专题03 光（期中复习课件）高二物理下学期人教版

专题03 光 高二年级物理下学期 期中复习大串讲 人教社版 明•期中考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 明•期中考情 第一部分 明•期中考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 2 核心考点 复习目标 考情规律 光的折射定律与折射率 能熟练应用折射定律公式n=sinθ₁/sinθ₂或n₁sinθ₁=n₂sinθ₂进行角度或折射率的计算。 基础必考点。常以选择题形式考查公式的直接应用或结合简单几何关系计算。易错点：忽视光路可逆性。 折射率的决定因素与色散 能比较不同色光（如红、紫光）在同一介质中的折射率、波长、波速、临界角大小，并能解释色散现象。 高频易错点。常以选择题形式出现。关键规律：频率越高，折射率越大，介质中波速越小，临界角越小，偏折越厉害。 全反射现象与临界角计算 能准确判断全反射是否发生，并能应用公式sinC=1/n计算临界角。 核心计算考点。常结合具体介质（如水、玻璃）考查临界角的计算或作为综合问题的关键一步。 核心考点 复习目标 考情规律 几何光学典型模型分析 能准确画出光路图，并综合运用折射定律、全反射条件及几何关系，解决平行玻璃砖、三棱镜、半圆形玻璃砖等模型中的光路、侧移、时间问题。 综合难点与高频压轴点。常见于计算题，考查建模能力和数学工具（三角函数、相似三角形）的应用。命题趋势：模型组合化（如三棱镜+半球）。 光的干涉（双缝、薄膜） 能阐述双缝干涉条纹间距公式Δx=(L/d)λ，并能分析L、d、λ变化对条纹的影响；能解释薄膜干涉（如增透膜）的原理。 重点现象与规律考点。选择题常考查条纹变化判断和现象解释。易错点：混淆干涉与衍射图样；记错Δx公式中各物理量的影响。 光的衍射与偏振 能区分干涉、衍射和偏振现象，并能说明明显衍射的条件及偏振现象的应用（如液晶屏、相机滤光）。 概念理解与应用考点。常以选择题形式进行现象判断。易错点：认为衍射图样都是明暗相间的条纹。 核心考点 复习目标 考情规律 实验：测定玻璃的折射率 能阐述“插针法”实验原理，能根据光路图计算折射率，并能分析操作误差（如入射角过大或过小）。 重要实验考点。考查对折射定律的实践应用和误差分析能力。 实验：用双缝干涉测量光的波长 能阐述实验原理λ=(d/L)Δx，掌握仪器调节步骤（单缝与双缝平行），并能用累积法测量条纹间距Δx。 重要实验考点。考查对波动性实验的仪器操作、数据处理和原理理解。 记•必备知识 第二部分 明•期中考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 光的折射定律　折射率 知识点01 折射定律 ①内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 ②表达式： n＝ 。 ③在光的折射现象中，光路是可逆的。 光的折射定律　折射率 知识点01 折射率 ①折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。 ②定义式：n＝ 。 ③计算公式： ，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 ④当光从真空(或空气)斜射入某种介质时，折射角小于入射角；当光由介质斜射入真空(或空气)时，折射角大于入射角。 对折射率的理解 (1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定，由n＝ 定义和计算，与入射角、折射角无关。 (2)由 可计算光的折射率，n是光从真空射入某种介质的折射率。对两种介质来说，若n1>n2，则折射率为n1的称为光密介质，折射率为n2的称为光疏介质。 (3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf和判断。 (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。 全反射　光导纤维 知识点02 全反射定义 光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的现象。 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。 临界角： 折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝ 。介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。 光导纤维： 光导纤维的原理是利用光的全反射，如图所示。 光的干涉 知识点03 定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且亮纹和暗纹互相间隔的现象叫作光的干涉现象。 条件：两列光的频率相等，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象。 薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的。图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同。 双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是相同的相干光，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹。如图所示，相邻的亮条纹(或暗条纹)之间的距离Δx与波长λ、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为。 光的衍射 知识点04 发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。 泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。 项目 单缝衍射 圆孔衍射 单色光 中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小 中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小；亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而减小 白光 中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光 中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环 单缝衍射和圆孔衍射图样的比较 光的偏振 知识点05 自然光： 包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 偏振光： 在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 偏振光的形成: ①让自然光通过偏振片形成偏振光。 ②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 光的偏振现象说明光是一种横波。 破•重难题型 第三部分 明•期中考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 折射定律和折射率 题型一 解｜题｜技｜巧 牢记折射定律，明确入射角、折射角均以法线为基准。 折射率，介质折射率越大，光速越小，偏折程度越大。 光路可逆，可反向分析简化计算。 画光路图时先作法线，再确定角度关系 【典例1】如图，一束单色光从厚度均匀的玻璃砖上表面点射入，在下表面点反射的光线经上表面点射出，出射光线相对入射光线偏转，已知、、三点连线组成等边三角形，则该玻璃砖的折射率为() A. B. C. D. 【答案】C 【解答】出射光线相对入射光线偏转，入射角； 又、、三点连线组成等边三角形，则折射角， 折射率，故C正确，ABD错误。 故选：。 【变式1】如图所示为某种透明材料制成的棱镜的截面图，该截面为半径为的扇形，为弧面上的点，为圆心，的延长线为图中的虚线，点到的距离为。一细光束由点沿平行于的方向射入棱镜，光束从上的点图中未画出射出棱镜时，出射光线与连线平行。已知光在真空中的传播速度为。求： 该材料的折射率； 光束从点射入至光束射到虚线上点图中未画出所经过的时间。 【答案】作出光路图如图所示 根据几何关系有， 解得 根据光路可逆原理有 由于 解得 则该材料的折射率 解得 根据折射率与光速关系有 光在棱镜中传播的距离 光在棱镜中传播的时间 长度 光沿传播的时间 光束从点射入至光束射到虚线上点的时间 解得 全反射　光导纤维 题型二 解｜题｜技｜巧 牢记全反射条件：光从光密介质射向光疏介质，且入射角≥临界角。 临界角公式：，先求临界角再判断是否全反射。 光导纤维利用多次全反射传输光信号，内芯折射率大于外套。 画光路时先找界面与法线，判断入射角与临界角大小关系。 【典例1】直角棱镜的折射率，其横截面积如图所示，图中，截面内一细束与边平行的光线，从棱镜边上的点射入，经折射后射到边上。 光线在边上是否会发生全反射？说明理由； 不考虑多次反射，求从边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。 25 【答案】解：光路图如图所示： 设光线在点的入射角为，折射角为，折射光线射到边的点， 射光线在点的入射角为，根据几何关系有 根据题中所给数据 即大于全反射的临界角，因此光线在边上会发生全反射； 设光线在边上的点射出棱镜，光线的入射角为，折射角为，根据几何知识、反射定律以及折射定律有 联立解得： 根据几何知识可知，即为边射出的光线与最初的入射光线的夹角。 【变式1】光纤通信有传输容量大、传输衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点，我国的光纤通信起步较早，现已成为技术先进的几个国家之一，如图甲是光纤的示意图，图乙是光纤简化示意图内芯简化为长直玻璃丝，外套简化为真空，玻璃丝长为，折射率为，、代表端面，光从端面以某一入射角进入玻璃丝，在玻璃丝内部恰好发生全反射，知光在真空中传播速度为，下列选项正确的是() A.