2018年高考物理(北京市专用)复习专题测试(选考)课件-专题十五 光学 (共103张PPT)

1 n c v
5.(2014福建理综,13,6分)如图,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, 下图能正确描述其光路的是 ( )
答案 A
光束沿玻璃砖半径射向O点,在界面处入射角大于或等于临界角时,发生全反射,小于
临界角时,在空气中的折射角大于入射角,A正确,C错误;当光束由空气射向玻璃砖时,由发生全 反射的条件可知B错误;在玻璃中的折射角应小于入射角,D错误。
sin r = sin(i r ) 2R R
②
由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i。由题设条件和几何关系有 sin i= L
R
③
式中L是入射光线与OC的距离。由②③式和题给数据得 sin r= 6 ④
205
由①③④式和题给数据得
6.(2013福建理综,14,6分)一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜。下面 四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是 ( )
答案 B 光线通过玻璃三棱镜后应向底边偏折,可知C、D错误。光的频率越大,折射率越大, 向底边偏折程度越大,光线在进入与射出两处都会发生不同程度的偏折,所以A错误、B正确。
A.若增大入射角i,则b光先消失 B.在该三棱镜中a光波长小于b光 C.a光能发生偏振现象,b光不能发生 D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低
答案 D
本题考查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角i时,两单色光在左侧界面
的折射角增大,但在右侧界面的入射角均减小,故不会引起全反射,A错误。由图知三棱镜对a光 的折射率小于对b光的折射率,而同种介质对频率越大的光折射率越大,故νa<νb,光在三棱镜中的 波长λ= =
A.光由A经O到B,n=1.5 B.光由B经O到A,n=1.5
C.光由A经O到B,n=0.67
D.光由B经O到A,n=0.67
答案 B 图像斜率k= =1.5,故B选项正确。
sin i 0.6 2 1 3 = = <1,故光从光密介质射入,从光疏介质射出,其折射率n= = sin r 0.9 3 k 2
sin i1 sin 2i2
2
1 ④
l 由几何关系可知sin i1= 2= l2 2 4l 4
1 ⑤ 17
sin i2=
3 l 2 9l 4l 4
2 2
=
3 5
⑥ ⑦
联立④⑤⑥式得n=1.55
解题关键 正确画出光路图,由数学知识找出相关角的关系。
8.[2017课标Ⅰ,34(2),10分]如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是 半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射 入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考 虑多次反射)。求该玻璃的折射率。
述两式得U=
nhν W - (n≥2),当n=2时,即为B选项,其他选项均不可能。 e e
考查点 光电效应。 思路点拨 电子一次吸收的能量只能是一个光子能量的整数倍,本题中倍数n≥2。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点一 光的折射、全反射和色散
1.(2017天津理综,2,6分)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 ( )
v ν c ,na<nb,则λa>λb,B错误。偏振是横波所特有的现象,故a、b两光都能发生偏振,C错 nν
误。由eUc=Ek=hν-W可知,在照射同一光电管即W相同的条件下,a光波长长、频率低,故a光的遏 止电压Uc也低,D正确。
2.(2016四川理综,5,6分)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示,O是圆心, MN是法线,AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组 入射角i和折射角r,作出sin i-sin r图像如图乙所示。则 ( )
7.[2017课标Ⅱ,34(2),10分]一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;容器内装满某种透 明液体,过容器中心轴DD'、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材 料,其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D点射出的两 束光线相互垂直,求该液体的折射率。
2
sin θ α ,选项A正确。 2 α sin 2
sin = i sin r
4.(2015四川理综,3,6分)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气 射入玻璃球的光路如图。a、b光相比 ( )
A.玻璃对a光的折射率较大 B.玻璃对a光的临界角较小 C.b光在玻璃中的传播速度较小 D.b光在玻璃中的传播时间较短
αθ 2 A. α sin 2 sin
αθ 2 B. θ sin 2 sin
C.
sin θ α sin(θ ) 2
D.
sin α θ sin(α ) 2
Hale Waihona Puke 答案 A 为r,由图可知,当出射角与入射角相等时,AB面上的折射角与AC面上的入射角相等,设
由几何关系可知α+β=180°,2r+β=180°,得α=2r,而θ=2(i-r),得i= θ ,α 由折射定律得n=
2.(2017北京理综,18,6分)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置, 发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源 因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作 用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,
sin i =n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负 sin r
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 ) (
答案 B 折射线与入射线应位于法线的同一侧,故选项A、D错误。因为材料折射率n=-1,电磁 波由空气进入介质时,sin α=-sin(-β),得α=β,则C项错。故正确选项为B。 考查点 折射率、折射定律。 审题关键 折射线和入射线位于法线同侧;折射率n=-1,意味着出射角等于入射角。
答案 1.55 解析 设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1,折射角为r1。在剖面内作光源相对于反 光壁的镜像对称点C,连接C、D,交反光壁于E点,由光源射向E点的光线,反射后沿ED射向D点。 光线在D点的入射角为i2,折射角为r2,如图所示。设液体的折射率为n,由折射定律有
n sin i1=sin r1 ① n sin i2=sin r2 ② 由题意知r1+r2=90° ③ 联立①②③式得n2=
高考物理
(北京市专用)
专题十五
光学
五年高考
A组 自主命题·北京卷题组
1.(2017北京理综,14,6分)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果 光束b是蓝光,则光束a可能是 ( )
A.红光
C.绿光
B.黄光
D.紫光
答案 D
本题考查光的折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中a光
的侧移距离大于b光的侧移距离,说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,同种介质对红、 橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大,由于b光是蓝光,故只有D选项符合题意。 知识归纳 色光中相关物理量的变化
色光 物理量 频率ν、对应同一介质的折 射率n、光子能量hν 波长λ和同一介质中的 光速v、临界角C 大——变小 小 小——变大 大 红橙黄绿青蓝紫
c ν
考查点 折射定律、折射率、色散、光的波长、频率和光子能量。 思路点拨 由图中的折射情况先确定玻璃对a、b光的折射率关系,再确定a、b光的频率关系,进 而由频率确定其他量的情况。
5.(2013北京理综,20,6分,0.53)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短 时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认 识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从 而形成多光子光电效应,这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。换用同样
频率ν的强激光照射阴极K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极K接电源正极, 阳极A接电源负极,在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大U,光电流会逐渐减 小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e 为电子电量) ( )
4.(2013北京理综,14,6分,0.93)如图所示,一束可见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。下列判断正确的是 ( )
A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B.a光的频率大于b光的频率 C.在真空中a光的波长大于b光的波长 D.a光光子能量小于b光光子能量 答案 B 由光路图知,a光比b光的偏折程度大,说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,a 光的频率大于b光的频率,A选项错误,B选项正确;光在真空中的波长λ= ,故频率大的光波长短, C选项错误;光子能量E=hν,ν为光的频率,故频率越大,光子能量越大,D选项错误。
hν W A.U= - e e
C.U=2hν-W
2 hν W B.U= e - e 5hν W D.U= 2e - e
答案 B 同频率的光照射阴极K,普通光不能使其发生光电效应,而强激光能使其发生光电效 应,说明一个电子吸收了多个光子。设吸收的光子个数为n,光电子逸出的最大初动能为Ek,由光