第一部分 专题五 第13讲 光学-【衡中学案】2025年高考物理二轮总复习学案

$% .$ % 1 '!质点?通过的路程为E " $ % 1 A4($ "1& ,)!后&%9 .! ! 8 1 $&%9 .$ " 4 '!由于质点?不是从 最大位移处或平衡位置处开始振动!则通过的路程E 1 C ($1& ,)!所以!再经过%%9 .质点?通过的路程E$E " 6E 1 C"4& ,)!故#错误#根据+同侧法,可知!2质点向 <轴正方向运动!,质点向<轴负方向运动!则2质点比 ,质点先到达波峰!故*正确#人若加快抖动轻绳!则波 的振动频率变大!波速不变!根据 , $ 7 : 可知!波长变 小!即两个相邻波峰之间的距离变小!故0错误" 1%#0!根据质点5的振动图像可知!8$&时刻!质点5在 平衡位置向上振动!结合波形图可知!波的传播方向为 $轴正方向!选项/错误#该波的波长为 , $+ )!周期' $&%1 .!则波速大小为7$, ' $4& )(.!选项#正确#结 合波形图可知8 1 $ A , 6 " 4 , 7 $ +A 61 4& .$ 4A 6" 1& .&A $&! "!1!%)'!选项*错误#从8 " $&时刻起!质点?第一次 到达波峰处所需要的时间为 ! 8$ ! $ 7 $ @ 6" 4& .$ &%"<9 .!选项0正确" 故选#0" 题型4 真题研究 !#!根据图像可知8$4 .时/点开始向上振动!故此时 一列波传播到/点!起振方向向上!8$< .时波形开始 改变!说明另一列波传播到/点!此时两列波平衡位置 都传到/点!第一列波使/点向下振动!之后振幅减 小!则此时/点振动减弱!可知此时第二列波使/点向 上振动" D " %D 1 到/的距离之差为@ )!由图可知两列 波传到/点的时间差为% .!根据7$!$ ! 8 可得波速为7$ @ % )(.$1 )(.!故波长为 , $7'$4 )!故/错误#根据 前面分析可知两列波刚传到/点时均使/点向上振 动!故两列波的起振方向均沿$正方向!故#正确#两列 波频率相等!在平面内能产生干涉现象!故*错误#由 8$4%9 .和8$<%9 .时的位移知第一列波的振幅为 % ,)!第二列波的振幅为( 1 $% ,)>" ,)$1 ,)!故0 错误" 对点训练 "%*!由题意可知两列波的波速相同!所以相同时间内传 播的距离相同!故两列横波在$$""%& )处开始相遇! 故/%#错误#甲波峰的坐标为$ " $9 )!乙波峰的坐标 为$ 1 $"@ )!由于两列波的波速相同!所以波峰在$.$ 9 )6 "@ >9 1 )$"&%9 )处相遇!故*正确!0错误" 1%/!根据反射信号图像可知!超声波的传播周期为'$ 1 A"& >< .!又波速7$@ %&& )(.!则超声波在机翼材料 中的波长 , $7'$"%1@ A"& >% )!结合题图可知!两个反 射信号传播到探头处的时间差为8$"%9 A"& >@ .!故两 个反射信号的路程差1* $7 ! 8$;%49 A"& >@ )$ "9 1 , !解 得* $4%<19 ))!两个反射信号在探头处振动减弱!/ 正确" 第"%讲!光学 题型" 真题研究 ! 槡% > % % ) #解析$!由题意做出光路图如图所示%光线垂直于0> 方向射入%根据几何关系可知入射角为49:)由于棱镜 折射率为槡1 %根据A $.23 P .23 @ %有.23 @$" 1 %则折射角为 %&:) / 0/+$@&:%因为 / 0$49:%所以光在0>面的入 射角为 ! $;&:>!"+&:>@&:>49:" $"9:%根据反射定 律可知 / /+($1 ! $%&:%根据几何关系可知 / 0(+$ %&:%即 - /(+为等腰三角形%则/+ (+ $ 槡% % %又因为 - 0+/与 - >(+相似%故有0/ (> $ /+ (+ %由题知(0$(> $)%联立可得0/$槡% % (>$ 槡% % )%所以/到(点的距离 为$$/($)>0/$ 槡% > % % )$ 对点训练 !#!根据几何关系画出光路图! 如图所示!标注入射角 ! " !折射 角 ! 1 !根据折射定律可得A $ .23 ! " .23 ! 1 $ $ ; $ + ,) ; !