内芯相对于外套是光疏介质 B. C.光在玻璃丝中传播的速度为 D.光在玻璃丝中从端面传播到端面所用的时间为 【答案】D 【解析】A.内芯相对于外套是光密介质，故A错误； B.由题目描述，不是临界角，故B错误； C.如图临界角为，设光在玻璃丝中传播速度为，则 解得故C错误； D.由题描述可知，光进入玻璃丝内部后，在点恰好发生全反射，光在玻璃丝中传播的路程为 传播的时间为 解得 故D正确。 故选D。 光的折射与全反射综合问题 题型三 解｜题｜技｜巧 先画光路图，标出法线，分清光疏/光密介质。 先用折射定律计算角度，再判断是否满足全反射条件。 临界角公式，比较入射角与临界角确定光路。 多界面问题逐次分析，利用光路可逆简化计算。 【典例1】如图所示，直角三角形是一玻璃砖的横截面，，，一束单色光从边上的点射入玻璃砖，入射角为，，折射光恰好射到玻璃砖边的中点，已知光在真空中的传播速度为求： 玻璃砖的折射率； 该光束从边上的点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间。 【答案】解：作出光路图，如图所示，过点的法线是三角形的中位线，由几何关系可知为等腰三角形，， 由几何知识可知光在边折射时折射角为， 所以玻璃砖的折射率为； 设临界角为，有，可解得， 由光路图及几何知识可判断，光在边上的入射角为，大于临界角，则光在边上发生全反射．光在边的入射角为，小于临界角，所以光从第一次射出玻璃砖，根据几何知识可知， 则光束从边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需要的时间，而，可解得。 【变式1】一底面半径为的半圆柱形透明体，横截面如图所示，表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从边上的点以为界面以的入射角入射，该束光线进入半圆形透明体后第一次到达圆弧面的位置与点的距离为，求： 该透明体的折射率； 该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间已知真空中的光速为，计算结果用、表示。 【答案】解：由折射定律知 其中 解得 临界角 在点入射角为，发生全反射，水平反射到点，再次发生全反射，最终从点射出，， 解得 光的干涉现象 题型四 解｜题｜技｜巧 干涉条件：两光源频率相同、相位差恒定、振动方向一致。 双缝干涉：相邻亮纹间距公式，波长越长，间距越大。 薄膜干涉：由前后表面反射光叠加而成，常见于增透膜、牛顿环。 亮纹位置：光程差为波长整数倍；暗纹为半波长奇数倍。 36 【典例1】年，托马斯杨进行了著名的杨氏双缝干涉实验，有力地支持了光的波动说。如图甲所示是双缝干涉实验装置的示意图，某次实验中，利用黄光得到的干涉条纹如图乙所示。为了增大条纹间距，下列做法中可行的是() A.只增大滤光片到单缝的距离 B.只增大双缝间的距离 C.只增大双缝到屏的距离 D.只把黄色滤光片换成绿色滤光片 【答案】C 【解答】由双缝干涉现象中相邻的亮纹间距离表达式：，可知若增大条纹间距，则需增大双缝到屏的距离或光的波长，故C正确，AB错误； D.只把黄色滤光片换成绿色滤光片，则经过单缝的则为绿光，且绿光的波长较小，故条纹间距不会增大，只能减小，故D错误。 故选C。 【变式1】某兴趣小组利用如图所示装置研究光的波动性，处为狭缝片，处为光强传感器，光从的正上方向下射向仅改变一个量，先后在电脑上获得的光强关于位置分布的图像如图中甲、乙所示，下列判断中可能正确的是() A.处为单缝，甲图对应的缝宽小 B.处为单缝，甲图对应的光源频率高 C.处为双缝，甲图对应的双缝间距大 D.处为双缝，甲图对应的距离大 【答案】D 【解析】由甲乙可知，两图为处为双缝时得到的，根据可知，甲图对应的双缝间距小，间距离大，故ABC错误，D正确。 光的衍射 题型五 解｜题｜技｜巧 明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。 单缝衍射图样：中间亮纹最宽最亮，两侧明暗相间、亮度递减。 波长越长，衍射现象越明显、中央亮纹越宽。 区分干涉与衍射：干涉等间距，衍射中间宽、两侧窄。 【典例1】用一束红色激光照射单缝，光屏上出现的现象如图所示，下列关于此现象的描述和操作效果分析，正确的是() A.中央亮条纹的光强最大，两侧亮条纹光强逐渐减弱，这种分布是因为光的干涉造成的。 B.若改用白色光照射单缝，光屏上会出现彩色的衍射条纹，且中央亮条纹为白色。 C.减小单缝宽度，中央亮条纹变窄。 D.增大屏到单缝的距离，中央亮条纹变窄。 【答案】B 【解析】A、用一束红色激光照射单缝，发生的是光的衍射现象，A错误； B、若改用白色光照射单缝，光屏上会出现彩色的衍射条纹，且中央亮条纹为白色，B正确； C、减小单缝宽度，中央亮条纹变宽，C错误； D、增大屏到单缝的距离，中央亮条纹变宽，D错误。 故选B。 43 【变式1】抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述正确的是() A.