2024新高考物理第一轮章节复习--专题十六光学
《大学物理光学》PPT课件(2024)
干涉仪和衍射仪使用方法
干涉仪使用方法
通过分束器将光源发出的光波分成两束，再经过反射镜反射后汇聚到一点，形成干涉图样。通过调整反射镜的位 置和角度，可以观察不同干涉现象。
衍射仪使用方法
将光源发出的光波通过衍射光栅或单缝等衍射元件，观察衍射现象。通过调整光源位置、衍射元件参数等，可以 研究光电效应、康普顿效应等 现象表明光具有粒子性， 即光量子（光子）。
波粒二象性的统一
光既具有波动性又具有粒 子性，二者是统一的。在 不同条件下，光表现出不 同的性质。
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光的传播速度与介质关系
真空中的光速
在真空中，光的传播速度最快，约为 3×10^8 m/s。
光速与波长、频率的关系
2024/1/30
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光学存储技术原理及应用
光学存储技术的分类
只读型、一次写入型和可重写型
光学存储技术的原理
利用激光束在存储介质上形成微小坑点来记录信息
光学存储技术的应用
数字音频、视频、图像和计算机数据的存储
2024/1/30
光学存储技术的优缺点及发展前景
容量大、保存时间长，但读写速度相对较慢
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应用
透镜广泛应用于摄影、望远镜、 显微镜等光学仪器中，用于实现 物体的放大、缩小和成像等功能 。
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反射镜成像原理及应用
成像原理
反射镜通过反射光线来改变光线的传 播方向，从而形成像。反射镜的成像 规律遵循光的反射定律和光路可逆原 理。
应用
反射镜广泛应用于天文望远镜、激光 测距仪、光学干涉仪等光学系统中， 用于实现光线的反射、聚焦和成像等 功能。
光学传感器种类及工作原理
光学传感器的分类
光电传感器、光纤传感器、光谱传感器等
高考物理第一轮复习教案第13章《光》2光的折射 全反射
13.2 光的折射、全反射知识目标一、光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．3．在折射现象中光路是可逆的．二、折射率1．定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率．注意：光从真空射入介质．2．公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1．3.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．）。
．．．和折射角4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质．【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，则（） A．无论入射角i有多大，折射角r都不会超过450B．欲使折射角r＝300，应以i＝450的角度入射C．当入射角i＝arctan时，反射光线与折射光线恰好互相垂直D．以上结论都不正确解析：针对A：因为入射角最大值i max=900，由折射定律sini/sinγ=n，0，故A正确．sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γ针对B：由sini/sinγ=n知，当r＝300时sini=sinγn=×sin300=/2 所以，I=450，即选项B正确针对c：当入射角i＝arctan 时，有sini/cosi=，由折射定律有sini/sinγ=n＝所以cosi＝sinγ，则i＋r=900所以在图中，OB⊥OC．故选项C也正确．答案：ABC【例2】如图所示，一圆柱形容器，底面直径和高度相等，当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时，刚好看到筒底圆周上的B点．保持观察点位置不变，将筒中注满某种液体，可看到筒底的中心点，试求这种未知液体的折射率是多大？解析：筒内未装液体时，S点的眼睛能看到B点以上部分，注满液体后，由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛，根据折射定律知：n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1．58．三、全反射1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象．2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角．3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内，关于圆面积S和深度h的关系正确的是（ C ）A、S与水深h成正比B、S与水深h成反比C、S与水深h的平方成正比D、S与水深h的平方成反比【例4】完全透明的水中某深处，放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面，如果透光圆面的半径匀速增大，则光源正在（ D ）A、加速上升B、加速下沉C、匀速上升D、匀速下沉四、棱镜与光的色散1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。
2024年高考物理真题分类汇编专题14 光学
2024年高考物理真题分类汇编专题14光学C.甲中光线的传播速度大D.甲临界角大，根据折射定律可知>n n 甲乙，故甲浓度大；根据可知折射率越大临界角越小，故甲临界角小。
故选B.滚珠b、c均不合格D.滚珠b不合格，滚珠c合格单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为2l aλB．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为l aλn 的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液中，光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为θ=︒，光线c消失B．若45D．若入射光a变为紫光，光线【解析】根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为60H光的中央明条纹宽度宽照射同一单缝衍射装置，δH光的侧移量小以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，δ向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S′发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。
所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设，代入双缝干涉公式lxdλ∆=，可得2lxλ∆=向左）略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不错误；同理再次画出光路图有向右略微平移平面镜，即图中从①位置→②位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，向左略微平移平面镜，即图中从②位置→①位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故某同学通过双缝干涉实验测量单色光的波长，包括毛玻璃、游标尺、分划板、手轮、目镜等。
该同学调整好实验装置后，分别用红色、绿色滤光片，对干涉条纹进行测量，并记录第一条和第六条亮纹中心位置对应的游标尺读数，如表所示：单色光类别1/mm x 6/mm x 单色光110.6018.64①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA'和BB'，交点为O。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：电磁振荡与电磁波