若; $4 ,)! 则A $1!故/错误#若; $@ ,)! 则A $4 % !故#正确#若A $9 4 !则; $9 %1 ,)!故*错误# 若A $% 1 !则; $"@ % ,)!故0错误 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & " (&&#( 题型1 真题研究 ! " 槡槡4 >1 1 #解析$!如图%画出光路图%可知 .23 $ .23 - $A 槡$ % %设临界角为>%得 .23 >$ " A $ 槡% % %,-.>$ 槡@ % %根据 $ $ - 6>可得.23!- 6>" .23 - 槡$ % %解 得783 - $ " 槡% > 1 %故可得.23 - $ " 槡槡"1 >@ 1 %故可知; 6 $.23 $ 槡$%.23 - $ "槡槡4 >1 1 $ 对点训练 "%*!如图所示!根据几何关系 可知光线在?5界面的入射角 为>$@&:!根据全反射的临界 条件可得.23 >$" A !解得A $ 槡1 % % !故选*" 1%#!为使光能从玻璃丝的(0端面传播到另一端面!则 光在光导纤维内发生全反射!光路图如图所示!根据折 射定律有A $.23 ! .23 @ !A $ " .23 > !>6@$;&:!联立可得.23 ! $ A 1槡>" !入射角!越小!则在上下表面越容易发生全 反射!所以应该满足.23 ! C A 1槡>" !故选#" 题型% 真题研究 "%*!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!形成干涉条纹!光 程差为两块玻璃距离的两倍!根据光的干涉知识可知! 同一条干涉条纹位置处光的波程差相等!即滚珠8的直 径与滚珠O的直径相等!即滚珠O合格!不同的干涉条 纹位置处光的波程差不同!则滚珠8的直径与滚珠,的 直径不相等!即滚珠,不合格" 故选*" 1%/0!根据平面镜成像对称性可知光源D与平面镜中的 虚像距离为19!根据条纹间距公式可知 ! $$ ) * , $ ) 19 , !故/正确!#错误#若将整套装置完全浸入折射率为 A的蔗糖溶液中!光的频率不变!根据 , :$K!7$ , " :$ K A !其中K为在真空中的光速!则 , " $ , A !故*错误#若 将整套装置完全没入某种透明溶液中!光屏上相邻两 条亮条纹的中心间距为 ! $!根据条纹间距公式有 ! $$ ) 19 , 1 !可得 , 1 $ 19 ! $ ) !结合*选项的分析可知 , 1 $ 19 ! $ ) $ , A !所以A $ ) 19 ! $ , !故0正确" 故选/0" 对点训练 "%0!立体影院的特殊眼镜是利用了光的偏振!其镜片为 偏振片!用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕! 左镜片明亮!右镜片暗!可知两镜片的透振方向相互垂 直!因此将手机屏幕旋转;&度后左镜片变暗!右镜片变 亮" 故选0" 1%#!甲%乙图样均为单缝衍射图样!单缝和条纹平行!故 /错误#甲图中心的亮条纹更宽!可知其对应的单缝更 窄!故#正确#丙图为双缝干涉实验图样!相邻两亮条 纹的中心间距与相邻两暗条纹的中心间距相等!故* 错误#绿光的波长比红光短!则相邻两亮条纹的中心间 距小!故0错误" 题型4 真题研究 !/#*!根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的 折射角为@&:!故折射率为A $.23 @&: .23 %&: 槡$ % !故/正确# 设临界角为>!得.23 >$" A $ " 槡% C " 槡1 !故>C49:!故若 ! $49:!会发生全反射!光线K消失!故#正确#由于光 线L为反射光线!反射角等于入射角!故当入射光9变 为白光!光线L为白光!故*正确#对同种介质!紫光的 折射率比红光大!故若入射光9变为紫光!折射角将变 大!光线L和K不会垂直!故0错误" 故选/#*" 对点训练 !/!由题图可知!太阳光射入六角形冰晶时!9光的偏折 角小于L光的偏折角!由折射定律可知!六角形冰晶对 9光的折射率小于对L光的折射率!由7$K A !知L光的 传播速度较小!