这里应用的是光的衍射现象 B.这里应用的是光的干涉现象 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 【答案】AD 【解析】由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距变宽，、D正确。 光的偏振 题型六 解｜题｜技｜巧 偏振说明光是横波，纵波无偏振现象。 自然光通过偏振片后变为偏振光，振动方向沿透振方向。 两偏振片透振方向平行时透光最强，垂直时几乎无光。 反射光、折射光可部分偏振，应用于偏振镜、液晶显示等。 【典例1】下列现象能说明光是横波的是() A.光的衍射现象 B.光的折射现象 C.光的偏振现象 D.光的干涉现象 【答案】C 【解析】光的偏振现象是横波的特征。故选C。 47 【变式1】下列有关光学知识的说法正确的是() A.电影技术利用了光的全反射原理 B.光导纤维传输信号利用了光的干涉原理 C.光学镜头上的增透膜利用了光的偏振原理 D.遥远的恒星远离地球时，地球上接收到该恒星的光会变红 【答案】D 【解析】A.电影技术利用了光的偏振原理，选项A错误； B.光导纤维传输信号利用了光的全反射原理，选项B错误； C.光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，选项C错误； D.遥远的恒星远离地球时，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率会变小，则波长变长，地球上接收到该恒星的光会变红，故D正确。 故选D。 几何光学与物理光学的综合应用 题型七 解｜题｜技｜巧 几何光学侧重光路、折射、全反射，画光路图先作法线；物理光学侧重干涉、衍射、偏振。 综合题先判断现象类型：直线传播、折射反射用几何规律，明暗条纹用波动规律。 结合n=sinθ1/sinθ2、临界角公式与干涉条纹公式联立计算。 偏振用于判断横波特性，干涉衍射判断波长与条纹间距。 【典例1】已知在同种介质中，光的波长越短，折射率越大。如图，一束复色光沿半径方向从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心处发生折射，分成了两束单色光、，下列说法正确的是() A.玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率 B.在真空中传播时，光的波长大于光的波长 C.在同一个双缝干涉装置中，光的相邻亮条纹间距较小 D.若此复色光由水中射向空气，逐渐增大入射角，则光先发生全反射 【答案】B 【解析】A.两条光线从玻璃射向真空的过程中，两束光的入射角相同，光偏离原来的方向大，因此光的折射角较大，根据光的折射定律，可知玻璃对光的折射率小于对光的折射率，故A错误 B.光在真空中传播时光的波长大于光的波长，B正确 C.在双缝干涉实验中，条纹间距，可知波长越短，间距越小，因此光的条纹间距比光大，C错误 D.临界角满足，由于水对光的折射率小，因此光的临界角大，光和光以相同的入射角由水中射向空气，若逐渐增大入射角，则光先发生全反射，D错误。 故选B。 【变式1】半圆形玻璃砖在光学中有许多重要应用，可以用来做许多光学实验。如图所示，一束光由半圆形玻璃砖的左侧面沿半径射入，经界面折射后分为、两束光，则下列说法正确的是() A.玻璃对光的折射率大于对光的折射率 B.现将入射光绕点顺时针转动，则光先消失 C.在半圆形玻璃中，光的传播时间大于光的传播时间 D.分别用、光在同一个装置上做双缝干涉实验，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距 【答案】D 【解析】由光路可知，玻璃对光的偏折程度较大，可知玻璃对光的折射率小于对光的折射率，故A错误； B.现将入射光绕点顺时针转动，光线在面上的入射角变大，则折射角变大，因光折射角大于光，可知光先消失，故B错误； C.根据可知光在玻璃里的速度较小，根据可知，光的传播时间小于光的传播时间，故C错误； D.因光折射率较大，则频率较大，波长较短，分别用、光在同一个装置上做双缝干涉实验，根据，可知光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距，故D正确。 故选：。 测量玻璃的折射率 题型八 解｜题｜技｜巧 实验用插针法确定入射、折射光线，先固定玻璃砖再插针定位。 作法线，测入射角、折射角，用计算。 多次改变入射角测量，取平均值减小误差。 作图规范，确保针点共线，光路准确。 【典例1】某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验． 为测量玻璃的折射率，按如图所示进行实验，以下表述正确的一项是。填正确答案标号 A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线和 B.在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点 C.