第五板块 微专题(四) 光学(选修3-4)（课件PPT）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

微专题 (四)　 光学(选修3－4) 01 02 03 目 录 命题视角(一)　光的折射和折射定律 命题视角(二)　全反射现象及色散 命题视角(三)　光的干涉、衍射和偏振 04 命题视角(四)　光学实验的考查 2 01 命题视角(一)　光的折射和折射定律 [自测自评] 1．(2023·江苏高考)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是(　 ) 答案：A 解析：由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，即光线由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角，画出光路图如图所示，则从高到低θ下逐渐减小，则光线应逐渐趋于竖直方向。故选A。 2．(2023·全国甲卷)(多选)等腰三角形△abc为一棱镜的横截面，ab＝ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是(　 ) A．甲光的波长比乙光的长 B．甲光的频率比乙光的高 C．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大 D．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 E．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大 答案：ACE　 (1)tan θ的值； (2)B位置到水面的距离H。 (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。 (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。 2．解决光的折射问题的思路 (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，要注意入射角、折射角均以法线为标准。 (3)利用折射定律、折射率公式求解。 (4)注意在折射现象中光路是可逆的。 02 命题视角(二)　全反射现象及色散 题点1　全反射现象的理解 [例1]　(2023·湖南高考)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是(　 ) [答案]　BC 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 [解析]　当两种频率的细激光束从A点垂直于AB面入射时，激光沿直线传播到O点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去。 保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，如图可知，激光沿直线传播到CO面经反射向PM面传播，根据图像可知，入射点从A向B移动过程中，光线传播到PM面的入射角逐渐增大。 当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM面的P点，此时光线在PM面上的入射角最大，设为α，由几何关系得α＝45°。 [答案]　A [微点拨] 分析全反射问题的基本思路 (1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质。 (2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否发生全反射现象。 (3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识进行推断和求解相关问题。 (4)折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量，是联系各物理量的桥梁，应熟练掌握跟折射率有关的所有关系式。 题点3　光的色散现象 [例3]　(多选)如图所示，一束复色光经三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光，用这四种单色光分别照射金属钾板，其中c光恰好可从金属钾板上打出光电子；也可以用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是(　 ) A．d光的频率最高 B．d光在棱镜中的折射率最小 C．a光产生的干涉条纹宽度最大 D．a光打出的光电子的遏止电压最大 [答案]　BD [微点拨]　各种色光光学性质对比 [自测自评] 1．(2022·浙江6月选考)如图所示，王亚平在天宫课堂上演示了水球光学实验，在失重环境下，往大水球中央注入空气，形成了一个空气泡，气泡看起来很明亮，其主要原因是(　 ) A．气泡表面有折射没有全反射 B．光射入气泡衍射形成“亮斑” C．气泡表面有折射和全反射 D．光射入气泡干涉形成“亮斑” 答案：C 解析：当光从水中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象；还有一部分光折射到内壁然后再折射出去，所以水中的空气泡看起来比较亮。 2．(多选)如图所示，两束单色光a、b平行三棱镜底边BC射向AB面，经三棱镜折射后，汇聚于一点P。下列说法正确的是(　 ) A．两种单色光的频率fa>fb B．在三棱镜中的波长λa>λb C．光子动量pa>pb D．衍射实验时，a光的衍射现象比b光明显 答案：AC 3．(2022·全国甲卷)如图，边长为a的正方形 ABCD为一棱镜的横截面，