|
天天带你学
搜名师、科目

操作成功!

操作失败!

首页高考知识点物理知识点14.光学

高考物理知识点

14.光学

绩优堂高考知识点14.光学包括光的反射与折射、全反射、色散,光的干涉和衍射、光的偏振等

考点

光的反射与折射、全反射、色散光的干涉和衍射、光的偏振

共计69道相关试题精选知识点题

【正确答案】
(1)CD(4分,选对1个给2分,选错1个扣2分,最低得0分)

(2)解:(i)设下潜深度为  时,从标记  发出到人眼的光线在水面的人射角为  ,折射角为  ,光路图如图所示(未按比例画),则有

    ①

    ②

由折射定律得水的折射率为

   ③

联立①②③式,并代入数据得

    ④

(ii)当恰好能看见船尾  时,船尾发出到人眼光线的折射角等于全反射临界角,设为  ,则

    ⑤

由几何关系得

   ⑥

由④⑤⑥式及题给条件得

   ⑦

评分参考:本题共8分.第(i)问5分,①②式各1分,③式2分,④式

1分;第(ii)问3分,⑤⑥⑦式各1分.

【命题立意】

(1)本题考查机械波的传播和质点的振动问题.(2)本题考查光的传播以及折射率的求解.

【解题思路】

(1)由  点振动方程可求周期  ,A错误;由图可知振幅为  ,B错误;由  点振动方程可知,  点下一个时刻位移为正,即向  轴正方向运动,在根据波形图,可以判断波沿  轴正向传播,C正确;波速  ,所以D正确.

【举一反三】

(2)“光的直线传播、光的折射”是光学中的基础知识,其中光的折射也是高考中的热点.学好这部分知识,一是要抓规律、方法;二要抓正确的光学作图法.

【知识拓展】

(1)振动图象描述了介质中个别质点的振动全过程,而波动图象描述的是一系列介质质点在同一时刻的振动状态,解答振动与波的关系问题,要深刻认识振动图象与波动图象的联系,弄清两种图象的物理意义以及它们的区别.

①  清振动图象与波动图象.只要看清横坐标即可,横坐标为  即为波动图象,横坐标为  则为振动图象.

②看清横、纵坐标的单位.尤其要注意单位前的数量级.

③找准波动图象对应的时刻.

④找准振动图象对应的质点.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(1)< (3分)<(2分)

(2)(10分)

解:(i)光路图如图所示,图中 点为光线在 边发生反射的入射点.

设光线在 点的入射角为 、折射角为 ,在  点的入射角为 、折射角依题意也为  ,有

    ①

由折射定律有

   ②

  ③

由②③式得

  ④

为过 点的法线, 为直角,  //  .由几何关系有

  ⑤

由反射定律可知

  ⑥

联立④⑤⑥式得

  ⑦

由几何关系得

   ⑧

联立①②⑧式得

  ⑨

(ii)设在 点的入射角为 ,由几何关系得

  ⑩

此三棱镜的全反射临界角满足

    ?

由⑨⑩?式得

   ?

此光线在  点发生全反射,三棱镜的 边没有光线透出.

【命题立意】

(1)本题考查禅簧振子的简谐运动.难度较小.(2)本题考查光的折射定律.难度较小.

【解题思路】

(1)  脱开后与  分离,振子的总机械能减小,则振幅减小,即  ;振子的质量减小,周期减小,即

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
(l)ACD   (6分)

(2)(9分)

解:(i)设光线在端面  上 点(如图)的入射角为  折射角为 ,由折射定律有

    ①

设该光线射向玻璃丝内壁  点的入射角为  为了使该光线可在此光导纤维中传播,应有    ②

式中,  是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角,它满足

    ③

由几何关系得

   ④

由①②③④式得

  ⑤

(ii)光在玻璃丝中传播速度的大小为

  ⑥

光速在玻璃丝轴线方向的分量为

   ⑦

光线从玻璃丝端面 传播到其另一端面所需时间为

   ⑧

光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面 传播到其另一端面所需的时间最长,由②③⑥⑦⑧式得

【命题立意】

(l)本题考查的是机械振动与机械波规律的应用.难度中等.(2)本题考查的是光的折射与全反射.难度中等.

【解题思路】

(l)质点  和质点  之间的距离  ,由  知,  时波传播的距离为 ,恰好传播到质点 处,选项A正确;由 得,此列波的周期 ,各质点开始振动方向均竖直向下,周期都是  ,选项C正确;波由质点 传到质点  需要  ,经  s)质点 运动到最低点、再经   )质点 又回到平衡位置、再经 )质点 运动到最高点,选项B错误,选项D正确;波长为  ,质点  间的距离为 ,故质点 可能与质点 的运动方向相同,选项E错误.故本题答案为ACD.