第3讲电磁振荡与电磁波目标要求 1.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况.2.掌握电磁振荡的周期公式和频率公式.3.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播和接收过程．考点一电磁振荡1．振荡电路：产生大小和方向都做周期性迅速变化的电流(即振荡电流)的电路．由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路．2．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地充电和放电，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器内的电场强度E、线圈内的磁感应强度B发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡．3．电磁振荡中的能量变化(1)放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能．(2)充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能．(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化．4．电磁振荡的周期和频率(1)周期T＝2πLC.(2)频率f＝12πLC.1．LC振荡电路中，电容器放电完毕时，回路中电流最小．(×) 2．LC振荡电路中，回路中的电流最大时回路中的磁场能最大．(√) 3．电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关．(×)1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像2．LC振荡电路充、放电过程的判断方法根据电流流向判断当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程根据物理量的变化趋势判断当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)增大或电流i(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程根据能量判断电场能增加时充电，磁场能增加时放电例1(2023·北京八十中模拟)如图甲所示为某一LC振荡电路，图乙i－t图像为LC振荡电路的电流随时间变化的关系图像．在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，下列说法中正确的是()A．O～a阶段，电容器正在充电，电场能正在向磁场能转化B．a～b阶段，电容器正在放电，磁场能正在向电场能转化C．b～c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向D．c～d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿逆时针方向答案 C解析O～a阶段，电容器正在放电，电流不断增加，电场能正在向磁场能转化，选项A错误；a～b阶段，电容器正在充电，电流逐渐减小，磁场能正在向电场能转化，选项B错误；b～c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向，选项C正确；c～d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿顺时针方向，选项D错误．例2(多选)(2023·福建省龙岩第一中学月考)LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示．下列说法中正确的是()A．电容器正在充电B．电路中电场能在增大C．电路中电流在增大D．电路中电流沿逆时针方向答案CD解析由题图可知，电容器上极板带正电，因为磁场方向向上，所以电容器正在放电，A错误；由题图可知电路中电流方向为逆时针，电容器在放电，电流在增大，电场能在向磁场能转化，则电路中电场能在减小，B错误，C、D正确．例3(2020·浙江1月选考·8)如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电．t＝0时开关S打到b端，t＝0.02 s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值．则()A．LC回路的周期为0.02 sB．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大C．t＝1.01 s时线圈中磁场能最大D．t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向答案 C解析以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如下：t ＝0.02 s 时电容器下极板带正电荷且最大，根据图像可知周期为T ＝0.04 s ，故A 错误；根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0，故B 错误；1.01 s 时，经过2514T ，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方向，说明电容器放电完毕，电能全部转化为磁场能，此时磁场能最大，故C 正确，D 错误．例4 某LC 电路的振荡频率为520 kHz ，为能提高到1 040 kHz ，以下说法正确的是( ) A ．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍 B ．调节可变电容，使电容减小为原来的14C ．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍D ．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的12答案 B解析 由振荡频率公式f ＝12πLC 可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的14，或减小电感使之变为原来的14，故B 正确，A 、C 、D 错误．考点二 电磁波的特点及应用1．麦克斯韦电磁场理论2．电磁波(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波．(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)．(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小．(4)v＝λf，f是电磁波的频率．3．电磁波的发射(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制．(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变．②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变．4．无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路．(3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波．检波是调制的逆过程，也叫作解调．5．电磁波谱：按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．1．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大．(√)2．要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波．