专题12 光学-2020年高考物理二轮专题过关增分攻略

2020年物理二轮专题过关宝典 专题十二：光学 【知识回扣】 1．对折射率的理解 (1)公式n＝中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。 (2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。 (3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。 (4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。 (5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 (6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝。 2.各种色光的比较 颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率ν 低―→高 同一介质中的折射率 小―→大 同一介质中速度 大―→小 波长 大―→小 临界角 大―→小 通过棱镜的偏折角 小―→大 3.全反射 (1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。 (2)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。 (3)在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的。 4. 亮暗条纹的判断方法 (1)如图所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现亮条纹。 (2)光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)时，光屏上出现暗条纹。 条纹间距：Δx＝λ，其中l是双缝到光屏的距离，d是双缝间的距离，λ是光波的波长。 5．干涉现象的应用 (1)薄膜干涉：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。 光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹。 （2）干涉法检查平面的平整程度：如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 【热门考点透析】 考点一 光的折射定律 1. (2015·安徽卷，18)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(　　) A. B． C. D． 2.（河南省濮阳一中2019届模拟）如图所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于空气中的矩形玻璃砖上，若光线在玻璃砖内不重叠，当它们从玻璃砖的下表面射出(　　) A．若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于d B．若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于d C．若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于d D．若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d 3.(2017·高考全国卷Ⅰ)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。 4.（2019·新课标全国Ⅰ卷）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sin53°=0.8）。已知水的折射率为 。 （1）求桅杆到P点的水平距离； （2）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，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离。 【增分攻略】 解决光的折射问题的一般方法： （1）根据题意画出正确的光路图。 （2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。 （3）利用折射定律建立方程进行求解。 考点二 全反射、光的色散 1．（2019·辽宁省沈阳市校级月考）一束红光和一束紫光以适当的角度射向玻璃砖，玻璃砖为半圆形，如图所示，红光与紫光出射光线都由圆心O点沿OC方向射出，则（ ） A．AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少 B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长 C．AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长 D．AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少 2. (2017·海南卷，16(1))如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置，一细光束从空气中以某一角度θ(