故/正确#由9光的折射率小于L光的 折射率!可知9光的频率小于L光的频率!所以9光的 波长大于L光的波长!根据 ! $$ 2 * , 可知!9光相邻条 纹间距较大!故#错误#9光的折射率较小!由临界角公 式.23 >$" A 可知!9光的临界角较大!故*错误#光的 衍射中!波长越长!中央亮条纹越宽!故9光的中央亮条 纹更宽!故0错误" 故选/ & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & " ('&#( "!"$($&#江西卷%如图",#所示$利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷% 在某次检测实验中$入射波为连 续的正弦信号$探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号$分别如图"D#!"<#所示% 已知超声波在 机翼材料中的波速为/ %(( +=6% 关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度@$下列选项正确 的是 "!!# >!振动减弱(@ #&!0$' ++ @!振动加强(@ #&!0$' ++ A!振动减弱(@ #5!&' ++ B!振动加强(@ #5!&' ++ 温馨提示(复习至此!请做练案""0#% 第"%讲!光学 "!知识体系 $!光的波动性 ""#光形成稳定干涉的条件)两光源频率相等$相位差恒定% "$#两列光波发生稳定干涉现象时$光的频率相等$相位差恒定$条纹间距 # $# , @ + % "%#发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小% !光的折射和全反射题型的分析思路 ""#确定要研究的光线$有时需根据题意$分析!寻找临界光线!边界光线为研究对象% "$#找入射点$确认界面$并画出法线% "%#明确两介质折射率的大小关系% ! 若光疏 $ 光密)一定有反射光线和折射光线% " 若光密 $ 光疏)如果入射角大于或等于临界角$一定发生全反射% "&#根据反射定律!折射定律列出关系式$结合几何关系$联立求解% !(' !" " ¨2©] !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !! "$($%#新课标全国卷%如图$一折射率为槡$的棱镜的横截面为等腰直角三角形 . 4*2$4*#42#,$*2边所在底面上镀有一层反射膜% 一细光束沿垂直于*2方 向经4*边上的:点射入棱镜$若这束光被*2边反射后恰好射向顶点4$求:点 到4点的距离% !"$($&#重庆卷%某同学设计了一种测量液体折射率的方案% 容器过中心轴线的剖 面图如图所示$其宽度为"/ <+$让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中 心% 调整入射角$当反射光与折射光垂直时$测出竖直器壁上的反射光点与液体表 面的距离B$就能得到液体的折射率.% 忽略气壁厚度$由该方案可知 "!!# >!若B #& <+$则. #槡% @!若B #/ <+$则. #& % A!若. #' & $则B #"( <+ B!若. #% $ $则B #' <+ !" $ ¨2ª«] !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !! "$($&#全国甲卷%一玻璃柱的折射率. #槡% $其横截面为四分之一圆$圆的半径为<$如 图所示% 截面所在平面内$一束与4*边平行的光线从圆弧入射% 入射光线与4*边的 距离由小变大$距离为B时$光线进入柱体后射到*2边恰好发生全反射% 求此时B与 <的比值% !(( !!"$($&#海南卷%一正三角形3DE玻璃砖$某束光线垂直3D射入$恰好在DE界面 发生全反射$则玻璃砖的折射率 "!!# >!槡$ @!槡% A! $槡% % B!$ "!"$($&#山东威海二模%光导纤维"可简化为长玻璃丝#示意图如图所示$其折射率为.$4*代表端面$为使 光能从玻璃丝的4*端面传播到另一端面$光在端面4*上的入射角 " 应满足的条件是 "!!