第五板块 微专题(二) 光学（课件PPT）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏北京专用）

光学 微专题 (二) 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 2 01 命题视角(一)　 光的折射和折射定律 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(　 ) [自测自评] 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.(2022·浙江1月选考)如图所示，用激光笔照射半圆形玻璃砖圆心O点，发现有a、b、c、d四条细光束，其中d是光经折射和反射形成的。当入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，b、c、d也会随之转动，则(　 ) A．光束b顺时针旋转角度小于Δθ B．光束c逆时针旋转角度小于Δθ C．光束d顺时针旋转角度大于Δθ D．光束b、c之间的夹角减小了2Δθ 答案：B　 解析：设入射光束a的入射角为α，则反射角为α，光束c的折射角为β，光束d的反射角也为β，入射光束a绕O点逆时针方向转过小角度Δθ时，入射角变为α′＝Δθ＋α，由反射定律可知反射角等于入射角，则光束b顺时针旋转角度等于Δθ，A错误； 光束d的反射角变化与光束c的折射角变化相等，则光束d顺时针旋转角度小于Δθ，C错误； 光束b顺时针旋转角度等于Δθ，光束c逆时针旋转角度小于Δθ，则光束b、c之间的夹角减小的角度小于2Δθ，D错误。 3．航天器自主导航是指不依赖外 界支持而在航天器上实时确定自身位置 和速度的一种航天技术，利用的是恒星 的星光通过大气时会向地心方向弯曲的 原理，星光折射的几何关系示意图如图所示。航天器绕地球做匀速圆周运动，从航天器上的星敏感器观测到的出射光线相对于地球的视高为h(视高线与出射光线垂直)，来自恒星的入射光线与折射后的光线形成的夹角称为星光折射角设为α，设星敏感器测得航天器的水平高度角为β(航天器与地心的连线与星光入射方向的夹角)。忽略地球自转，地球的半径为R，地球表面处的重力加速度为g，则(　 ) A．星光通过大气层时，大气层对星光的折射率越来越小 B．以星光入射方向所在平面为参考平面，从航天器上观测到的恒星位置比恒星的实际位置要低 C．图中航天器上实时确定的自身离地高度为(R＋h)cos(α－β)－R 答案：D　 解析：由于星光通过大气时会向地心方向弯曲，越靠近地球表面，星光偏折程度越大，所以星光通过大气层时，大气层对星光的折射率越来越大，A错误； 从航天器上观察到恒星的位置在出射光线的反向延长线上，以星光入射方向所在平面为参考平面，观测到的恒星位置比恒星的实际位置要高，B错误； (1)tan θ的值； (2)B位置到水面的距离H。 解析：(1)设小球初速度为v0，到达水面时竖直方向速度为vy，运动时间为t，位移方向与水面夹角为β，由平抛运动规律有 [系统知能] (2)折射率与入射角的大小无关，与介质的密度无关，光密介质不是指密度大的介质。 (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·湖南高考改编)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]　B [微点拨] 1．发生全反射现象的条件： (1)光从光密介质射入光疏介质。 (2)入射角大于或等于临界角。 题点2　光路的判断与控制 [例2]　(2023·湖北高考)如图所示，楔形玻璃的 横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源S到顶 点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的 折射角为45°。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为(　 ) [答案]　C [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