2018届高三专题复习《光学综合》

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2018届高考物理二轮复习光学专题卷(全国通用)

光学一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）1.下列说法正确的是A. 光导纤维利用率光的干涉现象B. 从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调C. 泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说D. 只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应【答案】B【解析】解：A、光导纤维利用光的全反射现象，故A错误；B、从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调，而将信号放入电磁波过程称这调制，故B正确；C、泊松亮斑与干涉实验均支持光的波动说，故C错误；D、只有波源与观察者间距变化时，才能观察到多普勒效应，故D错误；故选：B．光导纤维利用光的全反射现象；无线电波中接收过程称为解调；泊松亮斑与干涉实验均支持光的波动说；只有波源与观察才间距变化时，才有多普勒效应，从而即可求解．考查光的全反射、干涉与衍射原理及其区别，注意多普勒效应的发生条件，理解解调与调制的区别．2.如图所示，两种单色光，平行地射到平板玻璃上，经平板玻璃后射出的光线分别为光线穿过玻璃板侧移量较大，下列说法正确的是A. 光线a进入玻璃后的传播速度小于光线b进入玻璃后的传播速度B. 光线a的折射率比光线b的折射率小，光线a的波长比光线b的波长大C. 若光线b能使某金属产生光电效应，光线a也一定能使该金属产生光电效应D. 光线a的频率的比光线b的频率高，光线a光子电量比光线b光线光子能量大【答案】B【解析】解：A、真空中两束光的速度相同，都是c，由公式得知，光线a进入玻璃后的传播速度大于光线b进入玻璃后的传播速度故A错误．B、作出光路图如图，由图看出，两束光第一次折射时光线a的折射角大于光线b的折射角，入射角i相同，由折射定律得知，光线a的折射率比光线b的折射率小，光线a的波长比光线b的波长长故B正确．C、由波速公式得知，光线a的频率小于光线b的频率，则光线b能使某金属产生光电效应，光线a不一定能使该金属产生光电效应故C错误．D、光线a的频率的比光线b的频率低，而光子的能量与频率成正比，则光线a光子电量比光线b光线光子能量小故D错误．故选：B作出光路图，根据两光线通过玻璃砖后侧移大小，判断折射率的大小由公式确定光线在玻璃中传播速度的大小根据折射率的大小分析频率的大小，对照光电效应的条件：入射光的频率大于等于金属的极限频率，分析光电效应现象由分析光子能量的大小．本题是两种单色光各个物理量的比较，可用红光与紫光进行类比，根据光的色散、干涉等实验结果记住七种色光各量的关系，可提高解题速度．3.如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿方向点在分界面上，图中未画出射向空气折射后通过空气中的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. 点在O点的右侧B. 若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光C. 绿光从水中射入空气中时波长不变D. 若沿方向射出一束紫光，则折射光线有可能通过B点正上方的C点【答案】B【解析】解：A、绿光从水射入空气中入射角小于折射角，则知点在O点的左侧，故A错误．B、若增大入射角，入射角大于或等于临界角时，绿光在水面发生全反射，在空气中的任何位置都看不到此绿光，故B正确．C、绿光从水中射入空气中时频率不变，波速变大，由波速公式知波长变长，故C错误．D、若沿方向射出一束紫光，由于水对紫光的折射率大于对绿光的折射率，根据折射定律可知，紫光的偏折程度大于绿光的偏折程度，所以折射光线有可能通过B点正下方的C 点，故D错误．故选：B光从水射入空气中入射角小于折射角，由折射规律确定点的位置光从水中射入空气时，增大入射角，可能发生全反射光从水中射入空气中时频率不变，波速变大，由波速公式分析波长的变化水对紫光的折射率大于对绿光的折射率，根据折射定律分析折射光线的传播方向．解决本题的关键是掌握不同色光折射率关系，以及折射规律：光从水射入空气中入射角小于折射角，并能来用分析实际问题要知道在七种色光中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小．4.如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距离且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于以方的P点，由此可以得出的结论是A. 在同种玻璃中传播，A光的传播速度一定大于B光B. 分别照射同一光电管，若B光能引起光电效应，A光一定也能C. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，B光侧移量大D. 以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能有到种光时，一定是A光【答案】B【解析】解：A、由图看出，A光的偏折角大于B光偏折角，则玻璃对A光的折射率比对B光的折射率大，由公式分析得知，在同种玻璃中传播，A光的速度比B光的速度小故A错误．B、玻璃对A光的折射率大，A光的频率大，若B光能引起光电效应，A光一定也能，故B 正确．C、玻璃对A光的折射率大，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，根据折射定律知：A光侧移量大，故C错误．