(√)3．只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流．(×)4．解调是调制的逆过程．(√)1．电磁波谱分析及应用电磁波谱频率/ Hz 真空中波长/m特性应用递变规律无线电波＜3×1011＞10－3波动性强，易发生衍射无线电技术衍射能力减弱，直线传播能力增强红外线1011～101510－7～10－3热效应红外遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101610－8～10－7化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线1016～101910－11～10－8穿透本领强检查、医用透视γ射线＞1019＜10－11穿透本领更强工业探伤、医用治疗2.各种电磁波产生机理无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生3.对电磁波的两点说明(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强．(2)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小．例5某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是()答案 D解析由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如题图A)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如题图B、C)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；周期性变化的电场(如题图D)，会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确．例6(2023·上海市模拟)以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是()A．电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场B．电磁波是机械波，传播需要介质C．电磁波的传播速度是3×108 m/sD．电磁波是一种物质，可在真空中传播答案 D解析变化的电场与变化的磁场相互联系，它们统称为电磁场，选项A错误；电磁波不是机械波，传播不需要介质，选项B错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，选项C错误；电磁波是一种物质，可在真空中传播，选项D正确．例7(多选)关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．在真空中各种电磁波的传播速度都相同B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线答案AB解析电磁波在真空中的传播速度都为3.0×108 m/s，故A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐变短，频率逐渐升高，而波长越长，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，电磁波谱中无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错误．例8(多选)(2020·江苏卷·13B(1))电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有()A．杀菌用的紫外灯B．拍胸片的X光机C．治疗咽喉炎的超声波雾化器D．检查血流情况的“彩超”机答案AB课时精练1．(2023·北京市模拟)使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为(2.4～2.48)×109 Hz.已知可见光的波段为(3.9～7.5)×1014 Hz，则蓝牙通信的电磁波()A．是蓝光B．波长比可见光短C．比可见光更容易发生衍射现象D．在真空中的传播速度比可见光小答案 C解析根据题意可知，蓝牙通信的电磁波频率低于可见光频率，所以蓝牙通信的电磁波不可能是蓝光，故A错误；因为蓝牙通信的电磁波频率低于可见光频率，根据c＝λf可知，波长比可见光长，故B错误；因为波长比可见光长，所以更容易发生衍射现象，故C正确；所有电磁波在真空中传播速度都为光速，是一样的，故D错误．2．(2023·辽宁锦州市模拟)5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特点之一为具有超高速的数据传播速率，5G信号一般采用3.3×109～6×109Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G采用的是1.88×109～2.64×109Hz频段的无线电波，则下列说法正确的是()A．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象B．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快C．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站D．5G信号比4G信号波长长答案 C解析空间中的5G信号和4G信号的频率不同，不会产生干涉现象，故A错误；5G信号与4G信号所用的无线电波在真空中传播速度一样，均等于光速，故B错误；根据c＝λv可知5G信号相比于4G信号的波长短，更不容易发生衍射，所以5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，故C正确，D错误．3．(2023·上海市杨浦高级中学模拟)下列关于电磁波的特性和应用的说法正确的是() A．电磁波能传输能量B．γ射线最容易用来观察衍射现象C．紫外线常用在医学上做人体透视D．体温超过周围空气温度时，人体才对外辐射红外线答案 A解析电场和磁场中有电能和磁场能，变化的电场和磁场在空间中交替出现，传播出去的过程形成电磁波，所以电磁波能传输能量，故A正确；γ射线的频率很高，波长很短，不容易产生衍射现象，故B错误；X射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，紫外线可以消毒杀菌，故C错误；自然界中的一切物体，只要它的温度高于绝对零度(－273 ℃)就存在分子或原子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线，故D错误．4．(2023·福建龙岩市第一中学模拟)麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系．他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场．以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场．如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是()A．电容器正在充电B．两平行板间的电场强度E在减小C．该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值答案 A解析电容器内电场强度方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器正处于充电过程，A正确；电容器的带电荷量越来越多，内部电场强度越来越大，B错误；该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生逆时针方向(俯视)的磁场，C错误；当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，D错误．5．