专题12 光学-【鼎力同步】2022-2023年高二物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练（人教版2019）

高二物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练 专题12 光学 特训专题 特训内容 专题1 光的折射定律和全反射（1T—6T） 专题2 光的干涉（7T—12T） 专题3 光的衍射和光的偏振（13T—18T） 专题4 测定玻璃的折射率（19T—21T） 专题5 用双缝干涉测光的波长（22T—24T） 【典例专练】 1、 光的折射定律和全反射 1．高速公路上标志牌使用的“回归反光膜”有两种。如图所示，一种是用球形的反射元a制成，入射光线以入射角射入玻璃珠，此后光线在球内发生反射，再次折射回空气的光线恰好和入射光线平行.另一种是用截面为等腰直角三角形的反射元制成，入射光线垂直射入三角形反射元，此后光线刚好在三角形内能发生全反射，两次全反射后射回空气的光线恰好和入射光线平行，则反射元与反射元的折射率之比为（　　）    A． B． C． D． 2．如图所示直光导纤维的长度为L，某种频率的光在其中的折射率为n，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在介质界面多次全反射的光线用时较长。已知光在真空中的传播速度为c，当一个光脉冲（各个方向）从光纤中输入，其输出端的光脉冲的传播时间差的最大值为（　　）    A． B． C． D． 3．如图所示，在第十四届中国航展上空，歼-20穿云破雾、呈现了驾“七彩祥云”的壮观景象。因为飞机的发动机喷出高温尾流会使得飞机周围的空气经过机翼后膨胀降温，在飞机表面形成一层水雾。阳光照射到水雾上，由于不同颜色的光折射率不同，就会形成七彩光芒。如下右图所示，将原理简化并作出光路图。已知a光与界面的夹角为。b光的折射率为，b光与法线的夹角为，光在空气中的传播速度为c，水雾半球的半径为R。（　　）    A．a光在水雾半球中的传播时间为 B．a光光子的能量比b光光子的能量小 C．若两种光从水中射向空气，a光的临界角较小 D．若a光是蓝色光的话，b光可能是紫色光 4．如图1是激光从一般透明物质（）射向空气的光路图，如图2是同一激光从负折射率透明物质（）射向空气的光路图，两种物质的折射光线颜色相同，下列说法正确的是（　　） A．光从负折射率材料射出时折射光线与入射光线位于法线同一侧 B．负折射材料依然符合折射定律，但折射角取负值 C．光在负折射率材料中传播速度有可能大于光在真空中的速度 D．光从负折射率材料进入空气，光的频率会发生变化 5．如图所示为一个边长为的实心透明正立方体，在正立方体中心O点放置一个红色点光源，该点光源发出的部分光通过透明正立方体折射出来。已知该单色光在透明正立方体材料中的折射率为（不考虑光线在正立方体内的反射，为真空中的光速）。对该光现象的描述正确的是（　　） A．红色光从正立方体表面射出后光子能量减小 B．有光线射出的区域占正立方体表面积的 C．从立方体表面直接射出的光线在正立方体内经过的最长时间为 D．若把红色点光源换成蓝色点光源，正立方体表面有光线射出的面积变小 6．如图所示，一个半径为R的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心O的正下方处有一点光源S，已知水的折射率。 （1）求沿圆木板边缘射出的折射光线的折射角的正弦值； （2）若要在水面上方观察不到点光源S所发出的光，则应将点光源S至少竖直向上移多大的距离？ 【模型方法总结】 1．对折射率的理解 (1)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)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。 (3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。 2．应用光的折射定律解题的一般思路 (1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。 (2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。 (3)注意在折射现象中，光路是可逆的。 3.光的折射和全反射问题的解题要点 两个技巧 四点注意 (1)解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件： ①光必须从光密介质射入光疏介质； ②入射角大于或等于临界角。 (2)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符。 (1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。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)光的反射、折射和全反射现象，光路均是可逆的。 (4)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。 4．各种色光的比较分析 颜色