1、考纲解读考试要求章 内容必考 加试说明光的反射与折射 c全反射 b光的干涉 c光的衍射 b光的偏振 b光的颜色、色散 b光激光 a1.不要求引入相对折射率的概念2.不要求定量计算以双缝干涉为背景的问题3.不要求讨论衍射光栅4.不要求讨论立体电影和液晶显示屏的原理5.不要求定量分析涉及薄膜干涉的有关问题6.不要求了解激光的产生机理7.不要求了解全息照相原理电磁波的发现 a电磁振荡 c电磁波的发射和接收b电磁波与信息化社会a电磁波电磁波谱 a1.不要求理解“变化的电场相当于一种电流”2不要求知道等幅振荡的概念及等幅振荡电路补充能量的方法3不要求掌握不同的波段无线电波的传播特点4不要求掌握调谐、解调
2、的方法与相关计算5不要求知道电视、雷达、移动电话、因特网的技术细节一、光的折射定律 折射率1折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象2折射定律：(如图 1 所示)图 1(1)内容：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 12，式中 n12 是比例常数sin 1sin 2(3)在光的折射现象中，光路是可逆的3折射率：(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值(2)定义式：n .不能说 n 与 sin 1 成正比，与 sin 2 成反比折射率由介sin 1s
3、in 2质本身的光学性质和光的频率决定(3)物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小(4)计算公式：n ，因 vnb B ab，n ab，n anb答案 B解析 根据图象，在入射角相同的情况下，单色光 a 的折射角大于 b 的折射角，由 n 可得 nab，选项 B 正确5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 12 所示，M、N、P、Q 点的颜色分别为( )图 12A紫、红、红、紫 B红、紫、红、紫C红、
4、紫、紫、红 D紫、红、紫、红答案 A解析 已知红光的折射率小于紫光的折射率，由图可知：白光照射到玻璃球表面时，打在 M 点的光所对应折射角小，折射率较大，故为紫光；打在 N 点的光所对应折射角大，折射率较小，故为红光；打在 P 点的光所对应折射角大，折射率较小，故为红光；打在 Q 点的光所对应折射角小，折射率较大，故为紫光，选项 A 正确，选项 B、C、D 错误光的干涉、衍射和偏振1单缝衍射与双缝干涉的比较：两种现象$来&源：比较项目单缝衍射 双缝干涉不同条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距点亮度情况 中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮
5、度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.自然光和偏振光的比较：自然光 (非偏振光) 偏振光光的来源 直接从光源发出的光自然光通过起偏振器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光波的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿特定方向例 3 (2016 浙江 10 月学考14) 用 a、b 两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中 a 光的干涉条纹间距大于 b 光的条纹间距，则( )Aa 光的波长大于 b 光的波长Ba 光的频率大于 b 光的频率C在玻璃中，a 光的速度等于 b 光的
6、速度D从玻璃射向空气发生全反射时，a 光的临界角大于 b 光的临界角答案 AD解析 根据双缝干涉的条纹间距 x 可知，同一实验装置，条纹间距越大，ld说明波长越长，即频率越小根据题意，a 光的波长长，频率小，所以 A 正确，B 错误频率越小，介质对它的折射率越小，根据 n 可知，在介质中的传播cv速度越大，即 a 光在介质中的传播速度要大，所以 C 错误根据 sin C 可知，1n介质的折射率越小，则全反射的临界角越大，所以 a 光的全反射临界角要大，选项 D 正确. 区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法(1)根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹
7、逐渐变窄(2)根据条纹的间距区分：双缝干涉条纹的间距是相等的，而单缝衍射的条纹越向两侧条纹间距越窄(3)根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗变式题组6某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图 14 甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示他改变的实验条件可能是( )图 14A减小光源到单缝的距离B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答案 B解析 由公式 x 知，光源到单缝的距离不影响条纹宽度，选项 A 错误；dld减小时，x 增大，选项 B 正确；l 减小
8、时， x 减小，选项 C 错误；光的频率变高，波长变小，x 变小，选项 D 错误7(多选 )如图 15 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( )图 15A图中 a 光为偏振光B图中 b 光为偏振光C以 SP 为轴将 B 转过 180后，在 P 处将看到光亮D以 SP 为轴将 B 转过 90后，在 P 处将看到光亮答案 BD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，则 A 错；它通过 A 偏振片后，即变为偏振光，则 B 对；设通过 A 的光沿竖直方向振动， P
9、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，C 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，D 对电磁波1电磁波的传播及波长、频率、波速：(1)电磁波本身是一种物质，电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小(3)三者关系 vf ，f 是电磁波的频率，即为发射电磁波的 LC 振荡电路的频率f ，改变 L 或 C 即可改变 f，从而改变电磁波的波长