(多选)下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是()A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C．经过调制后的电磁波在空间传播的波长不变D．经过调制后的电磁波在空间传播的波长改变答案AD解析调制是把要发射的信号“加”到高频振荡电流上去，频率越高，传播信息能力越强，A正确；电磁波在空气中的传播速度接近光速且恒定不变，B错误；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错误，D正确．6．(多选)下列关于无线电波的叙述中，正确的是( ) A ．无线电波是波长从几十千米到一毫米的电磁波 B ．无线电波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/s C ．无线电波不能产生干涉和衍射现象D ．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短 答案 AD解析 无线电波中长波波长有几十千米，微波中的毫米波只有几毫米，A 正确；无线电波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度3.0×108 m/s ，B 错误；无线电波也能产生干涉和衍射现象，C 错误；无线电波由真空进入介质传播时，传播速度减小，由λ＝vf 可知波长变短，D 正确．7．(2023·山东泰安市模拟)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A ．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用B ．紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康C ．X 射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应D ．手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象 答案 D解析 有温度的物体都会发射红外线，A 错误；紫外线的频率比可见光高，B 错误；X 射线、γ射线频率较高，波动性较弱，粒子性较强，较易发生光电效应，C 错误；手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象，D 正确．8．在LC 振荡电路中，电容器上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( ) A.π4LC B.π2LC C ．πLC D ．2πLC答案 B解析 LC 振荡电路的周期T ＝2πLC ，其电容器上的带电荷量从最大值变化到零的最短时间t ＝T 4，故t ＝π2LC ，故选B. 9．如图甲所示，“救命神器”——自动体外除颤仪(AED)现在已经走入了每个校园，它是一种便携式的医疗设备，可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备．其结构如图乙所示，低压直流经高压直流发生器后向储能电容器C 充电．除颤治疗时，开关拨到2，将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，其他条件不变时，下列说法正确的是( )A ．脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同B ．放电过程中，电流大小不变C ．电容C 越小，电容器的放电时间越长D ．自感系数L 越小，电容器的放电时间越短答案 D解析 脉冲电流作用于不同人体时，不同人体的导电性能不同，故电流大小不同，A 错误；电容器放电过程中，开始时电流较小，随着带电荷量的减小，放电电流逐渐变大，不是恒定的，B 错误；振荡电路的振荡周期为T ＝2πLC ，电容器在时间t 0内放电至两极板间的电压为0，即t 0＝T 4＝πLC 2，则线圈的自感系数L 越小，电容器的放电时间越短；电容器的电容C 越大，电容器的放电时间越长，C 错误，D 正确．10.(多选)LC 振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是( )A ．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B ．若电容器正在放电，则电容器上极板带负电C ．若电容器上极板带正电，则自感电动势正在减小D ．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流减小答案 ABD解析若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电，处于充电状态，故A正确；若电容器正在放电，由安培定则可得电容器上极板带负电，故B正确；若电容器上极板带正电，说明电容器在充电，电流减小得越来越快，自感电动势增大，故C错误；若电容器正在充电，则线圈自感作用阻碍电流的减小，故D正确．11.如图所示为LC振荡电路中电容器上的带电荷量q随时间t的变化曲线，则下列判断正确的是()A．在b和d时刻，电路中电流为零B．在O→a时间内，电场能转化为磁场能C．在a和c时刻，电路里的能量全部储存在电容器的电场中D．在O→a和c→d时间内，电容器被充电答案 C解析在b和d时刻，q为0，但q随t的变化率最大，则电流最大，不为零，故A错误；在O→a时间内，q从0逐渐增大至最大值，而电流从最大值减小至0，电容器充电，磁场能转化为电场能，故B错误；在a和c时刻，电容器均完成充电过程，电路里的能量全部储存在电容器的电场中，故C正确；在O→a时间内，电容器充电，在c→d时间内，电容器放电，故D错误．12.如图所示为一理想LC电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置．电路中开关断开时，极板间有一带电灰尘(图中未画出)恰好静止．若不计带电灰尘对电路的影响，重力加速度为g，灰尘运动时间大于振荡电路周期．当电路中的开关闭合以后，则()A．灰尘将在两极板间做往复运动B．灰尘运动过程中加速度方向可能会向上C．电场能最大时灰尘的加速度一定为零D．磁场能最大时灰尘的加速度一定为g答案 D解析当开关断开时，灰尘静止，则有Eq＝mg，此时电场能最大，极板间电场强度最大，若开关闭合，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动，振荡回路磁场和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反且电场能最大时，电场力方向竖直向下，和重力方向相同，此时灰尘的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故A、B、C错误；当磁场能最大时，电场能为0，极板间电场强度为0，灰尘只受重力，加速度一定为g，故D 正确．13．如图所示，电源电动势为3 V，单刀双掷开关S先置于a端使电路稳定．在t＝0时刻开关S置于b端，若经检测发现，t＝0.02 s时刻，自感线圈两端的电势差第一次为1.5 V．如果不计振荡过程的能量损失，下列说法正确的是()A．t＝0.04 s时回路中的电流为零B．t＝0.08 s时电感线圈中的自感电动势达到最大值，为3 VC．0.07～0.08 s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小D．0.04～0.05 s时间内，线圈中的磁场能逐渐增大答案 C解析由题意知S置于b端后，自感线圈两端的电势差呈余弦规律变化，由于t＝0时刻电容器电压为3 V，故此时自感线圈两端的电势差也为3 V，然后开始减小，当第一次为1.5 V时，则可知经历时间为六分之一周期，故振荡周期为0.12 s．所以0.04 s时回路中的电流不为零，0.03 s时回路中的电流才为零，0.06 s时电感线圈中的自感电动势值达到最大，为3 V，故A、B错误；经分析，0.07～0.08 s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小，故C 正确；0.04～0.05 s时间内，线圈两端的电势差增大，即电容器极板间电场增大，电场能增大，则磁场能逐渐减小，故D错误．。
