高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊第四章 光綜合與測試集體備課課件ppt

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊第四章 光綜合與測試集體備課課件ppt，共60頁。PPT課件主要包含了章末小結(jié)，知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，不相等，方法歸納提煉，進(jìn)考場練真題，高考真題探析，×108，×10－10等內(nèi)容，歡迎下載使用。
(1)求光在水中的傳播速度的大小v；(2)求B點到水面的豎直距離H；(3)若潛水員從B點豎直上升至B′時(圖中未標(biāo)出)，水面上方所有的景物都出現(xiàn)在頂角為2∠AB′D的圓錐里，求B′點到水面的豎直距離h。
2．光的衍射(1)光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象，叫光的衍射。(2)產(chǎn)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸跟光的波長差不多甚至比光的波長還要小。3．光的偏振(1)光只沿著某一特定的方向振動，稱為光的偏振。(2)平時我們所看到的光，除直接從光源射來的以外都是偏振光。(3)光的偏振也證明了光是一種波，而且是橫波。
(多選)(2020·江蘇省揚州中學(xué)高二下學(xué)期期中)以下說法中正確的是(　　)
A．圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B．圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間距離L，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小D．圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的E．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏，當(dāng)M固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動N時，光屏P上的光亮度將發(fā)生明、暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波答案：ACE
三、光的折射對光路的控制1．玻璃磚對光路的控制：兩平面平行的玻璃磚，出射光線和入射光線平行，且光線發(fā)生了側(cè)移(θ1′＝θ1)，如圖所示。
2．三棱鏡對光路的控制(1)光密三棱鏡：光線兩次折射均向底面偏折，偏折角為δ，如圖所示。
(2)光疏三棱鏡：光線兩次折射均向頂角偏折。(3)全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)，如圖所示。
①當(dāng)光線從一直角邊垂直射入時，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出(如圖甲)。
②當(dāng)光線垂直于斜邊射入時，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出(如圖乙)，入射光線和出射光線互相平行。不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同。
(多選)如下圖所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣?，F(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播方向中可能正確的是(　　)
(2020·全國卷Ⅲ，34)如圖，一折射率為的材料制作的三棱鏡，其橫截面為直角三角形ABC，∠A＝90°，∠B＝30°。一束平行光平行于BC邊從AB邊射入棱鏡，不計光線在棱鏡內(nèi)的多次反射，求AC邊與BC邊上有光出射區(qū)域的長度的比值。
思路引導(dǎo)：本題考查了光的折射定律及全反射知識，準(zhǔn)確畫出光路圖，利用幾何知識分析處理。
解析：如圖(a)所示，設(shè)從D點入射的光線經(jīng)折射后恰好射向C點，光在AB邊上的入射角為θ1，折射角為θ2，由折射定律有sin θ1＝nsin θ2①
設(shè)從DB范圍入射的光折射后在BC邊上的入射角為θ′，由幾何關(guān)系θ′＝30°＋θ2②由①②式并代入題給數(shù)據(jù)得θ2＝30°③nsin θ′>1④所以，從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發(fā)生全反射，反射光線垂直射到AC邊，AC邊上全部有光射出。
設(shè)從AD范圍入射的光折射后在AC邊上的入射角為θ″，如圖(b)所示。由幾何關(guān)系θ″＝90°－θ2⑤由③⑤式和已知條件可知nsin θ″>1 ⑥即從AD范圍入射的光折射后在AC邊上發(fā)生全反射，反射光線垂直射到BC邊上。設(shè)BC邊上有光線射出的部分為CF，由幾何關(guān)系得CF＝AC·sin 30°⑦
二、臨場真題練兵1．(2020·北京卷，1)以下現(xiàn)象不屬于干涉的是(　　)A．白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣B．白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣解析：白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣是楊氏雙縫干涉；白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣屬于薄膜干涉現(xiàn)象；白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光在折射時產(chǎn)生的色散現(xiàn)象；白光照射水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，屬于薄膜干涉；綜上所述，本題選C。
