高考导练2017年高考物理一轮复习 第十三章 光（课件+试题）（打包6套）新人教版选修3-4.zip

高考总复习 /新课标 物理 经典品质 /超越梦想 选 修 3－ 4第十三章 光考 纲 解 读 高考预测分析第 1讲 光的折射 全反射自主复 习评 估温 示提馨请 做：自主 测评考点突破高考总复习 /新课标 物理 经典品质 /超越梦想 选 修 3－ 4第十三章 光第 2讲 光的干涉、衍射与偏振自主复 习评 估温 示提馨请 做：自主 测评考点突破易 错 疑 难 例析1第 1 讲 光的折射 全反射高考·模拟·创新1．(2015 年高考·重庆卷)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，光路如图 13－1－18 所示． M、 N、 P、 Q 点的颜色分别为( )图 13－1－18A．紫、红、红、紫 B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红 D．紫、红、紫、红解析：白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率 n 紫 n 红 ，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达 M 点和 Q 点，而红光到达 N 点和 P 点，故选A.答案：A2．(2015 年高考·四川卷)直线 P1P2过均匀玻璃球球心 O，细光束 a、 b 平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图 13－1－19. a、 b 光相比( )图 13－1－19A．玻璃对 a 光的折射率较大B．玻璃对 a 光的临界角较小C． b 光在玻璃中的传播速度较小D． b 光在玻璃中的传播时间较短解析：由图可知，光束 a 的偏折程度小于 b，从而可得 navb，C 项正确；由图可知， b 光在玻璃中传播的cv距离较 a 光的长，速度又较小，所以 b 光在玻璃中传播的时间较长，D 错，故选 C.答案：C23．(2015 年高考·安徽卷)如图 13－1－20 所示，一束单色光从空气入射到棱镜的 AB面上，经 AB 和 AC 两个面折射后从 AC 面进入空气．当出射角 i′和入射角 i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为 θ .已知棱镜顶角为 α ，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )图 13－1－20A. B.sinα ＋ θ2sinα 2sinα ＋ θ2sinθ 2C. D.sinθsin θ － α 2sinαsin α － θ 2解析：设光线在 AB 面上的折射角为 r，由几何关系有 θ ＝2( i－ r)， α ＝2 r，从而求出i＝ ， r＝ ，由折射定律 n＝ ＝ .只有选项 A 正确．α ＋ θ2 α 2 sinisinrsinα ＋ θ2sinα 2答案：A4．(2015 年高考·课标全国卷Ⅱ)图 13－1－21(多选)如图 13－1－21，一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3D．若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大，则折射光线 a 首先消失解析：由图可知：玻璃砖对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，故 C 错误；在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度，故 A 正确； a 光的频率大于 b 光的频率，在真空中，a 光的波长小于 b 光的波长，故 B 正确；若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大，因为 a光的折射率大，则折射光线 a 首先消失，故 D 正确．答案：ABD5.图 13－1－22如图 13－1－22 用某种透光物质制成的直角三棱镜 ABC；在垂直 AC 面的直线 MN 上插两枚大头针 P1、 P2，在 AB 面的左侧透过棱镜观察大头针 P1、 P2的像，调整视线方向，直到 P1的像________，再在观察的这一侧先后插入两枚大头针 P3、 P4，使P3________， P4________，记下 P3、 P4的位置，移去大头针和三棱镜，过 P3、 P4作直线与AB 面相交于 D，量出该直线与 AB 面的夹角为 45°，则该透光物质的折射率n＝__________，并在图中正确的画出完整的光路图．解析：图 13－1－23折射率的测定原理是依据折射定律 n＝ ，利用插针法将光在介质中的传播路线确sinθ 1sinθ 24定，从而测出相应的入射角 θ 1和折射角 θ 2，求解出 n 值．而插针便是利用它挡住物体(大头针)的像，用 P3挡住 P1、 P2的像是为了确定入射光线，用 P4挡住 P3和 P1、 P2的像是为了确定出射光线．由题条件可画出如图 13－1－23 所示完整光路图，且 θ 1＝45°， θ 2＝30°，∴ n＝ ＝ ＝ ＝ .sinθ 1sinθ 2 sin45°sin30° 2/21/2 2答案：被 P2的像挡住 挡住 P1、 P2的像 挡住 P1、 P2的像和 P3 光路图见图213－1－231第 1 讲 光的折射 全反射自主测评一、基础知识题组1．[折射率公式]图 13－1－2(多选)如图 13－1－2 所示，光在真空和介质的界面 MN 上发生偏折，那么下列说法正确的是( )A．光是从真空射向介质B．介质的折射率为 1.73C．光在介质中的传播速度为 1.73×108 m/sD．反射光与折射光线成 60°角解析：因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，选项 A 错误．据折射率公式 n＝ ，所以 n＝1.73，选项 B 正确．再由折射率 n＝ ，代入数据得 v＝1.73×10 8 sin60°sin30° cvm/s，选项 C 正确．而反射光线与折射光线成 90°角，选项 D 错误．答案：BC图 13－1－32．[光的色散现象]雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图 13－1－3 中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内， a、 b、 c、 d 代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是( )2A．紫光、黄光、蓝光和红光B．紫光、蓝光、黄光和红光C．红光、蓝光、黄光和紫光D．红光、黄光、蓝光和紫光解析：由于太阳光经过小水滴时，受到两次折射，一次反射，在进入小水滴后就被分解成七色光，这七色光再经过水滴内表面反射进入我们的视角，形成七彩的虹，通过比较第一次折射可以看出，入射角均相同， a 光的折射角 r 最小而 d 光的折射角 r 最大，根据其折射率 n＝ 知水对 a 光的折射率最大，而对 d 光的折射率最小，再由在同种介质中，红、橙、sinisinr黄、绿、蓝、靛、紫的折射率依次增大可判断只有 B 正确．答案：B3．