2021年浙江高考物理复习课件：专题十六 原子结构和原子核
得多。(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内。在大于0.8×10-15 m 时,核力表现为引力,超过1.5×10-15 m时核力急剧下降几乎消失;在小于0.8× 10-15 m时核力表现为斥力,因此核子不会融合在一起。(3)每个核子只跟相 邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性。无论是质子间、中 子间、质子和中子间均存在核力。 自然界中的四种基本相互作用力:万有引力、电磁力、强相互作用力、弱 相互作用力。 2.结合能:原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开也需要 能量。核反应中为把核子分开而需要的能量称为原子核的结合能。 3.质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质 量亏损。 4.质能方程:E=mc2;ΔE=Δmc2。
和原子核数,m和N表示衰变后的质量和原子核数,n表示半衰期数,则
m= m0
2n
-t
=m0·2 τ
,
N=
N0 2n
-t
=N0·2 τ
。
五、核反应
1.核力
原子核由质子和中子组成,质子和中子是靠强大的核力结合在一起的。
核力:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。
核力的特点:(1)核力是强相互作用力,在它的作用范围内,核力比库仑力大
A Z
X经过n次α衰变m次β衰变后,变成
稳定的新元素
A' Z'
Y,则表示核反应的方程为
2
2r
③电子运动周期T=
2πr v
=2π
me r 3 ke2
;
④电子在半径为r的轨道上所具有的电势能Ep=-ke2/r;
⑤等效电流I= e 。
T
由以上各式可见,电子绕核运动的轨道半径越大,电子的运行速率越小,动
专题11 共点力的平衡问题(解析版)-2024年高考物理一轮综合复习
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题11共点力的平衡问题导练目标导练内容目标1整体法和隔离法在平衡问题中的应用目标2平衡中的临界和极值问题目标3解析法在动态平衡问题中的应用目标4图解法在动态平衡问题中的应用目标5相似三角形法在动态平衡问题中的应用目标6拉密定理在动态平衡问题中的应用【知识导学与典例导练】一、整体法和隔离法在平衡问题中的应用整体法和隔离法应用十六字原则：外整内分，力少优先，交替使用，相互辅助。
【例1】为庆祝全国两会胜利召开，某景区挂出34个灯笼（相邻两个灯笼之间用轻绳等距连接），灯笼上依次贴着“高举中国特色社会主义伟大旗帜，为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”的金色大字，从左向右依次标为1、2、3、……、34。
无风时，灯笼均自然静止，与“全”字灯笼右侧相连的轻绳恰好水平，如图所示。
已知每个灯笼的质量均为1kg m =，取重力加速度210m/s =g ，悬挂灯笼的轻绳最大承受力m 340N T =，最左端悬挂的轻绳与竖直方向的夹角为θ。
sin 370.6︒=，cos370.8︒=。
下列说法正确的是（）A ．夹角θ的最大值为45°B ．当夹角θ最大时，最底端水平轻绳的拉力大小为C ．当37θ=︒时，最底端水平轻绳的拉力大小为204ND ．当37θ=︒时，第4个灯笼与第5个灯笼之间的轻绳与竖直方向的夹角为45°【答案】B【详解】A ．分析可知，当绳子拉力达到最大时，夹角θ的值最大，以整体为研究对象，根据平衡条件竖直方向有m m 2cos 34T mg θ=解得m 1cos 2θ=可得m 60θ=︒，A 错误；B ．当夹角θ最大时，以左边17个灯笼为研究对象，水平方向m m sin T T θ=解得T =，B 正确；C ．当37θ=︒时，以左边17个灯笼为研究对象，根据几何关系可得tan 3717T mg︒='解得127.5N T ='，C 错误；D ．当37θ=︒时，以左边第5个灯笼到17个灯笼为研究对象，根据几何关系可得tan 13T mgα'=解得tan 0.981α=≠可知第4个灯笼与第5个灯笼之间的轻绳与竖直方向的夹角不为45°，D 错误。
2018版高考物理一轮(人民版,通史)复习中国现代史专题十六 专题主线
专题主线主线现代中国社会主义民主政治建设的发展历程1．初步建设：1949年召开的中国人民政治协商会议，初步建立了中国共产党领导的多党合作和政治协商制度，形成有中国特色的社会主义民主政治制度。
2．构建完成：新中国成立后，人民代表大会制度、中国共产党领导的多党合作和政治协商制度、民族区域自治制度构成了新中国政治体系的基本框架。
特别是第一届全国人民代表大会的召开和1954年《中华人民共和国宪法》的制定，标志着新中国政治制度构建的完成。
3．严重破坏：“文化大革命”期间民主政治制度遭到严重破坏。
人民代表大会制度、中国共产党领导的多党合作和政治协商制度停止活动。
国家法律形同虚设，党内政治活动无法正常进行。
4．发展完善：十一届三中全会以来，中国共产党全面拨乱反正、平反冤假错案，加强了民主与法制建设。
改革政治体制，建立了比较完备的法律体系，“依法治国”写入宪法，加强基层民主选举制度，使中国民主政治建设进入法制化的新时期。
[总结提升]新中国成立以来，民主政治建设的特色和作用(1)特色①社会主义民主政治。
其根本特点是中国共产党的领导、人民当家作主和依法治国的有机统一。
②三大政治制度构成了中国民主政治的基石。
人民代表大会制度是实现人民当家作主的根本政治制度；中国共产党领导的多党合作和政治协商制度是根本政党制度；民族区域自治制度是根本的民族制度。
③民主政治建设的民主化、法制化。
民主政治建设必须以民主化、法制化为保障，依法治国成为民主政治的重要内容。
(2)作用①人民代表大会制度是中国民主政治建设的基础，是中国政治民主化的重要标志和基本制度，有利于保证人民当家作主的民主权利，是社会主义建设的有力保障。
②中国共产党领导的多党合作和政治协商制度，调动了民主人士参政议政的热情，开创了群策群力、共同建设国家的新局面。
③民族区域自治制度满足了少数民族自己当家作主的愿望，实现了民族平等；也保证了祖国统一和民族团结；推动了少数民族地区的发展，有利于实现各民族的共同繁荣。
高三物理一轮复习学案：第十六章《近代物理》专题四__核能__核的裂变和聚变(人教版)
2012届高三物理一轮复习学案：第十六章《近代物理》专题四 核能 核的裂变和聚变［考点透析］一、本专题考点 核能、质量亏损、爱因斯坦质能方程、重核裂变、轻核聚变、可控热核反应均为Ⅰ类要求。
二、理解和掌握内容１.核能①核力：质子与质子之间、中子与中子之间、中子与质子之间的一种强相互作用．核力发生作用的距离很短，范围约为2×10-15ｍ，所以每个核子几乎只跟它相邻的核子发生相互作用．②核能：由于核子间存在强大的核力，所以要把原子核拆成一个个核子要提供巨大的能量，同样，当由核子结合成原子核时也要释放巨大的能量．核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解成核子时吸收的能量称为原子核的结合能，简称核能．③质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损．但需注意：核反应中质量数是守恒的，要区分原子核的质量与质量数．④质能方程：Ｅ＝ｍＣ2 物体的能量与它的质量成正比,当核反应发生质量亏损时要释放能量,上式可写成:ΔＥ＝ΔｍＣ2. （或写成1μ＝931.5ＭeV ）２.重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂为两个(或几个)中等质量的核的反应过程称为重核的裂变．核裂变发生时，往往是伴随释放大量能量的同时放出几个中子，而这些中子又会引起其它重核的裂变，这样就会形成链式反应．例如Ｕ235的一种裂变反应方程为:原子核非常小，如果铀块的体积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没碰到铀核时就跑到铀块外面去了．