2．(2020·山東卷，3)雙縫干涉實驗裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點為S1、S2連線中垂線與光屏的交點。光源S發(fā)出的波長為λ的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點，由S1到O點與由S2到O點，光傳播的時間差為Δt。玻璃片厚度為10λ，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是(　　)
3．(2020·浙江卷，13)如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當(dāng)入射角θ＝60°時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行。已知真空中的光速為c，則(　　)
解析：作出兩種情況下的光路圖，如圖所示
4．(2020·江蘇卷，19)我國的光纖通信技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。光纖內(nèi)芯(內(nèi)層玻璃)的折射率比外套(外層玻璃)的____(選填“大”或“小”)。某種光纖的內(nèi)芯在空氣中全反射的臨界角為43°，則該內(nèi)芯的折射率為______。(取sin 43°＝0.68，cs 43°＝0.73，結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
5. (2020·新課標(biāo)Ⅱ卷，34)直角棱鏡的折射率n＝1.5，其橫截面如圖所示，圖中∠C＝90°，∠A＝30°。截面內(nèi)一細(xì)束與BC邊平行的光線，從棱鏡AB邊上的D點射入，經(jīng)折射后射到BC邊上。
(1)光線在BC邊上是否會發(fā)生全反射？說明理由；(2)不考慮多次反射，求從AC邊射出的光線與最初的入射光線夾角的正弦值。
6．(2021·山東等級考，7)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖像，可能正確的是(　　)
7．(2021·全國甲卷，34(1))如圖，單色光從折射率n＝1.5、厚度d＝10.0 cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為3.0×108 m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為________m/s；對于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時間t的取值范圍是___________s≤t＜_____________s (不考慮反射)。
8．(2021·浙江6月選考，17(2))如圖所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實驗的裝置。實驗中：
(1)觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是___(單選)。A．旋轉(zhuǎn)測量頭B．增大單縫與雙縫間的距離C．調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行
(2)要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是___(單選)。A．減小單縫與光源間的距離B．減小單縫與雙縫間的距離C．增大透鏡與單縫間的距離D．增大雙縫與測量頭間的距離
解析：(1)為了將模糊的條紋變清晰，旋轉(zhuǎn)測量頭只能調(diào)節(jié)分劃板的刻度線與干涉條紋是否平行，不能調(diào)節(jié)清晰程度，選項A錯誤；增大單縫與雙縫之間的距離既不能調(diào)節(jié)干涉條紋間隔，也不能調(diào)節(jié)清晰程度，選項B錯誤；調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行，使得經(jīng)過單縫后形成的中心最寬的衍射條紋經(jīng)過雙縫更容易發(fā)生清晰的雙縫干涉現(xiàn)象，選項C正確。
9．(2021·全國乙卷34，(2))用插針法測量上、下表面平行的玻璃磚的折射率。實驗中用A、B兩個大頭針確定入射光路，C、D兩個大頭針確定出射光路，O和O′分別是入射點和出射點。如圖(a)所示。測得玻璃磚厚度為h＝15.0 mm；A到過O點的法線OM的距離AM＝10.0 mm，M到玻璃磚的距離MO＝20.0 mm，O′到OM的距離為s＝5.0 mm。
(1)求玻璃磚的折射率；(2)用另一塊材料相同，但上下兩表面不平行的玻璃磚繼續(xù)實驗，玻璃磚的截面如圖(b)所示。光從上表面入射，入射角從0逐浙增大，達(dá)到45°時，玻璃磚下表面的出射光線恰好消失。求此玻璃磚上下表面的夾角。
10．(2021·河北卷，16(2))將兩塊半徑均為R、完全相同的透明半圓柱體A、B正對放置，圓心上下錯開一定距離，如圖所示。用一束單色光沿半徑照射半圓柱體A，設(shè)圓心處入射角為θ，當(dāng)θ＝60°時，A右側(cè)恰好無光線射出；當(dāng)θ＝30°時，有光線沿B的半徑射出，射出位置與A的圓心相比下移h，不考慮多次反射，求：(1)半圓柱體對該單色光的折射率；(2)兩個半圓柱體之間的距離d。
(1)為使兩種頻率的光都能從左側(cè)第一個棱鏡斜面射出，求θ的取值范圍；(2)若θ＝37°，求兩種頻率的光通過整個展寬器的過程中，在空氣中的路程差ΔL(保留3位有效數(shù)字)。