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2022-2023年高考物理一轮复习 光学课件
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这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 光学课件，共60页。PPT课件主要包含了第一部分考点梳理，考点风向标，光的色散现象，不同颜色的比较，自然光与偏振光，电磁波谱等内容，欢迎下载使用。
2021年高考物理一轮复习—【讲】
考点一、折射定律及折射率的应用考点二、光的折射、全反射的综合应用考点三、光的色散现象考点四、测定玻璃的折射率考点五、光的干涉、衍射、偏振考点六、实验：用双缝干涉测光的波长考点七、电磁场和电磁波 相对论
考点一、折射定律及折射率的应用
对折射率的理解(1)公式n＝ 中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。(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。(6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝ 。
（典例应用1）如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，∠A＝∠A1＝30°，AC面和A1C1面平行，且A、B1、C1在一条直线上，两块三棱镜放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从A1B1面射出时，出射光线方向与入射光线O的方向平行。若玻璃的折射率n＝，A、C1两点间的距离为d，光线从A1B1面上的b点(图上未画)射出。(1)画出完整光路图；(2)求a、b两点间的距离x。
【解析】：(1)光路图如图所示。(2)sin α＝nsin 30°代入数据解得α＝60°∠ace＝α－30°＝30°∠C1ec＝90°－α＝30°，则有ef＝cf＝d由几何关系ab＝efcs 30°＝dcs 30°解得ab＝ d。【答案】：(1)光路图见解析 (2) d
（典例应用2）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。
（典例应用3）一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。
方法总结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。
考点二、光的折射、全反射的综合应用
对全反射现象的理解(1)光必须从光密介质射入光疏介质，例如从水中或玻璃中射入空气中。(2)入射角必须大于或等于临界角。(3)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。
（典例应用4）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
方法总结解决全反射问题“五步走”(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sin C＝ 确定临界角。(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算、解决问题。
（典例应用5）(多选）水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。下列判断正确的是________。A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B．在真空中，a光的波长大于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域E．水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域
【解析】：根据题述，b光发生全反射的临界角越小，由sin C＝ ，可知水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光折射角小，A正确，C错误。由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B正确。水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误。水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域，由于发生了全反射，不能射出水面，E正确。【答案】：ABE
（典例应用7）(多选)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则________。A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
（典例应用8）(多选)如图所示为一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见细光束a、b，垂直于底边从空气射向玻璃，光路如图中所示，则下列说法正确的是________。A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C．a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长D．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的大E．a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b光先发生全反射
（典例应用9）(多选)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚平行玻璃砖，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°，其光路如图所示，下列说法正确的是________。A．射出折射光线1和2一定是平行光 B．单色光1的波长大于单色光2的波长C．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度D．图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等E．单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角
考点四、测定玻璃的折射率
误差分析1．确定入射光线、出射光线时的误差。故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点；2．测量入射角与折射角时的误差。故入射角不宜过小，但也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。注意事项1．玻璃砖要用厚度较大的；2．入射角应在30°到60°之间；3．大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些；4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。
（典例应用10）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。(1)(多选)该同学接下来要完成的必要步骤有________A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n＝________。
（典例应用11）某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。(1)在图上画出对应的光路。(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以P1AB为分界面，需要测量的量是________，在图上标出它们。(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n＝________。
考点五、光的干涉、衍射、偏振
1．光的干涉、衍射的比较
（典例应用12）(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________。A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动
（典例应用13）)关于光的衍射现象，下面说法正确的是________。A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射E．在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽
【解析】：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，A正确；白光的衍射图样是彩色条纹，故B错误；光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象，故C正确；光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在光的衍射现象，D错误；与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故E正确。【答案】：ACE
（典例应用14）(多选)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则________。A．图中a光为自然光B．图中a光为偏振光C．图中b光为偏振光D．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮E．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮
【解析】：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然光，A对，B错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则C对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，D错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，E对。【答案】：ACE