能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积．３.轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应叫轻核的聚变．例如氢核的一种聚变反应方程为:聚变反应往往会比裂变反应释放更多的核能，但反应条件却很苛刻，一般要在几百万度的高温下进行，所以聚变反应也称为热核反应.正因为如此，和平利用聚变反应释放的核能还处于研究试验阶段．到目前为止，世界上所有的核电站利用的全是裂变反应释放的核能. ［例题精析］例题1 云室处在磁感应强度为Ｂ的匀强磁场中，一静止的原子核Ａ在云室中发生一次α衰变而变成一质量为Ｍ的新核，同时辐射出一频率为ν的γ光子．已知α粒子的质量为ｍ，电量为ｑ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径为Ｒ，试求衰变前原子核Ａ的质量．（已知普朗克常数为ｈ，不计光子的动量）解析：本题主要考查综合运用力学规律解决微观粒子问题的能力．考查的知识点有：①带电粒子在磁场中的圆周运动问题；②动量守恒定律的应用；③爱因斯坦质能方程．根据题意，Ａ核在衰变过程中释放的核能表现在两个方面：新核及α粒子的动能；另外同时辐射出一个γ光子，这样就会导致衰变过程中发生质量亏损Δｍ．如果算出了Δｍ，问题也就迎刃而解了，为此我们可先计算α粒子和新核的动能．用v 表示衰变后α粒子的速度，根据题意：nXe Sr n U 10136549038102359210++→+nHe H H 10423121+→+R v m Bqv 2= ⑴ 用αE 表示α粒子的动能，则有：221mv E =α ⑵ 由以上两式可解得： mBqR E 2)(2=α ⑶ 用1v 表示剩余核的速度，用M E 表示新核的动能，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因γ光子的动量很小可不予考虑，由动量守恒和动能的定义式可知：mv Mv =1 ⑷ 2121Mv E M =⑸ 由⑶ ⑷ ⑸三式可解得：mBqR M m E M 2)(2⋅= ⑹ 用m ∆表示衰变过程中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程可得： 22222))(()(ch mMc BqR m M c h E E m M ννα++=++=∆ 如果用A M 表示衰变前Ａ核的质量，所以有 2222))((ch mMc BqR m M m M m m M M A ν++++=∆++= 例题２ 太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和氢核、氦核等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是+→+He H e 421142核能，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化理论，若由于聚变反应使太阳中氢核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和氢核组成．⑴为了研究太阳的演化进程，需知道目前太阳的质量Ｍ，已知地球半径Ｒ＝6.4×106ｍ，地球质量ｍ＝6.0×1024kg ，日地中心的距离ｒ＝1.5×1011ｍ，地球表面处的重力加速度ｇ＝10ｍ/ｓ2，１年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量．⑵已知质子质量ｍp ＝1.6726×10-27kg ，He 42核的质量ｍα＝6.6458×10-27kg ，电子质量ｍe ＝0.9×10-30kg ，光速ｃ＝３×10８ｍ/ｓ，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．⑶又已知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒钟通过的太阳辐射能ω＝1.35×10８Ｗ/ｍ２，试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）解析：本题的功能主要考查对物理思想、物理方法的掌握程度，同时也考查了分析能力、运算能力等各方面的素质，涉及到的知识点有：“牛顿运动定律”、“万有引力定律”、“圆周运动”及爱因斯坦“质能方程”等，是一道学科内综合题．⑴估算太阳的质量Ｍ设Ｔ为地球绕太阳运动的周期，则有万有引力定律和牛顿运动定律可知：r T m r Mm G 22)2(π= 地球表面处的重力加速度 2R m Gg = 由以上两式联立解得： gR r T m M 232)2(π= 将题中给出数据代入上式得：Ｍ＝２×1030Kg⑵根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为：ΔＥ＝(4ｍP ＋２ｍe －ｍα)c2 代入数值解得：ΔＥ＝4.2×10-12Ｊ⑶据题中给出的假定，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核反 应的次数为：%104⨯=pm M N 因此太阳在转入红巨星阶段之前总共能辐射出的能量为: Ｅ＝ＮΔＥ设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外辐射的总能量为:Ｅ0＝4πr 2ω 所以，太阳继续保持在主序星的时间为：0E E t = 由以上各式解得： ()ωπα2244241.0r m c m m m M t p e p ⨯-+=将题中所给数据代入，并以年为单位，可得ｔ＝１×1010年＝100亿年．例题３ 原来静止的质量为m 0的原子核Ａ，放出一个α粒子后转变成质量为m 1的原子核Ｂ，该原子核在运动方向上又放出α粒子，而衰变成静止的另一原子核Ｃ．已知α粒子的质量为m α，且假设在全部核反应过程中，没有辐射γ射线，求两个α粒子的动能及最后新核的质量ｍ2．解析：本题的考点主要表现在两个方面，动量守恒定律在微观粒子中的应用；爱因斯坦质能方程．因为原子核Ａ原来处于静止状态，且发生两次α衰变后新核仍处于静止，因此根据动量守恒定律可判断出，先后发生衰变的两个α粒子应具有大小相同、方向相反的动量，因而具有相等的动能．所以只需计算第一个α粒子的动能即可．⑴设发生第一次α衰变后α粒子的速度为v ，Ｂ核的反冲速度为1v ，根据动量守恒有： 11v m v m =α用αE 表示α粒子的动能，用1E 表示Ｂ核的动能，则有： 221mv E =α 211121v m E = 根据题意及爱因斯坦质能方程可得：2101)(c m m m E E αα--=+由以上各式可解得： 12101)(m m c m m m m E +--=ααα ⑵设两次衰变质量总亏损为Δｍ，则根据质能方程有： αE mc 22=∆ 所以： ααααm m m m m m m m m m m m 2)(221101002-+---=-∆-= 思考与拓宽：上题中先后两次α衰变过程中质量亏损相同吗？如果不相同，哪次衰变质量亏损更多一些？［能力提升］Ⅰ知识与技能１．关于原子核能及其变化，下列说法中正确的是（ ）Ａ．核能是原子的核外电子从高能级态向低能级态跃迁时放出的能量Ｂ．使原子核分解为单个核子时一定从外界吸收能量，核子的总质量将增加 Ｃ．使原子核分解为单个核子时一定向外释放核能，核子的总质量将减少Ｄ．以上说法均不对２．关于原子核能及其应用，下列说法中错误的是（ ）Ａ．原子弹是利用聚变反应制造的核武器Ｂ．氢弹是利用热核反应制造的一种核武器Ｃ．实现铀235的链式反应必须使其达到足够的纯度和临界体积Ｄ．太阳内部的进行的核反应是核聚变反应3.我国已经建成的秦川和大亚湾两座核电站利用的是（ ）Ａ．放射性元素衰变放出的能量 Ｂ．人工放射性同位素衰变放出的能量 Ｃ．重核裂变放出的核能 Ｄ．轻核的聚变放出的核能４．关于原子核及核反应，以下说法中正确的是：（ ）Ａ．在原子核中，任意两个核子之间都有核力的作用Ｂ．核聚变时核力表现为引力，核裂变时核力表现为斥力Ｃ．由于核力的作用，使得核子在组成原子核时一定释放能量Ｄ．所有的核变化，都将向外释放核能５．关于重核的裂变和氢核的聚变，下面说法正确的是（ ）Ａ．