D、根据分析知，A光的临界角小，B光的临界角大，以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能有到一种光时，一定是B光，A光发现了全反射，故D错误．故选：B根据光线通过半圆柱形玻璃体偏折角的大小，判断出折射率的大小关系，由公式分析光在玻璃中传播速度的大小关系根据折射定律分析透过平行玻璃板后侧移量的关系确定出频率关系，结合光电效应的条件分析光电效应现象根据分析临界角的大小，判断全反射现象．本题实质上是一种光的色散现象，可根据折射定律理解偏折角与折射率的关系对于七种色光折射率、光速、频率、波长、临界角等关系，要结合光的色散和干涉进行记忆．5.用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图则这两种光下列说法正确的是A. 在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的小B. 从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角小C. 分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小D. 若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小【答案】D【解析】解：A、根据光电效应方程知，b光的遏止电压大，则b光的频率大，折射率大，根据知，b光在介质中传播的速度小，故A错误．B、a光的折射率小，根据知，a光发生全反射的临界角大，故B错误．C、根据知，a光的频率小，则波长长，可知分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大，故C错误．D、a光的频率小，根据知，a光的光子能量小，产生a光的能级差小，故D正确．故选：D．根据遏止电压的大小，通过光电效应方程得出a、b两光的频率大小，从而得出折射率的大小，根据比较光在介质中的速度根据折射率的大小比较临界角通过波长的大小，根据比较条纹的间距大小．本题考查了频率、折射率、在介质中传播速度、临界角、条纹间距等物理量之间关系的基本运用，通过光电效应方程，根据遏止电压的大小比较出光的频率是关键．二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）6.光学是物理学中一门古老科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，在现代生产、生活中有着广泛的应用下列有关其应用的说法中，正确的是A. 在图甲中，利用光的干涉原来检测物体表面的平整度B. 在图乙中，内窥镜利用了光的折射原理C. 在丙图中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果D. 在丁图中，超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度【答案】AC【解析】解：A、要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是标准样板的下表面和被检查平面板的上表面的反射光干涉产生的，故A正确；B、图乙中，内窥镜利用了光的全反射原理，故B错误；C、在丙图中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果，故C正确；D、声和光一样能进行反射，反射到测速仪，测速仪接收，利用回声测距的原理来工作的故D错误；故选：AC．超声波由测速仪向网球发出，遇到网球，反射回来，测速仪接收，利用回声测距的原理来工作的．本题考查了光现象以及声现象的应用，在体育比赛中应用超声波测量网球的速度，体现了物理和人们生活的密切关系．7.“不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光以下说法正确的是A. a光光子能量大于b光光子能量B. 在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度C. 用同一双缝干清装置看到的a光干涉条纹间距比b光宽D. 如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应【答案】BC【解析】解：A、根据光路图知，太阳光进入水珠时b光的偏折程度大，则b光的折射率大于a光的折射率光的频率也大光子的能量，可知，光子的能量与光的频率成正比，所以光线a的光子能量较小故A错误．B、a光的折射率较小，由分析可知，在水珠中光线a的传播速度较大，故B正确．C、折射率小，则频率小，波长大，知a光的波长大于b光的波长，根据干涉条纹的间距公式知，a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距故C正确．D、产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，故可知若b光能使金属发生光电效应，则a光不一定能使该金属发生光电效应，故D错误．故选：BC．根据光线进入水珠折射时折射角的大小关系，可分析折射率的大小，可确定出光的频率关系，由光子的能量，可知，光子的能量与光的频率成正比由分析光在雨滴中传播速度的大小确定出波长的关系，就可判断出光干涉条纹间距大小根据产生光电效应的条件分析光电效应现象．解决本题的突破口在于根据光的偏折程度比较出折射率的大小，掌握折射率、频率、临界角、波长等大小关系，并记住这些关系．8.下列说法不正确的是A. 只有横波才能产生干涉现象和多普勒效应B. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波C. 泊松亮斑支持了光的波动说，而光电效应支持了光的粒子说D. 