（典例应用15）(多选)一对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是________。A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E．戊图是振动图象，其振幅为8 cm，振动周期为4 s
【解析】：题图甲是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A错。题图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D错。【答案】：BCE
考点六、实验：用双缝干涉测光的波长
误差分析1．测条纹间距Δx时带来误差。2．测量双缝到光屏间距离l时产生误差。注意事项1．保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴。2．保持单缝和双缝平行。3．分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)平行，否则会增大测量的误差。4．测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏，切勿松动。
（典例应用16）(在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜，如图所示。(1)M、N、P三个光学元件依次为________。A．滤光片、单缝、双缝B．单缝、滤光片、双缝C．单缝、双缝、滤光片D．滤光片、双缝、单缝
（典例应用16）(2)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA＝11.1 mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm。
（典例应用17）(多选)如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是________。A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离
（典例应用17）(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)。(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________mm。(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________m(结果保留三位有效数字)。
考点七、电磁场和电磁波 相对论
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．电磁波与机械波的比较
（典例应用18）(多选)关于电磁波，下列说法正确的是________。A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
【解析】：电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B正确；电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项C正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D错误；电磁波波源的电磁振荡停止，波源不再产生新的电磁波，但空间中已产生的电磁波仍可继续传播，选项E错误。【答案】：ABC
（典例应用19）(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是________。A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信
【解析】：X射线的频率比较大，对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，选项A正确；根据电磁波谱的排列顺序可知：γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越长，越容易发生衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生衍射，无线电波最容易发生衍射现象，选项C、D错误；无线电波广泛应用于通信、广播、和天体研究中，选项E正确。【答案】：ABE
（典例应用20）(多选)下列说法正确的是________。A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从紫光改为红光，则相邻亮条纹间距一定变小B．做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度可能不同C．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以增加透射光的强度E．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
2021年高考物理一轮复习—【讲】
考点一、折射定律及折射率的应用考点二、光的折射、全反射的综合应用考点三、光的色散现象考点四、测定玻璃的折射率考点五、光的干涉、衍射、偏振考点六、实验：用双缝干涉测光的波长考点七、电磁场和电磁波 相对论
考点一、折射定律及折射率的应用
对折射率的理解(1)公式n＝ 中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。(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。(6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝ 。
（典例应用1）如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和A1B1C1，∠A＝∠A1＝30°，AC面和A1C1面平行，且A、B1、C1在一条直线上，两块三棱镜放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从A1B1面射出时，出射光线方向与入射光线O的方向平行。若玻璃的折射率n＝，A、C1两点间的距离为d，光线从A1B1面上的b点(图上未画)射出。(1)画出完整光路图；(2)求a、b两点间的距离x。
【解析】：(1)光路图如图所示。(2)sin α＝nsin 30°代入数据解得α＝60°∠ace＝α－30°＝30°∠C1ec＝90°－α＝30°，则有ef＝cf＝d由几何关系ab＝efcs 30°＝dcs 30°解得ab＝ d。【答案】：(1)光路图见解析 (2) d
（典例应用2）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。
（典例应用3）一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。
方法总结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。
考点二、光的折射、全反射的综合应用
对全反射现象的理解(1)光必须从光密介质射入光疏介质，例如从水中或玻璃中射入空气中。(2)入射角必须大于或等于临界角。(3)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。
（典例应用4）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。
方法总结解决全反射问题“五步走”(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sin C＝ 确定临界角。(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算、解决问题。
（典例应用5）(多选）水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，如图所示，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出。下列判断正确的是________。A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小B．在真空中，a光的波长大于b光的波长C．水对a光的折射率大于对b光的折射率D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域E．水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域
【解析】：根据题述，b光发生全反射的临界角越小，由sin C＝ ，可知水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光折射角小，A正确，C错误。由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B正确。水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误。水下a、b光能射到图中Ⅱ区域以外区域，由于发生了全反射，不能射出水面，E正确。【答案】：ABE
（典例应用7）(多选)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线。则________。A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．在真空中，a光的波长小于b光的波长C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
（典例应用8）(多选)如图所示为一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见细光束a、b，垂直于底边从空气射向玻璃，光路如图中所示，则下列说法正确的是________。A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光和b光由空气进入玻璃棱镜后频率都变小C．a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长D．在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的大E．a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b光先发生全反射