# >!678 " F . $槡2" @!678 ") .$槡2" A!678 " F . $槡2" . B!678 " ) . $槡2" . !" % ¨2 ¡^ ¢]@¬ž­® !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !!!"$($&#山东卷%检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示$将标准滚 珠,与待测滚珠D!<放置在两块平板玻璃之间$用单色平行光垂直照射平 板玻璃$形成如图乙所示的干涉条纹% 若待测滚珠与标准滚珠的直径相等 为合格$下列说法正确的是 "!!# >!滚珠D!<均合格 @!滚珠D!<均不合格 A!滚珠D合格$滚珠<不合格 B!滚珠D不合格$滚珠<合格 "!"多选%"$($&#广西卷%如图$J为单色光源$J发出的光一部分直接照在光屏上$ 一部分通过平面镜反射到光屏上% 从平面镜反射的光相当于J在平面镜中的虚像 发出的$由此形成了两个相干光源% 设光源J到平面镜和到光屏的距离分别为5 和,$5 * ,$镜面与光屏垂直$单色光波长为 + % 下列说法正确的是 "!!# >!光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为, $5 + @!光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为, 5 + A!若将整套装置完全浸入折射率为.的蔗糖溶液中此时单色光的波长变为. + B!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 # $$则该液体的折射率 为, $5 # $ + !!"$($&#江苏卷%用立体影院的特殊眼镜去观看手机液晶屏幕$左镜片明亮$右镜片暗$现在将手机屏幕旋 转5(度$会观察到 "!!# >!两镜片都变亮 @!两镜片都变暗 A!两镜片没有任何变化 B!左镜片变暗$右镜片变亮 !() "!"$($&#甘肃武威模拟%用红光分别照射不同的单缝和双缝$所形成的图样分别如图甲!乙!丙所示% 下列 说法正确的是 "!!# >!甲!乙图样中的单缝可能与亮条纹垂直 @!甲图中的单缝比乙图中的单缝窄 A!丙图中相邻两亮条纹的中心间距与相邻两暗条纹的中心间距可能不相等 B!若仅将丙图对应实验中的红光换为绿光$则相邻两亮条纹的中心间距将变大 !" & ¯°¨0n±c¨02fg;< "!含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质$由于介质对不同色光的折射率不同$各种色光的偏折程度 不同% $!各种色光的比较 颜色 红橙黄绿蓝靛紫 频率G 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 !!!!!!!!!! !!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!! !!"多选%"$($&#甘肃卷%如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面$一束红光5 从空气沿半径方向入射到圆心3$当 " #%(9时$反射光6和折射光7刚好垂直% 下 列说法正确的是 "!!# >!该材料对红光的折射率为槡% @!若 " #&'9$光线7消失 A!若入射光5变为白光$光线6为白光 B!若入射光5变为紫光$光线6和7仍然垂直 !"$($&#天津模拟%如图所示$每年夏季$我国多地会出现日晕现象$日晕是日光通过卷层云时$受到冰晶 的折射或反射形成的$如图所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图$5!6为其折射出的光线中的 两种单色光$下列说法正确的是 "!!# >!在冰晶中$6光的传播速度较小 @!通过同一装置发生双缝干涉$5光的相邻条纹间距较小 A!从同种玻璃中射入空气发生全反射时$5光的临界角较小 B!用同一装置做单缝衍射实验$6光中央亮条纹更宽 温馨提示(复习至此!请做练案""4#% !(*