10、 .12LC2对电磁波谱的四点说明：(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、衍射现象；波长较短的紫外线、X 射线、 射线等，穿透能力较强(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X 射线、X 射线和 射线都有重叠(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X 射线是原子的内层电子受到激发后产生的； 射线是原子核受到激发后产生的(4)电磁波的能量随频率的增大而增大例 4 下列关于电磁波的说法，正确的是( )A电磁波只能在真空中
11、传播B电场随时间变化时一定产生电磁波C做变速运动的电荷在空间产生电磁波D麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案 C解析 电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故选项 A 错误；若电场随时间均匀变化，则不能产生电磁波，故选项 B 错误；做变速运动的电荷会在空间激发非均匀变化的磁场，从而会在空间产生电磁波，故选项 C 正确；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故选项 D 错误变式题组8(2016丽水模拟 )关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )A稳定的电场产生稳定的磁场B均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C变化的电场产生的磁场一定是变化的D振荡的
12、电场在周围空间产生的磁场也是振荡的答案 D解析 麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场 )，若磁场 (电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场) 也是振荡的，由此可判定正确答案为D 项9关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同D遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的 X 射线波长相同答案 B解析 电磁波和声波都能传递信息，比如人们之间的语言交流，选项 A 错误；太阳
13、光中的可见光属于电磁波，而“B 超”中的超声波属于机械波，它们的传播速度不同，选项 C 错误；遥控器发出的红外线波长比 X 射线波长大得多，选项 D 错误，正确选项为 B.1(多选 )下列属于光的干涉现象的是( )答案 BC解析 图 A 属于单缝衍射，图 B 属于薄膜干涉，图 C 属于薄膜干涉，图 D 属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是 B、C.2(2015浙江自选 13(1)以下说法正确的是( )A真空中蓝光的波长比红光的波长长B天空中的彩虹是由光的干涉形成的C光纤通信利用了光的全反射原理D机械波在不同介质中传播，波长保持不变答案 C解析 蓝光的频率大于红光的频率，蓝光的波长小于红光的波
14、长，选项 A 错；天空中的彩虹是由光的折射形成的，选项 B 错；光纤通信利用了光的全反射原理，选项 C 正确；机械波在不同介质中传播，频率保持不变，波长发生变化，选项 D 错误3(2016浙江 3 月联考)利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通(IC 卡)的工作原理及相关问题IC 卡内部有一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的LC 振荡电路公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波刷卡时，IC 卡内的线圈 L 中产生感应电流，给电容 C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输下列说法正确的是( )AIC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
15、B仅当读卡机发射该特定频率的电滋波时，IC 卡才能有效工作C若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈 L 中不会产生感应电流DIC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息答案 B解析 由题意可知，该能量来自于电磁感应，即人刷卡的机械能转化为电能，故 A 错误；为了使 IC 卡中的感应电流达最大，应使 LC 电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作，故 B 正确；若电磁波的频率偏离该频率，L 中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振，故 C 错误；IC 卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理，故 D错误4光的偏振现象说明
16、光是横波下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是 90时，反射光是偏振光C日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹答案 D解析 在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B 选项反映了光的偏振特性，C 是偏振现象的应用，D 是光的衍射现象5(多选 )在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有(已知