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光【答案】AB【解析】解：A、所有的波均能产生干涉和多普勒效应，故A错误；B、只有周期性变化的磁场才能产生周期性变化的电场，从而形成电磁波；故B错误；C、光具有波粒二象性，泊松亮斑支持了光的波动说，而光电效应支持了光的粒子说；故C 正确；D、由于红光的频率比绿光的小，所以红光的折射率小，即绿光全反射的临界角小，所以最先消失的为绿光，故D正确；本题选错误的；故选：AB．根据波的性质明确A项，根据电磁波的产生原理即可解得B项；由光的波粒二象性即可分析C项；由利用光的频率、折射率和临界角等可判断D选项本题考查了电磁波及波的性质，要注意所有的波都具有干涉、衍射及多普勒效应等性质，明确电磁波的产生原理．9.如图所示，MN为玻璃与空气的交界面，一束复色光以入射角i从玻璃射向空气时分成了a、b、c三束光，则A. 在玻璃中a光的速度最大B. 若逐渐增大入射角i，则c光将最先发生全反射C. 若用a、b、c光分别照射同一双缝干涉装置，则在双缝后面的固定屏上形成的干涉条纹中条纹间距最小的一定是a光D. 若用b光照射某光电管时恰好能发生光电效应现象，则用a光照射该光电管时也一定能发生光电效应现象【答案】AB【解析】解：A、由图看出三束光的入射角i相同，a光的折射角r最小，c光的折射角r最大，根据折射定律得知，a光的折射率最小，由分析得知，在玻璃中a光的速度最大故A正确．B、由图知，当逐渐增大入射角i时，c光折射角最先达到，折射光消失，发生全反射故B正确．C、a光的折射率最小，c光的折射率最大，则a光的频率最小，c光的频率最大，由得知，在真空中a光的波长最大，c光的波长最小而干涉条纹的间距与波长成正比，则干涉条纹中，条纹间距最大的一定是a光故C错误．D、产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率由于a光的频率小于b光的频率，若b光照射光电管恰能发生光电效应，a光照射这个光电管不一定能发生光电效应故D错误．故选：AB．由图看出三束光的入射角i相同，a光的折射角最小，c光的折射角最大，根据折射定律分析折射率关系，由分析光在玻璃中速度大小关系临界角公式．根据折射率的大小分析波长关系发生光电效应的条件是取决于入射光的频率．本题关键要掌握光的频率、波长、波速等与折射率的关系光子的能量、光电效应产生的条件都光的频率有关．三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）10.如图所示，阳光与水平面的夹角为现修建一个截面为梯形的鱼塘，欲使它在贮满水的情况下阳光可以照射到整个底部，己知水的折射率为n，则鱼塘右侧坡面的倾角的余弦应满足的条件是______．【答案】【解析】解：欲使鱼塘注满水的情况下，阳光可以照射到整个底部，则折射光线与底部的夹角大于等于，故折射角，又入射角根据折射定律有：所以，所以．故答案为：．抓住阳光可以照射到整个底部，则折射光线与底部的夹角大于等于，根据几何关系，结合折射定律求出鱼塘右侧坡面的倾角口应满足的条件．本题关键牢记和理解折射定律，并能灵活运用数学知识进行求解．四、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）11.在用双缝干涉测光的波长的实验中，所用实验装置如图甲所示．调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，此时手轮上的读数如图乙所示，则读数为______ mm；如果用上述装置测量氦氖激光器发出激光的波长，则图中除了光源以外，其他不必要的器材元件有______ ．【答案】；滤光片和单缝【解析】解：手轮上的读数为，氦氖激光器发出的激光具有很好的单色性和相干性，所以不需要滤光片和单缝，直接照射到双缝上即可得到干涉图样．故答案为：；滤光片和单缝．螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读．根据双缝干涉条纹的间距公式求出光波的波长大小．解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式，并能灵活运用．12.某同学用如图甲所示实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出，测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，则此时手轮上的示数为，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，如图乙所示，此时手轮上的示数为______ 已知双缝间距离为，测得双缝到毛玻璃屏的距离为，求得相邻亮纹间距离为，写出计算被测量波长的表达式______ ，并算出其波长______ nm．【答案】；；650【解析】解：螺旋测微器的固定刻度读数为，可动刻度读数为，所以最终读数为．根据双缝干涉条纹的间距公式得，，代入数据得，．故答案为：；；650．螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读根据双缝干涉条纹的间距公式推导出波长的表达式，从而求出波长的大小．解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式，注意单位的统一，及螺旋测微器与游标卡尺的读数区别．五、计算题（本大题共4小题，共40.0分）13.如图所示，AOB是由某种透明物质制成的圆柱体的横截面为圆心，其折射率为今有一束平行光以的入射角射向柱体的OA平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出，设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射。