裂变和聚变过程都有质量亏损，因而都能释放大量核能Ｂ．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加Ｃ．裂变和聚变都需要在极高的温度下进行Ｄ．裂变释放大量核能，聚变需从外界吸收能量６．下面的四个核反应方程中，都有中子释放出来，其中查德威克研究中子的核反应方程是：（ ）Ａ．n P He Al 103015422713+→+ Ｂ．n C He Be 101264294+→+Ｃ．n He H H 10423121+→+ Ｄ．n B He Li 101054273+→+７．一个锂核Li 73受到一个质子的轰击，变成两个α粒子，这一过程的和反应方程式是-______________________，已知一个氢原子的质量是1.6736×10-27Kg ，一个锂原子的质量是11.6505×10-27Kg ，一个氦原子的质量是 6.6466×10-27Kg, 则上述核反应释放的能量为_____________Ｊ（最后结果取两位有效数字）．Ⅱ能力与素质８．静止的镭Ra22686发生α衰变，释放出的α粒子的动能为Ｅ0，假定衰变时能量全部以动能形式释放出去，则衰变过程中总的质量亏损是（ ）Ａ．20c E Ｂ．202c E Ｃ．202224c E Ｄ．20222226cE 9．1956年李政道和扬振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co 6027放射源进行了实验验证．次年李、杨二人为此获得诺贝尔物理奖，Co 6027的衰变方程是：e Az e Ni Co ν++→-016027 其中e ν是反中微子，它的电荷数为零，静止质量可认为是零．⑴Co 6027的核外电子数为_____，上述衰变方程中，衰变产物Ni Az 的质量数A 等于______，核电荷数Z 是________．⑵在衰变前Co 6027核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物NiA z 和e 01-的运动径迹不在一条直线上．如果认为衰变产物只有Ni A z 和e 01- ，那么衰变过程将违背_______守恒定律．10．同学们根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝，地球绕太阳公转的周期、日地间的平均距离、地球表面的温度变化趋势”的问题中，有下列结论：①太阳内部进行着剧烈的热核反应，辐射大量光子，根据2mc E ∆=∆可知太阳质量Ｍ在不断减少②根据2r GMm F =和r mv F 2=可知日、地之间距离ｒ将不断增大，地球环绕速度将减小，环绕周期将增大③根据2rGMm F =和r mv F 2=可知日、地之间距离ｒ将不断减小，地球环绕速度将增大，环绕周期将减小④由于太阳质量Ｍ不断减小，辐射光子的功率将不断减小，辐射到地球表面的热功率也将减小，地球表面的温度将逐渐降低上述结论中正确的是：Ａ．只有① Ｂ．只有 ③ Ｃ．只有①②④ Ｄ．只有③④11．某沿海核电站原子反应堆的功率为104ＫＷ，１ｈ消耗核燃料为8.75ｇ，已知每个铀235裂变时释放出的核能为2×108e Ｖ，煤的燃烧热为3.3×107Ｊ／K ｇ．计算核燃料中铀235所占的百分比，并分析1ｇ铀235全部裂变时释放的能量约等于多少千克煤燃烧所释放的热能．（阿伏伽德罗常数Ｎ0＝6.02×1023个/摩尔）专题四 1．B 2．A 3．C 4．C 5．A 6．B 7 He H Li 4211732→+ 2.8 ×10-12 8．D9．⑴ 27 60 28 ⑵动量 10．C11．［提示］⑴百分比ｎ＝(0.44/8.75)×100％＝５％ ⑵2.5×103K ｇ。
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专题十六光学基础篇考点一光的折射、全反射1.(2021浙江6月选考,12,3分)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。
入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处,空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d。
已知光束a和b间的夹角为90°,则()A.光盘材料的折射率n=2B.光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C.光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度D.光束c的强度小于O点处折射光束OP的强度答案 D2.(2022山东,7,3分)柱状光学器件横截面如图所示,OP右侧是以O为圆心、半径为R的1圆,左4侧是直角梯形,AP长为R,AC与CO夹角45°,AC中点为B。
a、b两种频率的细激光束,垂直AB 面入射,器件介质对a、b光的折射率分别为1.42、1.40。
保持光的入射方向不变,入射点从A 向B移动过程中,能在PM面全反射后,从OM面出射的光是(不考虑三次反射以后的光)()A.仅有a光B.仅有b光C.a、b光都可以D.a、b光都不可以答案 A3.[2021全国甲,34(1),5分]如图,单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0 cm的玻璃板上表面射入。
已知真空中的光速为3.0×108 m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是s≤t<s(不考虑反射)。
答案2.0×1085×10-103√5×10-104.(2022江苏,12,8分)如图所示,两条距离为D的平行光线,以入射角θ从空气射入平静水面,反射光线与折射光线垂直。
求:(1)水的折射率n;(2)两条折射光线之间的距离d。
答案(1)tan θ(2)D·tan θ5.[2022全国甲,34(2),10分]如图,边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面,M为AB边的中点。
在截面所在平面内,一光线自M点射入棱镜,入射角为60°,经折射后在BC边的N点恰好发生全反射,反射光线从CD边的P点射出棱镜。
求棱镜的折射率以及P、C两点之间的距离。
答案√72√3−1 2a6.[2022广东,16(2),6分]一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如图所示。
一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点。
当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束。
已知光在空气中的传播速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v。
c答案√2√227.[2021重庆新高考适应卷,16(2)]将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。
某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置,如图为过装置中心轴线的截面,上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的半球体,下部为导光管,两部分的交界面是PQ。
若只有PQ R范围内的光束平行于PQ射入后,能直接通过PQ面进入导光管(不考虑集光球上方高度h=√32内表面的反射),求该材料的折射率。
答案√3考点二光的波动性1.(2022浙江6月选考,4,3分)关于双缝干涉实验,下列说法正确的是()A.用复色光投射就看不到条纹B.明暗相间条纹是两列光在屏上叠加的结果C.把光屏前移或后移,不能看到明暗相间条纹D.蓝光干涉条纹的间距比红光的大答案 B2.(2022山东,10,4分)(多选)某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象,狭缝S1、S2的宽度可调,狭缝到屏的距离为L。
同一单色光垂直照射狭缝,实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。