[光的全反射](2014 年高考·四川卷)如图 13－1－4 所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则( )图 13－1－4A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析：光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以A、B 错误；光的频率由光源决定，与介质无关，所以 C 错误；由 n＝ 得，光从水中进入空cv气后传播速度变大，所以 D 正确．答案：D二、规律方法题组3图 13－1－54．如图 13－1－5 所示，一玻璃球体的半径为 R， O 为球心， AB 为直径．来自 B 点的光线 BM 在 M 点射出，出射光线平行于 AB，另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射．已知∠ ABM＝30°，求：(1)玻璃的折射率．(2)球心 O 到 BN 的距离．解析：(1)设光线 BM 在 M 点的入射角为 i，折射角为 r，由几何知识可知， i＝30°，r＝60°.根据折射定律得n＝ ①sinrsini代入数据得 n＝ ②3(2)光线 BN 恰好在 N 点发生全反射，则∠ BNO 为临界角 CsinC＝ ③1n设球心 O 到 BN 的距离为 d，由几何知识可知d＝ RsinC④联立②③④式得 d＝ R⑤33答案：(1) (2) R3331第 2讲 光的干涉、衍射与偏振高考·模拟·创新1．(2015 年高考·上海卷)用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图 13－2－11 所示，该实验表明( )图 13－2－11A．光的本质是波 B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同解析： 用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故 A、B 错误；由图象可看出光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故 C正确，D 错误．答案：C2．(2014 年高考·大纲全国卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为 589 nm的光，在距双缝 1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为 0.350 cm，则双缝的间距为( )A. 2.06×10－7 mB. 2.06×10－4 mC. 1.68×10－4 mD．1.68×10 －3 m解析：根据 Δ x＝ λ 变形得： d＝ λ ＝ ×589×10－9 m＝1.68×10 －4 ld lΔ x 1.000.350×10－ 2m，故选项 C正确．答案：C3．(2014 年高考·江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图13－2－12(甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图 13－2－12(乙)所示．他改变的实验条件可能是( )13－2－12A．减小光源到单缝的距离2B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源解析：根据条纹间距公式 Δ x＝ λ 可知，若增大条纹间距，可以采取的措施有：换用ld波长更长、频率更低的单色光源，减小双缝间的距离 d，增大双缝到屏的距离 l，故选项 B正确．答案：B4．(2015 年高考·课标全国卷Ⅰ)在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距 Δ x1与绿光的干涉条纹间距 Δ x2相比，Δ x1________Δ x2(填“＞” “＜”或“＝”)。若实验中红光的波长为 630 nm，双缝与屏幕的距离为 1.00 m，测得第 1条到第 6条亮条纹中心间的距离为 10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm.解析：由红光波长比绿光长和双缝干涉条纹间距公式 Δ x＝ λ 可知，红光的干涉条纹ld间距大，所以 Δ x1Δ x2.由 Δ x＝ λ ，解得 d＝0.300 mm.ld答案： 0.3001第 2 讲 光的干涉、衍射与偏振自主测评一、基础知识题组1．[双缝干涉实验]关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是( )A．单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B．双缝的作用是获得两振动情况相同的相干光源C．光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D．照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽解析：单缝的作用是获得一束细光，故 A 错误；双缝的作用是将一束光分成两束完全相同的光，B 正确；屏上出现暗条纹处距两狭缝的路程差等于半个波长的奇数倍，故 C 错误；单色光的频率越高，波长越短，根据 Δ x＝ λ ，相邻条纹的间距越小，条纹越窄，故 D 错ld误．答案：B2．[光的单缝衍射实验](多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )A．将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹变窄C．衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽解析：在单缝衍射实验中，单缝越窄，入射光的波长越长，衍射现象越明显，表现为衍射条纹越宽，所以 B 错误，因黄光的波长比绿光长，故 A 正确；可将单缝视为几组双缝的组合，所以衍射现象中的明暗条纹同样是光相遇叠加的结果，C 正确；与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故 D 正确．答案：ACD3．[光的偏振现象](多选)关于自然光和偏振光以下说法正确的是( )A．自然光包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B．偏振光是在垂直于光的传播方向上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光解析：普通光源直接发出的光是自然光，自然光沿各方向振动的强度相同，A 错 D 对，自然光经偏振片后成为偏振光，而不可能再还原为自然光，偏振光定义即为 B，故 B 对 C错．答案：BD二、规律方法题组4．[明暗条纹的判断方法]2图 13－2－1如图 13－2－1 所示是双缝干涉实验，使用波长为 600 nm 的橙色光照射时，在光屏上的P0点和 P0点上方的 P1点恰好形成两列相邻的亮条纹，若用波长为 400 nm 的紫光重复上述实验，则 P0点和 P1点形成的明暗条纹情况是( )A． P0点和 P1点都是亮条纹B． P0点是亮条纹， P1点是暗条纹C． P0点是暗条纹， P1点亮暗条纹D． P0点和 P1点都是暗条纹解析：不管使用什么颜色的单色光做实验，光屏中间 P0点始终是亮条纹，据此可先排除选项 C、D；根据题意， P1点到两双缝的光程差为 600 nm，其大小是紫光波长的 1.5 倍，所以若用波长为 400 nm 的紫光重复上述实验， P1点是暗条纹，所以选项 A 错误，B 正确．答案：B