最新-2018高考物理月刊专版专题18 光学综合专家预测

2018高考物理月刊专版1.如图所示的4个图形中，哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样()答案：B2.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A.只有红光和绿光的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红光和绿光的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮解析：由题意可知，从一条缝透出的光是红光，另一条缝透出的光是绿光.由于红光和绿光的频率不同，不是相干光，不能发生干涉，但都能产生单缝衍射现象，屏上仍有红光和绿光各自的衍射条纹叠加后的光亮.综上分析可知，选项C正确.答案：C3.一些高层建筑物外墙使用的幕墙玻璃，白天在外面的人看不清室内的物体，而室内的人却能较清楚地看见外面的景物，其原因是()A.在玻璃的外表面涂有增透膜B.在玻璃的外表面涂有高反膜（即对光的反射率大于透射率的物质）C.在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物质D.在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜解析：高反膜原理与增透膜原理相反，即从玻璃前后表面反射出来的光叠加增强，则根据能量守恒定律可知，透射光必减弱，所以在玻璃外面涂有高反射膜时，外面的人看不清室内物体，而室内的人却能清楚地看到外面的景物.答案：B4.如图所示，让自然光照到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透射光偏振方向间的夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱（）A.0°B.30°C.60°D.90°答案：D5.2018年5月12日14时28分，我国四川省汶川发生了里氏8.0级特大地震，在这次救援行动中，生命探测仪的使用大大提高了找寻废墟下被压埋人员的速度和准确性，常见的生命探测仪有光学生命探测仪，声波、振动生命探测仪，红外热像生命探测仪，雷达生命探测仪等.光学生命探测仪可以通过废墟堆积层中的空隙或专用钻机钻孔，伸入被困人员附近，确定其位置和生存状态；声波、振动生命探测仪是通过被困人员呻吟、呼喊、爬动、敲打等发出音频、声波或振动波，被高敏感度的传感器探头接收、过滤、放大，向救援人员提供被困者的生命信息.红外热像生命探测仪不受限于工作环境照度，不需要附加照明光源，可在地震的浓烟、大火及黑暗等环境中搜索生命.雷达生命探测仪通过特殊的雷达发射微波，接收反射波后检测是否有人体生命活动所引起的各种微动.通过以上信息可知下列选项正确的是()A.光学生命探测仪是利用光反射进行生命探测的仪器B.声波、振动生命探测仪寻找生命靠的是识别被困者发出的声音C.红外热像生命探测仪是利用人体能不断地产生红外辐射D.雷达生命探测仪的探测距离长，且能穿透实体砖墙答案：ABCD课时作业四十六光的本性1.在杨氏双缝干涉实验中，如果()A.用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B.用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C.用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析:白光作为光源，屏上将呈现彩色条纹，A错；B为红光的双缝干涉，图样为红黑相间，故B正确；红光和紫光频率不同，不能产生干涉图样，C错；遮柱一条狭缝时，紫光将发生单缝衍射，形成衍射图样，D正确.答案:BD2.下列有关光现象的说法正确的是()A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B.以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析:在双缝干涉实验中，条纹间距d与入射光波长成正比，所以入射光由紫光改为红光时波长增长，条纹间距d变大，A项正确.全反射中的临界角为C，由sinC=1n可知，折射率越大，临界角越小，即紫光的临界角小于红光的临界角，所以紫光能发生全反射时，红光不一定能发生全反射，则B错误.金属的逸出功一定，由hν=W+E k，紫光能使金属发生光电效应，而红光频率低不一定能使金属发生光电效应，所以C错误.在镜头前加装偏振片是为减弱玻璃反射的光对拍摄的负面影响，所以D错误.答案:A3.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C.当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D.干涉条纹保持原来状态不变解析:金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜形状各处厚度形状几乎不变.因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，ABC错误.答案:D4.光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要器件是真空玻璃管，这些玻璃管可将太阳能转换成水的内能，真空玻璃管表面采用镀膜技术增加透射性，使尽可能多的太阳能转换为内能，这种镀膜技术的物理依据是（）A.光的衍射B.光的粒子性C.光的干涉D.光的直线传播答案：C5.