（典例应用9）(多选)频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚平行玻璃砖，单色光1、2在玻璃砖中折射角分别为30°和60°，其光路如图所示，下列说法正确的是________。A．射出折射光线1和2一定是平行光 B．单色光1的波长大于单色光2的波长C．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度D．图中单色光1、2通过玻璃砖所需的时间相等E．单色光1从玻璃射到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃射到空气的全反射临界角
考点四、测定玻璃的折射率
误差分析1．确定入射光线、出射光线时的误差。故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点；2．测量入射角与折射角时的误差。故入射角不宜过小，但也不宜过大，过大则反射光较强，出射光较弱。注意事项1．玻璃砖要用厚度较大的；2．入射角应在30°到60°之间；3．大头针要竖直插在白纸上，且距离应尽量大一些；4．玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线。
（典例应用10）如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。(1)(多选)该同学接下来要完成的必要步骤有________A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O作垂直于aa′的直线NN′，连接OO′。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n＝________。
（典例应用11）某同学为了测量截面为正三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的右侧观察到P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4也挡住P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。(1)在图上画出对应的光路。(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率，若以P1AB为分界面，需要测量的量是________，在图上标出它们。(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n＝________。
考点五、光的干涉、衍射、偏振
1．光的干涉、衍射的比较
（典例应用12）(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________。A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动
（典例应用13）)关于光的衍射现象，下面说法正确的是________。A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射E．在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽
【解析】：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，A正确；白光的衍射图样是彩色条纹，故B错误；光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象，故C正确；光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在光的衍射现象，D错误；与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故E正确。【答案】：ACE
（典例应用14）(多选)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则________。A．图中a光为自然光B．图中a光为偏振光C．图中b光为偏振光D．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮E．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮
【解析】：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光。从电灯直接发出的光为自然光，A对，B错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则C对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，D错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，E对。【答案】：ACE
（典例应用15）(多选)一对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是________。A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹E．戊图是振动图象，其振幅为8 cm，振动周期为4 s
【解析】：题图甲是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A错。题图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D错。【答案】：BCE
考点六、实验：用双缝干涉测光的波长
误差分析1．测条纹间距Δx时带来误差。2．测量双缝到光屏间距离l时产生误差。注意事项1．保证灯丝、单缝、双缝、测量头与遮光筒共轴。2．保持单缝和双缝平行。3．分划板上的刻线应与干涉条纹的亮(暗)平行，否则会增大测量的误差。4．测量双缝至屏的距离l，要多次测量取平均值，同时要固定好双缝及屏，切勿松动。
（典例应用16）(在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜，如图所示。(1)M、N、P三个光学元件依次为________。A．滤光片、单缝、双缝B．单缝、滤光片、双缝C．单缝、双缝、滤光片D．滤光片、双缝、单缝
（典例应用16）(2)分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数xA＝11.1 mm，xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm。
（典例应用17）(多选)如图所示是用双缝干涉测光波波长的实验示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是________。A．增大③和④之间的距离B．增大④和⑤之间的距离C．将绿色滤光片改成红色滤光片D．增大双缝之间的距离
（典例应用17）(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)。(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹，读出手轮的读数如图甲所示。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是________mm。(4)在(3)前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________m(结果保留三位有效数字)。
考点七、电磁场和电磁波 相对论
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．电磁波与机械波的比较
（典例应用18）(多选)关于电磁波，下列说法正确的是________。A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
【解析】：电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B正确；电磁波传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，选项C正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D错误；电磁波波源的电磁振荡停止，波源不再产生新的电磁波，但空间中已产生的电磁波仍可继续传播，选项E错误。【答案】：ABC
（典例应用19）(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是________。A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信
【解析】：X射线的频率比较大，对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，选项A正确；根据电磁波谱的排列顺序可知：γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越长，越容易发生衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生衍射，无线电波最容易发生衍射现象，选项C、D错误；无线电波广泛应用于通信、广播、和天体研究中，选项E正确。【答案】：ABE
（典例应用20）(多选)下列说法正确的是________。A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从紫光改为红光，则相邻亮条纹间距一定变小B．做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度可能不同C．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以增加透射光的强度E．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
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