实验时入射角应尽量小一些，以减小实验误差 为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率填“大”或“小” 为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示。保持相同的入射角，测得折射角分别为、，则玻璃和该介质的折射率大小关系为玻璃介质填“”或“”。此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关。 【答案】 大   【解析】在白纸上画出一条直线作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与对齐。用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线和，故A错误； B.在玻璃砖一侧插上大头针、，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，故B正确； C.实验时入射角应尽量大一些，但也不能太大接近，以减小实验误差，故C错误；故选B。 59 由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律 可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大。 根据折射定律可知，玻璃的折射率为 该介质的折射率为 其中 所以玻璃介质 60 用双缝干涉实验测量光的波长 题型九 解｜题｜技｜巧 牢记公式：Δx=Lλ/d，变形得λ=Δx⋅d/L。 用测量头测多条亮纹间距再求平均值，减小Δx的误差。 实验顺序：光源→滤光片→单缝→双缝→光屏，保证同轴等高。 增大波长、屏距，减小缝间距，可使条纹间距变大。 【典例1】某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： 若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可； A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动 C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝 若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长 ； 某次测量时，选用的双缝的间距为，测得屏与双缝间的距离为，第条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为。则所测单色光波长为结果保留位有效数字。 【答案】 【解析】增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，根据相邻亮条纹间的距离为，为减小相邻亮条纹暗条纹间的宽度，可增大双缝间距离或减小双缝到屏的距离；故B正确，ACD错误 故选：； 第条暗条纹到第条暗条纹之间的距离为，则两个相邻明纹或暗纹间的距离 则单色光的波长 将双缝的间距为，测得屏与双缝间的距离为，以及代入公式可得：； 故答案为：；； 过•分层验收 第四部分 明•期中考情 记•必备知识 破•重难题型 过•分层验收 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1.如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光、，波长分别为、，该玻璃对单色光、的折射率分别为、，则() A.， B.， C.， D.， 【答案】B 【解析】由题图可知，光由空气进入三棱镜时，两束单色光的入射角相同，单色光的折射角大于单色光的折射角，根据折射定律可得，折射率越大，频率越大，根据可知，频率越大，波长越小，即，选项B正确。 2.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图是点燃的酒精灯在灯芯上撒些盐，图是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈。将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是() A.当金属线圈旋转时，干涉条纹同方向旋转 B.当金属线圈旋转时，干涉条纹同方向旋转 C.当金属线圈旋转时，干涉条纹同方向旋转 D.干涉条纹保持不变 【答案】D 【解析】在本实验中肥皂液薄膜之所以产生干涉条纹，是因为在重力作用下肥皂液薄膜上薄下厚，前后两面的反射光叠加而互相加强，金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转时，肥皂液薄膜依然保持上薄下厚，干涉条纹保持不变。 3.如图所示，是由某种透明物质制成的圆柱体横截面为圆心，折射率为有一束平行光以的入射角射向柱体的平面，这些光线中有一部分不能从柱体的面上射出，设反射到面的光线全部被吸收，也不考虑面的反射，则圆柱体面上有光线射出的部分占表面的比例为() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】如图所示，从点射入的光线，折射角为，根据折射定律有，解得设从上某位置点入射的光线，折射到弧面上点时，入射角恰好等于临界角，有，代入数据得在中，所以能射出的光线区域对应的圆心角，能射出光线的部分占面的比例为，故选D． 