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射的睁不开眼晴，影响行车安全，若将汽车前窗玻璃和前灯玻璃都改用偏振玻璃，使双方司机都看不见对方车灯发出的炫目灯光，但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.所以汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应该是（）A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,前灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,前灯玻璃的透振方向是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,前灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°解析:汽车前灯采用偏振玻璃后，从中发出的是偏振光，要使司机能看清自己的车灯所照亮的物体（使物体反射的车灯光最大限度地透过前窗玻璃），应使自己前窗玻璃的偏振方向与车灯发出的光的偏振方向一致.另外,应使对方车灯光的偏振方向恰好和自己车前窗玻璃的偏振方向垂直,使得对方车灯射过来的灯光几乎不能透过,防止了司机炫目情况的发生,而A、C选项会造成司机看不到被自己的车灯照亮的物体，B选项会使对方司机看到自己的车灯射出的灯光，影响行车安全.所以A、B、C是错误的，只有D正确.答案：D6.如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平的装置.a为标准样板，b为待测厚玻璃板，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A.a的上表面和b的下表面B.a的上、下表面C.a的下表面和b的上表面D.b的上、下表面解析:本题是薄膜干涉的应用.本题易错选项是D.错选D是理解为检查的样品是b，故干涉是发生在b的上、下表面.答案:C7.如图，P是一偏振片，P的透振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向，下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光8.为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜.有关电子显微镜的下列说法中正确的是()A.它是利用电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射B.它是利用电子物质波的波长比可见光长，因此不容易发生明显衍射C.它是利用电子物质波的波长比可见光短，因此更容易发生明显衍射D.它是利用电子物质波的波长比可见光长，因此更容易发生明显衍射解析:为了观察纳米级的微小结构，用光学显微境是不可能的.因为可见光的波长数量级是10-7m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精确聚焦.如果用很高的电压使电子加速，使它具有很大的动量，其物质波的波长就会很短，衍射的影响就小多了.因此本题应选A.答案:A9.如图所示，为双缝干涉实验装置，使用波长为600 nm的橙光照射，在光屏中心P点呈现亮条纹，在P点上方的P1点到S1，S2的路程恰为λ.现改用波长为400nm的紫光照射，则P点处为______条纹，P1点处为__________条纹.解析:P 点到S 1，S 2的路程差为0，所以P 为亮纹，而P 1点到S 1，S 2的路程差为600nm,λ′=400 nm ，Δx=600 nm=32λ′，即P 1点为暗纹. 答案:亮暗10.1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）.（1）洛埃镜实验的基本装置如图所示，S 为单色光源，M 为一平面镜. 试用平面镜成像作图法画出S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ，光的波长为λ，在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹（或暗纹）间距离Δx 的表达式.答案:（1）如图所示(2)2L x aλ= 点评：本题考查了平面镜成像，光路图以及光的干涉规律.并能够根据题意分析出该题的本质是双缝干涉.11.若已知两狭缝间距为1mm，双缝到屏的距离为200cm，屏上得到的干涉图样如图所示，请根据图中的测量数据，求出该单色光的波长和频率.解析:由图可知Δx=0.55cm=0.1cmΔx=ldλ.λ=33d x110110m2l--∆⨯⨯⨯==5×10-7mf=87310510cλ-⨯=⨯Hz=6×1014Hz答案：λ=5×10-7m f=6×1014Hz点评:根据双缝干涉条纹特点和决定条纹间距的因素分析讨论.再根据图中的测量结果，可求出相邻亮纹间距Δx;由Δx=ldλ,f=cλ，然后求出λ及f.12.为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10-7m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度.若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ,由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得：。

