暗相间不等距的圆形条纹 ③ 泊松亮斑 光入射圆屏时，在园屏后的影区内有一亮斑 （2）光发生衍射的条件 障碍物或孔的尺寸与光波波长相差不多，甚至此光波波长还小时，出现明显 的衍射现象 例题：平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有 A.在衍射图样的中心都是亮斑 B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽 C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑 D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的 解析：从课本上的图片可以看出：A 、B 选项是正确的，C 、D 选项是错误的。 二、学习要求 1、知道有关光的本性的认识发展过程：知道牛顿代表的微粒、惠更斯的波动说一直到光的波粒二象性这一人类认识光的本性的历程，懂得人类对客观世界的认识是不断发展不断深化的。 2、知道光的干涉：知道光的干涉现象及其产生的条件；知道双缝干涉的装置、干涉原理及干涉条纹的宽度特征，会用肥皂膜观察薄膜干涉现象。知道光的衍射：知道光的衍射现象及观察明显衍射现象的条件，知道单缝衍射的条纹与双缝干涉条纹之间的特征区别。 3、知道电磁场，电磁波：知道变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，变化的磁场与变化的磁场交替产生形成电磁场；知道电磁波是变化的电场和磁场——即电磁场在空间的传播；知道电磁波对人类文明进步的作用，知道电磁波有时会对人类生存环境造成不利影响；从电磁波的广泛应用认识科学理论转化为技术应用是一个创新过程，增强理论联系实际的自觉性。知道光的电磁说：知道光的电磁说及其建立过程，知道光是一种电磁波。 4、知道电磁波波谱及其应用：知道电磁波波谱，知道无线电波、红外线、紫外线、X 射线及γ射线的特征及其主要应用。 5、知道光电效应和光子说：知道光电效应现象及其基本规律，知道光子说，知道光子的能量与光学知识点其频率成正比；知道光电效应在技术中的一些应用 6、知道光的波粒二象性：知道一切微观粒子都具有波粒二象性，知道大量光子容易表现出粒子性，而少量光子容易表现为粒子性。 光的直线传播．光的反射 二、光的直线传播 1．光在同一种均匀透明的介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：C ＝3×108m/s ； 各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v高考物理知识点大全(坤哥物理)
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