17、红 黄 蓝 )( )A改用红光作为入射光 B改用蓝光作为入射光C增大双缝到屏的距离 D增大双缝之间的距离答案 AC解析 根据 x ，要增大条纹间距 x，将 l、 增大或将 d 减小均可以红ld光比黄光波长大，故 A 选项正确；而蓝光比黄光波长小，故 B 选项错误；增大双缝到屏的距离 l，则 x 增大，故 C 选项正确；增大双缝间的距离 d，则 x变小，故 D 选项错误6如图 1 所示，有一玻璃三棱镜 ABC，顶角 A 为 30，一束光线垂直于 AB 射入棱镜，从 AC 射出进入空气，测得出射光线与 AC 夹角为 30，则棱镜的折射率为( )图 1A. B. C. D.12 22 3 33答案
18、C解析 顶角 A 为 30，则光从 AC 面射出时，在玻璃中的入射角 130.由于出射光线和 AC 的夹角为 30，所以折射角 260.由光路可逆和折射率的定义可知 n ，C 项正确sin 2sin 1 37为测量一块等腰直角三棱镜 ABD 的折射率，用一束激光沿平行于 BD 边的方向射向 AB 边，如图 2 所示激光束进入棱镜后射到 AD 边时，刚好能发生全反射该棱镜的折射率为( )图 2A. B. C. D.6 2 362答案 D解析 作出光路图，如图所示，根据题意和几何关系可知，i45 ，n ，sin C ，C90r，联立以上各式，可得 n ，选项 D 正确sin isin r 1n 6
19、28如图 3 所示，两细束平行的单色光 a、b 射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出已知玻璃对单色光 a 的折射率较小，那么下列说法中正确的有( )图 3A进入玻璃砖后两束光仍然是平行的B从玻璃砖下表面射出后，两束光不再平行C从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了D从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同答案 D解析 进入时入射角相同，折射率不同，因此折射角不同，两束光在玻璃内不再平行，但从下表面射出时仍是平行的射出时两束光之间的距离根据玻璃砖的厚度不同而不同，在玻璃厚度从小到大变化时，该距离先减小后增大，有可能和入射前相同(但左右关系一定改变了)9(多
20、选 )(2016平湖市联考 )两束不同频率的单色光 a、b 从空气平行射入水中，发生了如图 4 所示的折射现象( )下列结论中正确的是( )图 4A在水中的传播速度，光束 a 比光束 b 大B在水中的传播速度，光束 a 比光束 b 小C水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率小D水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率大答案 AC解析 由公式 n ，可得折射率 navb， A 正确，B 错误cn10(2015四川 3)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 5 所示a、b 光相比( )图 5A玻璃对 a 光的折射率
21、较大B玻璃对 a 光的临界角较小Cb 光在玻璃中的传播速度较小Db 光在玻璃中的传播时间较短答案 C解析 由题图可知，b 折射程度较大，故玻璃对 b 的折射率较大，A 错误；由sin C 知 b 的临界角较小，B 错误；由 v 知，b 在玻璃中的传播速度较小，1n cnC 正确； b 在玻璃中传播距离大且传播速度小，由 t 知，b 在玻璃中的传播时sv间较长，D 错误11实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随波长 的变化符合科西经验公式：nA ，其中 A、B、C 是正的常量太阳光进入三棱镜后B2 C4发生色散的情形如图 6 所示，则( )图 6A屏上 c 处是紫光 B屏上 d 处是
22、红光C屏上 b 处是紫光 D屏上 a 处是红光答案 D12(2016舟山模拟 )如图 7 所示，现有两束不同的单色光 a、b 垂直于 AB 边射入等腰棱镜 ABC，若两束光在 AB 面上的入射点到 OC 的距离相等，且两束光折射后相交于图中的 P 点，则以下判断正确的是( )图 7A在真空中，a 光光速大于 b 光光速B在真空中，a 光波长大于 b 光波长Ca 光通过棱镜的时间大于 b 光通过棱镜的时间Da、b 两束光从同一介质射向真空时，a 光发生全反射的临界角大于 b 光发生全反射的临界角答案 C解析 在真空中，所有光的速度都相等，选项 A 错误；两束光经棱镜折射后相交于 P 点，由题图可
23、知，棱镜对 a 光的偏折程度大，所以棱镜对 a 光的折射率大，a 光的频率大，由 c f知，在真空中，a 光波长小于 b 光波长，选项 B 错误；由题图知，a 光和 b 光在棱镜中通过的距离相等，由 n 知 a 光在棱镜中cv的传播速度小，所以 a 光通过棱镜的时间大于 b 光通过棱镜的时间，选项 C 正确；因为 a 光的折射率大于 b 光的折射率，由 sin C 知，a 光发生全反射的临1n界角小于 b 光发生全反射的临界角，选项 D 错误13如图 8 所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90，折射光线与入射光线延长线间夹角 为 15，求：图 8(1)该介质的折射率；(2
24、)光在该介质中传播的速度；(3)当光从介质射入空气时的临界角答案 (1) (2)2.12108 m/s (3)452解析 (1)由反射定律可知 ，由于 90，故入射角 45；由图可知r 45 ，由于 15，故折射角 r30 ，所以该介质的折射率n .sin sin r sin 45sin 30 2(2)由折射率与速度的关系 n 得 v m/s2.1210 8 m/s.cv cn 3.01082(3)光从介质射入空气时临界角的正弦值 sin C ，故临界角 C45.1n 12 2214如图 9 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ABM30，求：图 9(1)玻璃的折射率；(2)球心 O 到 BN 的距离答案 (1) (2) R333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，i30，r60 ，根据折射定律得： n .sin rsin i sin 60sin 30 3(2)光线 BN 恰好在 N 点发生全反射，则BNO 为临界角 C，sin C1n设球心 O 到 BN 的距离为 d，由几何知识可知dRsin C联立得d R.33