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张精品

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
2
sin r
sin
θ
α
2,选项A正确。
sin α 2
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
联立①②③式得n2= ④1
sin2i1 sin2i2
l
由几何关系可知sin i1= 2 = ⑤1
4l 2 l 2
17
4
sin i2=
3l 2 4l2 9l2
3
=
5
⑥
4
联立④⑤⑥式得n=1.55 ⑦
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。
B.10-18 J
C.10-15 J
D.10-12 J

2018高考物理热点复习：光学

2018高考物理热点复习：光学【导读】“光学”作为选考试题，高考中主要集中在两个方面的考查，一是对几何光学的理解和应用；二是物理光学中对不同频率的色光的判断和规律的理解。

物理光学一般以选择题形式出现，而几何光学一般以计算作图题的形式出现。

试题难度一般不大，但考生还是经常失分，究其原因，主要是对几何光学中的几何关系、物理光学中不同色光的规律理解应用不到位。

【真题】【例题1】（2016年全国理综Ⅰ卷34-2）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A ，它到池边的水平距离为3.0 m 。

从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43。

（i ）求池内的水深；（ii ）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0m 。

当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。

求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。

【解析】（i ）光由A 射向B 发生全反射，光路如图：由反射公式可知：sin 1n θ⋅=（i ）光由A 射向B 发生全反射，光路如图：由反射公式可知：sin 1n θ⋅=，得：3sin 4θ=；由3m AO =，由几何关系可得：4m AB BO ==，。

（ii ）光由A 点射入救生员眼中光路图如图：由折射率公式：sin 45sin n α︒=可知：sinα=tan α==设BE x =，得tanAQ QEα==带入数据得：3x =2-x ）≈0.7m【例题2】（2001年全国卷-3）在X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。

已知阳极与阴极之间的电势差U 。

普朗克常数h ，电子电量e 和光速c ，则可知该X 射线管发出的X 光的（）（A ）最短波长为ceUh （B ）最长波长为hc eU（C ）最小频率为eU h（D ）最大频率为eU h【解析】由动能定理可知，电子被加速后的动能为E K =eU ，光子的最大能量等于电子动能，可知X 光的最大能量为eU ，即：hv m =eU ，则X 光的最大频率为：v max = eUh，D 选项正确。

2018山东科技版物理高考第一轮复习——光学(学案)

一. 教学内容：光学二. 本章的知识点1、光的折射，折射定律，折射率（1）光的折射：光由一种媒质进入另一种媒质或在同一种不均匀媒质中传播时，方向发生偏折的现象叫做光的折射。

（2）折射定律： ①内容：折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧。

②数学表达式：入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即r i n sin sin =。

（3）折射率相对折射率：光从一种媒质斜射入第二种媒质发生折射时，入射角i 的正弦与折射角r的正弦之比，对于给定的两种媒质来说是一个常数，用21n 表示，21n r i sin sin =。

常数21n 称为第二种媒质对第一种媒质的相对折射率。

绝对折射率：任意一种媒质对真空的相对折射率称为这种媒质的绝对折射率，简称这种媒质的折射率，用n 表示.通常说某种媒质的折射率即是指它的绝对折射率，也就是它对真空的相对折射率。