4.如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形为五棱镜的一个截面，。光线垂直边射入，分别在和上发生反射，且两次反射时的入射角相等，最后光线垂直射出。若两次反射均为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是计算结果可用三角函数表示() A. B. C. D. 【答案】A 【解答】设入射到上的入射角为，因为在和上发生反射，且两次反射的入射角相等，根据几何关系有，解得；根据，解得五棱镜的最小折射率为，A正确，、、D错误。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 1.两束相同频率的平行光线、，由真空射向某种介质，入射角为，和为入射点。已知在真空中两光线、之间的距离为，在介质中两折射光线、之间的距离为。则这种介质的折射率是() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】设光线的入射角为，折射角为，，由题知，则，，由光的折射定律可知，联立解得，故选A。 2.如图所示，、为两偏振片，一束自然光沿方向射向，此时在光屏上透射光的强度最大，下列说法正确的是() A.此时、的透振方向垂直 B.将绕旋转时，屏上透射光的强度几乎为零 C.将绕旋转时，屏上透射光的强度几乎为零 D.将、同时绕反方向旋转时，屏上透射光的强度几乎为零 【答案】D 【解析】光是横波，振动方向和传播方向相互垂直，要使屏上透射光强度最大，、的透振方向应是平行的，故A错误； 将、中的任意一个旋转，还有部分光透射到屏上，故B、C错误； 将、同时绕反方向旋转时，两偏振片透振方向垂直，屏上透射光的强度几乎为零，故D正确。故选D。 3.如图，边长为的正方体玻璃砖，折射率，玻璃砖的中心有一个小气泡。自正方体外向内观察气泡，正方体表面能看到气泡范围的面积为() A. B. C. D. 【答案】D 【解答】正方体每个面能看到气泡的范围为圆，设圆的半径为，光在玻璃砖表面发生全反射的临界角为，则有，根据几何关系得，解得，则正方体表面能看到气泡范围的面积为，故选D。 1.截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜，这种棱镜在光学仪器中广泛用于改变光的传播方向．如图所示，一束宽度为的单色平行光束射向全反射棱镜面的部分，光束平行于面入射，由点入射的光线恰好射到点，光线经面发生一次全反射后从面射出．已知棱镜对该光的折射率为，光在真空中的传播速度为，，则() A.光在棱镜中的传播速度为 B.光在棱镜中发生全反射的临界角为 C.从面出射的光，在棱镜中的传播时间均为 D.光束从面出射后仍平行，宽度变为 期中综合拓展（测试时间：15分钟） 【答案】C 【解析】已知棱镜对该光的折射率为，则光在棱镜中的传播速度为，故A错误；设光在棱镜中发生全反射的临界角为，根据，解得，故B错误；光在面上发生全反射，设由点入射的光线入射角为，折射角为，根据折射定律得，其中，解得，在中，由正弦定理得，其中，，解得，在棱镜中的传播时间均为，解得，故C正确；在中，根据几何知识可知，由对称性可知，，即光束从面出射后仍平行，故宽度仍为，故D错误． 2.一玻璃砖横截面如图所示，其中为直角三角形边未画出，为直角边，；为一圆弧，其圆心在边的中点。此玻璃砖的折射率为，为一贴近玻璃砖放置的与边垂直的光屏。若一束宽度与边长度相等的平行光从边垂直射入玻璃砖，则() A.从边折射出一束宽度与边长度相等的平行光 B.屏上有一亮区，其宽度小于边的长度 C.屏上有一亮区，其宽度等于边的长度 D.当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大 【答案】BD 【解析】因为，所以，光在边上发生全反射，选项错误； 光经边全反射后由进入空气，折射角大于入射角，故从射出的光线都向的中央方向偏折，如图所示，屏上亮区宽度小于边长度，又因边与边长度相等，故B选项正确，选项错误； 当屏逐渐远离玻璃砖时，由光路分析可知选项正确。 3.边长为的正方体透明介质置于真空中，其横截面如图所示。有两束平行光Ⅰ、Ⅱ分别从上表面的点和的中点沿与水平面成角方向同时斜射入介质中，两种光在界面上折射后恰好相交于正方体底面的点处。已知真空中的光速为，求： 介质对光Ⅰ、Ⅱ的折射率； 光Ⅰ、Ⅱ到达点的时间差。 【答案】解：由题可知，光Ⅰ、Ⅱ在真空中的入射角为，作出光Ⅰ、Ⅱ在介质中的光路图如图所示： 根据几何关系可知，光Ⅰ在介质中的折射角为，光Ⅱ在介质中的折射角的正弦值为。由折射定律可得，。 由介质中光速可得，光Ⅰ、Ⅱ在介质中的速度分别为，光Ⅰ、Ⅱ在介质中传播的距离分别为，则有解得。 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语 $