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
  • B.变化的电场周围不一定产生变化的磁场
  • C.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
  • D.狭义相对论认为,在惯性参考系中,光速与光源、观察者间的相对运动无关
  • E.在“用单摆测重力加速度”的实验中,测量 次全振动的总时间时,计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜
【正确答案】
BDE
【答案详解】

用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉,A错误。均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,B正确。交警通过发射超声波测量车速是利用了波的反射原理,C错误。狭义相对论认为:在惯性系中,以任何物体做参考系光速都不变,D正确。因为单摆除了最低点以外的其他位置(例如最高点)很难确定,所以以最低点为计时点,E正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.摆钟偏快时可缩短摆长进行校准
  • B.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
  • C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
  • D.地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些
  • E.光从水中射入玻璃中,发现光线偏向法线,则光在玻璃中的传播速度一定小于在水中的传播速度
【正确答案】
BDE
【答案详解】

据单摆周期公式 可知,摆钟偏快即周期偏小时,应增大摆长进行校准,故A错。据多普勒效应可知,当火车鸣笛靠近我们时,听到的笛声频率将比声源发声的频率高,故B对。拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加装偏振片是为了减少反射光的影响,故C错。据长度的相对性可知,D对。光从水中射入玻璃,发现光偏向法线,可知光由光疏介质射向光密介质,折射率增大,传播速度变小,故E对。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.做简谐运动的物体,其振动能量与振幅无关
  • B.全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
  • C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源和观察者的运动无关
  • D.医学上用激光做“光刀”来进行手术,主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
  • E.机械波和电磁波都可以在真空中传播
【正确答案】
BCD
【答案详解】

做简谐运动的物体的振幅由振动能量决定,所以A项错。全息照相利用了光的干涉原理,B项正确。根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理,可知C项正确。因为激光具有亮度高,能量大的特点,医学上用其做“光刀”来进行手术,所以D项正确。因为机械波传播时需要介质,所以它不能在真空中传播,E项错误。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.光导纤维有很多的用途,它由内芯和外套两层组成,外套的折射率比内芯的要大
  • B.做简谐运动的物体,当物体的位移为负值时,速度一定为正值,加速度一定为正值
  • C.在狭义相对论中,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系
  • D.在无线电波的接收中,使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐
【正确答案】
CD
【答案详解】

 光导纤维利用的是全反射现象,内芯的折射率比外套的大,A项错误。做简谐运动的物体的位移与加速度方向一定相反,但与速度方向可能相同,也可能相反,B错误。C项为狭义相对论中的光速不变原理,所以C正确。在无线电波中有发射和接收两部分,发射中有调制,接收中有调谐,所以D项正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
  • A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化
  • B.光波从空气进入水中后,更容易发生衍射
  • C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低
  • D.不论机械波、电磁波,都满足 ,式中三参量依次为波速、波长、频率
  • E.电磁波具有偏振现象
【正确答案】
ADE
【答案详解】

由波的性质可知,A正确;光波从空气进入水中,波速变小,波长变短,故不容易发生衍射,B错;由多普勒效应可判断,波源靠近静止的接收者的过程中,接收者接收到波信号的频率会比波源频率高,则C错误;波速的计算公式  (  波速, 波长, 频率)对机械波和电磁波通用,则D正确;光波具有偏振现象,光波是电磁波,则E正确。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
【解题思路】
 由 ,可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角 由折射定律得: 解得 ,即所有光线从 面进入玻璃柱后的折射角均为 。从 点射入的光线经折射后,折射光线将沿半径从 点射出。假设从 点入射的光线经折射后到达 点时刚好发生全反射,则 。如图所示,由几何关系可知 ,光线从 之间透出,故弧长
创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】

(1)       不能

(2)      

【解题思路】
 (1)       由折射定律:在 界面: ,解得 。由临界角公式 ,得 。所以全反射临界角 ,而光线在 面上的入射角为 ,故光线在 界面发生全反射,在 面下方不能观察到折射光线。

(2)       光路如图所示,最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角为

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 ①    ②紫色
【答案详解】

解析    ①如图,紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕 上的 点, 点到亮区中心 的距离 就是所求最大半径。设紫光临界角为 ,由全反射的知识有:

由几何知识可知:

所以有:

②由于白色光中紫光的折射率最大,临界角最小,故在屏幕 上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光。

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 ①    ②能
【答案详解】

解析    ①由图知                                              (1分)

故所求折射率 。                                 (2分)

②由 ,得                                       (2分)

                                                     (1分)

根据几何关系可知光束在 面上的入射角为                          (1分)

由临界角的概念可知对三棱镜Ⅱ的临界角 ,有                                                                        (1分)

故可知此光束射到 面上的 点时能发生全反射。                       (1分)

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案 (ⅰ) (ⅱ)光屏到 的距离超过 时,光斑分为两块
【答案详解】

解析    (ⅰ)由于对称性,我们考虑从 面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于 面的,由对称性不难得出,光线进入 面时的入射角 、折射角 分别为

                                                   (3分)

由折射定律,得材料的折射率                             (3分)

(ⅱ)如图 中点,在 点附近折射的光线从 面射出后与直线 交于 ,可看出只要光屏放得比 点远,则光斑会分为两块。

由几何关系可得                                             (2分)

所以当光屏到 的距离超过 时,光斑会分为两块                    (1分)

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂
【正确答案】
答案  
【答案详解】

解析    光路图如图所示,由折射定律知,光线在 面上折射时有                                                                            (1分)

面上出射时                                             (1分)

由几何关系有                                               (1分)

                                         (1分)

联立以上各式并代入数据解得                       (1分)

所以                                                           (1分)

光在棱镜中通过的距离                                    (1分)

设点光源到 点的距离为 ,有                                    (1分)

解得                                                        (1分)

创建者: 绩优堂 贡献者: 绩优堂

首页上一页下一页末页1/5转到Go

分享到:

相关知识点