相对折射率与绝对折射率的关系：实验表明：第二种媒质对第一种媒质的相对折射率等于光在第一种媒质中的传播速度V 1与光在第二种媒质中的传播速度V 2之比，即21n 21V V =. 由此可得某种媒质的折射率V C n=，C 为真空中的光速。

进而可得：21n 21V V =21/V C V C =12n n =，即第二种媒质对第一种媒质的相对折射率等于第二种媒质的绝对折率与第一种媒质的绝对折射率之比。

光在任何媒质中的速度都小于光在真空中的速度，即V ＜C ，所以任何媒质的折射率n=V C 都大于1。

光在空气中的速度与光在真空中的速度相差很小，故空气的折射率n=V C 1≈。

若把真空也看作一种媒质，则真空的折射率为1=n 。

2、全反射和临界角（1）全反射：当光从光密媒质进入光疏媒质时，折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时，折射角等于90°，此时，折射光完全消失，入射光全部返回原来的媒质中，这种现象叫做全反射。

（2）临界角：①定义：光从光密媒质射向光疏媒质时，折射角等于90°时的入射角，叫做临界角.用字母C 表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时，发生全反射形象时的最小入射角，是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时：若入射角i<C ，则不发生全反射，既有反射又有折射现象。

高中物理2018届高三物理物理光学复习题

物理光学1．光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明A ．光是电磁波B ．光具有波动性C ．光可以携带信息D ．光具有波粒二象性2．如图15—1—1，P 是一偏振片，P 的振动方向〔用带有箭头的实线表示〕为竖直方向。

下列四种入射光束中，哪几种照射P 时能在P 的另一侧观察到透射光？A ．太阳光光束PB ．沿竖直方向振动的光C ．沿水平方向振动的光 15—1—1D ．沿与竖直方向成 45°角振动的光 3．太阳光中包含的某种紫外线的频率为v 1，VCD 影碟机中读取光盘数字信号的红色激光的频率为v 2，人体透视使用的X 光的频率为v 3，那么以下结论正确的选项是 A ．这三种频率的大小关系是 v 1<v 2<v 3 B ．紫外线是原子的内层电子受激发产生的 C ．红色激光是原子的外层电子受激发产生的 D ．X 光是原子核受激发产生的 4．在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近，中子质量10 －27 －34kg ，普朗克常量 10J·s，可以估算德布罗意波长λ= 10-10m 的热中子动能的数量级为A ．10—17JB ．10—19JC ．10—21JD ．10—24J5．如图15—1—2所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干预仪器形成的干预图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样〔灰黑色局部表示亮纹〕．那么在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是15—1—2A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫 6．2021年被联合国定为“国际物理年〞，以纪念爱因斯坦用量子论圆满地解释了光电效应现象．在如图 15—1—3所示的光电效应现象中，光电管阴极K 的极限频率为 v 0，现用频率为 v 〔v>v 0〕的光照射在阴极上，以下说法正确的有A ．照射光强度越大，单位时间内产生的光电子数目就越多 15—1—3B ．阴极材料的逸出功等于 hvC ．当在A 、K 之间加一数值为 U 的反向电压时，光电流恰好为零，那么光电子的最大初动能为eUD ．当入射光频率增大为原来的 2倍时，光电子的最大初动能也增大为 2倍7．在研究材料A 的热膨胀特性时，可采用如图15—1—4所示的干预实验法． A 的上外表是一光滑平面，在A 的上方放一个两面平整的玻璃板 B ，B 与A 上外表平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气薄膜．现用波长为λ的单色光垂直照射玻璃板B，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次增到最B 亮．那么A．出现最亮时，B上外表反射光与B下外表反射光叠加后加强AB．出现最亮时，B下外表反射光与A上外表反射光叠加后加强C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ/415—1—4D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加λ/28．真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾〔其极限波长分别为λ1和λ制成，板面积2为S，间距为d。