下列描述正确的是()图甲A.图乙是光的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,也发生了衍射B.遮住一条狭缝,另一狭缝宽度增大,其他条件不变,图丙中亮条纹宽度增大C.照射两条狭缝时,增加L,其他条件不变,图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D.照射两条狭缝时,若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,P点处一定是暗条纹答案ACD3.(2019北京理综,14,6分)利用图1所示的装置(示意图),观察光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。
下列关于P处放置的光学元件说法正确的是()图2A.甲对应单缝,乙对应双缝B.甲对应双缝,乙对应单缝C.都是单缝,甲对应的缝宽较大D.都是双缝,甲对应的双缝间距较大答案 A4.(2021天津,2,5分)光刻机是制造芯片的核心装备,利用光源发出的紫外线,将精细图投影在硅片上,再经技术处理制成芯片。
为提高光刻机清晰投影最小图像的能力,在透镜组和硅片之间充有液体。
紫外线进入液体后与其在真空中相比() A.波长变短 B.光子能量增加C.频率降低D.传播速度增大答案 A5.(2019浙江4月选考,14,2分)(多选)波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的光的条纹间距。
则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量)()A.这两束光的光子的动量p1>p2B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U1>U2D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1>ΔE2答案BD6.(2021湖北,5,4分)如图所示,由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光,经半反半透镜后分成透射光和反射光,透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。
O是两单色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置。
反射光入射到三棱镜一侧面上,从另一侧面M和N位置出射,则()A.λ1<λ2,M是波长为λ1的光出射位置B.λ1<λ2,N是波长为λ1的光出射位置C.λ1>λ2,M是波长为λ1的光出射位置D.λ1>λ2,N是波长为λ1的光出射位置答案 D综合篇拓展一折射成像1.(2022河北廊坊统考,16)如图所示,井口大小和深度相同的两口井,一口是枯井,一口是水井(水面在井口之下),两井底部各有一只青蛙,则()A.水井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙觉得井口大些,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙觉得井口小些,晴天的夜晚,枯井中的青蛙能看到更多的星星D.两只青蛙觉得井口一样大,晴天的夜晚,水井中的青蛙能看到更多的星星答案 B2.[2019课标Ⅰ,34(2),10分]如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m。
距水面4 m的湖底P点发出的激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin 53°=0.8)。
已知水的折射率为4。
3(ⅰ)求桅杆到P点的水平距离;(ⅱ)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45°时,从水面射出后仍照射在桅杆顶端,求船行驶的距离。
答案(ⅰ)7 m(ⅱ)5.5 m3.[2022湖南,16(2),8分]如图,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。
透明介质的折射率n=2,屏障间隙L=0.8 mm。
发光像素单元紧贴屏下,位于相邻两屏障的正中间。
不考虑光的衍射。
(ⅰ)若把发光像素单元视为点光源,要求可视角度θ控制为60°,求屏障的高度d;(ⅱ)若屏障高度d=1.0 mm,且发光像素单元的宽度不能忽略,求像素单元宽度x最小为多少时,其可视角度θ刚好被扩为180°(只要看到像素单元的任意一点,即视为能看到该像素单元)。
答案(ⅰ)1.55 mm(ⅱ)0.35 mm拓展二光路控制光的色散1.[2020课标Ⅲ,34(2),10分]如图,一折射率为√3的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,∠A=90°,∠B=30°。
一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。
答案22.[2022全国乙,34(2),10分]一细束单色光在三棱镜ABC的侧面AC上以大角度由D点入射(入射面在棱镜的横截面内),入射角为i,经折射后射至AB边的E点,如图所示。
逐渐减小i,E点向时,恰好没有光线从AB边射出棱镜,且DE=DA。
求棱镜的折射率。
B点移动,当sin i=16答案323.[2022河北,16(2)]如图,一个半径为R的玻璃球,O点为球心。
球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出,出射光线AB与球直径SC平行,θ=30°。
光在真空中的传播速度为c。
求:(ⅰ)玻璃的折射率;(ⅱ)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
答案(ⅰ)√3(ⅱ)4√6Rc4.[2021全国乙,34(2),10分]用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。
实验中用A、B 两个大头针确定入射光路,C、D两个大头针确定出射光路,O和O'分别是入射点和出射点,如图(a)所示。
测得玻璃砖厚度为h=15.0 mm;A到过O点的法线OM的距离AM=10.0 mm,M到玻璃砖的距离MO=20.0 mm,O'到OM的距离为s=5.0 mm。
图(a)图(b)(ⅰ)求玻璃砖的折射率;(ⅱ)用另一块材料相同,但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验,玻璃砖的截面如图(b)所示。
光从上表面入射,入射角从0逐渐增大,达到45°时,玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。
求此玻璃砖上下表面的夹角。
答案(ⅰ)√2(ⅱ)15°5.[2021河北,16(2)]将两块半径均为R、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示。
用一束单色光沿半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为θ。
当θ=60°时,A右侧恰好无光线射出;当θ=30°时,有光线沿B的半径射出,射出位置与A的圆心相比下移h。
不考虑多次反射。
求:(ⅰ)半圆柱体对该单色光的折射率;(ⅱ)两个半圆柱体之间的距离d。
答案(ⅰ)2√33(ⅱ)√2ℎ−√22R应用篇模型一全反射的应用模型——光导纤维1.(2021辽宁,4,4分)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路如图所示。
比较内芯中的a、b两束光,a光的()A.频率小,发生全反射的临界角小B.频率大,发生全反射的临界角小C.频率小,发生全反射的临界角大D.频率大,发生全反射的临界角大答案 C2.(2021海南,6,3分)如图,长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ,MN=2NP,其折射率为√2。