2018年高考物理课标Ⅲ专用复习专题测试选考：专题十七光学共104张精品

易错警示
本题条纹间距Δx=
6
x 1
,有些同学误认为Δx=
x 6
。
5.[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。
评分参考 ②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ 式各1分。
方法技巧
①R底=
3 R,所以∠OAB=30°,∠OAM=60°,而OM=OA=R,所以△OAM为等边三角形,
2
且在M点的入射角i=∠OMA。
②从AB面反射的光线经过圆心O,故该反射光线会垂直球面射出球冠。
9.[2016课标Ⅰ,34(2),10分]如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为 3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为4。
sin i'= a
⑤
a2 h2
x+l=a+h' ⑥
式中h'=2 m。联立③④⑤⑥式得
x=
3
7 23
1
m≈0.7
m⑦
解题关键几何光学一定要注意几何关系的应用,关键是要根据题意,画出正确的光路图,根据
光路图找出需要的各种几何关系,比如本题中的sin i= l 、sin i'= a 、x+l=a+h'等。
2
位置。答案 (ⅰ) 2 R (ⅱ)见解析解析 (ⅰ)在O点左侧,设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有sin θ =1 ①

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选择题专项训练
以线串点构建知识结构
——《光学综合》【学习目标】
1．光的反射定律、全反射和临界角、折射率和折射定律、光的色散
2．光的干涉现象（双缝干涉、薄膜干涉）、衍射现象、偏振现象
3．光的电磁本性和电磁波谱、光的波粒二象性、光电效应
4. 测定玻璃的折射率，用双缝干涉实验测定光的波长
【学习重难点】
学习重点：折射定律、色散现象、全反射和临界角、光的干涉、衍射现象学习难点：折射定律、全反射和临界角、光电效应
【学习过程】
知识建构
互动探究，夯实双基
★（2017）2．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（）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
★（2015）2．中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子•涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。

从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（）A．在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大
C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能
D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
★（2016）2．右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（）A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大
C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大
D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光能级能量差大
★（2010）8．用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。

则这两种光（）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
★（2017河东一模）6．平行玻璃砖横截面如图，一束复色光斜射到玻璃砖的上表面，从下表面射出时分为a、b两束单色光，则下列说法正确的是（）
A．在玻璃中传播时，a光的传播速度较大
B．若用a、b两种光分别照射处于基态的氢原子，如果a光能使得基态
氢原子发生跃迁，则b光也一定能使基态氢原子发生跃迁
C．在通过同一双缝干涉装罝，a光的相邻亮条纹中心间距较大
D．增大入射光在上表面的入射角，在下表面b光先发生全反射
练习反馈
★（2014）8．一束由两种频率不同的单色组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a，b两束，如图所示，则a、b两束光（）
A．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长
B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小
C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小
D．若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大
★（2013）8．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图．O点为圆心，OO’为直径MN的垂线。

足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屏NQ区城出现两个光斑。

逐渐增大θ角，当θ=α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ=β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则（）
A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C. α<θ<β时，光屏上只有1个光斑
D. β<θ<π/2时，光屏上只有1个光斑
★（2012）6．半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心。

在该截面内有a 、b 两束单色可见光从空气垂直于AB摄入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。

两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光（）
A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
★（2011）6．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为x∆，若x x
∆>∆
甲乙
，则下列说法正确的是（）
A．甲光能发生偏振现象，则乙光不能
B．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量
D．在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光
★（2009）7．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（）
A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大
C．从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大
D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
★（2017和平一模）2．如图所示，OO'是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关
于OO'轴等距离且平行的两束不同单色细光束，从玻璃射出后相交于OO'以方的P点，由此可
以得出的结论是（
）
A．在同种玻璃中传播，
A光的传播速度一定大于
B
光
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，B光侧移量大
C．分别照射同一光电管，若B光能引起光电效应，A光一定也能
D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能有到一种光时，一定是A光
★（2017河西一模）2．如图所示，实线为空气和水的分界面，一束绿光从水中的A点沿AO1
方向（O1点在分界面上，图中未画出）射向空气，折射后通过空气中的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．若增大入射角，可能在空气中的任何位置都看不到此绿光
C．绿光从水中射入空气中时波长不变
D．若沿AO1方向射出的一束蓝光，则折射光线有可能通过B点正上方的C点
a
b。

2018届高三专题复习《光学综合》

2018届高考物理二轮复习光学专题卷(全国通用)

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