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粤教版高中物理选择性必修第一册第4章光及其应用章末复习提升学案
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章末复习提升光 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(光的折射\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(折射定律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(入射角θ1,折射角θ2,折射定律:n=①________,折射率与速度的关系:n=②________)),光路可逆,实验:测定玻璃的折射率)),全反射\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(条件:③____________________________,④____________________________,临界角C的计算公式:sin C=⑤________)),光的干涉\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(双缝干涉)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(条件:两列频率⑥________、相位差⑦________、振动情况⑧________的光,实验装置:双缝干涉仪,干涉图样:单色光是⑨____________、⑩____________的条纹,明暗条纹的产生条件\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(亮条纹:Δr=⑪________________,暗条纹:Δr=⑫________________)),条纹间距:Δx=⑬________,实验:用双缝干涉测量光的波长)),薄膜干涉及应用)),\a\vs4\al(光的,衍射)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(发生明显衍射的条件:孔或障碍物的尺寸⑭________________________________________,衍射图样:单色光是明暗⑮________、间隔⑯________的条纹(与干涉图样进行区分),实例:⑰____________、⑱____________、⑲____________)),\a\vs4\al(光的,偏振)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(偏振光与自然光的区别,偏振光的获得方法:(1)用偏振片;(2)使反射光与折射光垂直,则它们都成为偏振光,偏振现象说明光是⑳________________)),\a\vs4\al(激光)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特点:________________、________________、________________、________________,应用:光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗“光刀”、读盘、切割金属、激光育种、激光武器等)))) [知识填写] ① eq \f(sin θ1,sin θ2) ② eq \f(c,v) ③光从光密介质射向光疏介质 ④入射角大于或等于临界角 ⑤ eq \f(1,n) ⑥相同 ⑦恒定 ⑧相同 ⑨明暗相间 ⑩间隔均匀 ⑪kλ (k=0,1,2,3,…) ⑫(2k-1) eq \f(λ,2) (k=1,2,3,…) ⑬ eq \f(Lλ,d) ⑭可以与光的波长相当,甚至比光的波长小 ⑮相间 ⑯不均匀 ⑰单缝衍射 ⑱圆孔衍射 ⑲泊松亮斑 ⑳横波 单色性好 相干性好 平行度好 亮度高统揽考情纵观近几年高考,本章已成为每年必考的内容,一般为计算题,选择题和实验题个别年份也有出现.本章主要考查光的折射和全反射,光的干涉和实验也是本章的重点.真题例析 (2022·广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如下图所示.一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点.当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束.已知光在空气中的传播速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.答案: eq \r(2) eq \f(\r(2),2) c解析:当入射角达到45°时,恰好到达临界角C,根据sin C= eq \f(1,n) ,可得液体的折射率n= eq \f(1,sin C) = eq \f(1,sin 45°) = eq \r(2) ,由于n= eq \f(c,v) ,可知激光在液体中的传播速度v= eq \f(c,n) = eq \f(\r(2),2) c.1.(2023·江苏卷)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( A )解析:根据折射定律n上sin θ上=n下sin θ下,由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则n下>n上,则θ下逐渐减小,画出光路图如图所示,则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向.2.(多选)(2023·湖南卷)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光光束与水面的夹角为α,如下图所示.他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是( BC )A.水的折射率为 eq \f(1,sin 41°) B.水的折射率为 eq \f(1,sin 49°) C.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°解析:他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,则说明α=41°时激光恰好发生全反射,则sin (90°-41°)= eq \f(1,n) ,则n= eq \f(1,sin 49°) ,A错误,B正确;当他以α=60°向水面发射激光时,入射角i1=30°,则根据折射定律有n sin i1=sin i2,折射角i2大于30°,则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°,C正确,D错误.
章末复习提升光 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(光的折射\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(折射定律\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(入射角θ1,折射角θ2,折射定律:n=①________,折射率与速度的关系:n=②________)),光路可逆,实验:测定玻璃的折射率)),全反射\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(条件:③____________________________,④____________________________,临界角C的计算公式:sin C=⑤________)),光的干涉\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(双缝干涉)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(条件:两列频率⑥________、相位差⑦________、振动情况⑧________的光,实验装置:双缝干涉仪,干涉图样:单色光是⑨____________、⑩____________的条纹,明暗条纹的产生条件\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(亮条纹:Δr=⑪________________,暗条纹:Δr=⑫________________)),条纹间距:Δx=⑬________,实验:用双缝干涉测量光的波长)),薄膜干涉及应用)),\a\vs4\al(光的,衍射)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(发生明显衍射的条件:孔或障碍物的尺寸⑭________________________________________,衍射图样:单色光是明暗⑮________、间隔⑯________的条纹(与干涉图样进行区分),实例:⑰____________、⑱____________、⑲____________)),\a\vs4\al(光的,偏振)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(偏振光与自然光的区别,偏振光的获得方法:(1)用偏振片;(2)使反射光与折射光垂直,则它们都成为偏振光,偏振现象说明光是⑳________________)),\a\vs4\al(激光)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特点:________________、________________、________________、________________,应用:光纤通信、激光测距、激光雷达、医疗“光刀”、读盘、切割金属、激光育种、激光武器等)))) [知识填写] ① eq \f(sin θ1,sin θ2) ② eq \f(c,v) ③光从光密介质射向光疏介质 ④入射角大于或等于临界角 ⑤ eq \f(1,n) ⑥相同 ⑦恒定 ⑧相同 ⑨明暗相间 ⑩间隔均匀 ⑪kλ (k=0,1,2,3,…) ⑫(2k-1) eq \f(λ,2) (k=1,2,3,…) ⑬ eq \f(Lλ,d) ⑭可以与光的波长相当,甚至比光的波长小 ⑮相间 ⑯不均匀 ⑰单缝衍射 ⑱圆孔衍射 ⑲泊松亮斑 ⑳横波 单色性好 相干性好 平行度好 亮度高统揽考情纵观近几年高考,本章已成为每年必考的内容,一般为计算题,选择题和实验题个别年份也有出现.本章主要考查光的折射和全反射,光的干涉和实验也是本章的重点.真题例析 (2022·广东卷)一个水平放置的圆柱形罐体内装了一半的透明液体,液体上方是空气,其截面如下图所示.一激光器从罐体底部P点沿着罐体的内壁向上移动,它所发出的光束始终指向圆心O点.当光束与竖直方向成45°角时,恰好观察不到从液体表面射向空气的折射光束.已知光在空气中的传播速度为c,求液体的折射率n和激光在液体中的传播速度v.答案: eq \r(2) eq \f(\r(2),2) c解析:当入射角达到45°时,恰好到达临界角C,根据sin C= eq \f(1,n) ,可得液体的折射率n= eq \f(1,sin C) = eq \f(1,sin 45°) = eq \r(2) ,由于n= eq \f(c,v) ,可知激光在液体中的传播速度v= eq \f(c,n) = eq \f(\r(2),2) c.1.(2023·江苏卷)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是( A )解析:根据折射定律n上sin θ上=n下sin θ下,由于地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大,则n下>n上,则θ下逐渐减小,画出光路图如图所示,则从高到低θ下逐渐减小,则光线应逐渐趋于竖直方向.2.(多选)(2023·湖南卷)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光光束与水面的夹角为α,如下图所示.他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是( BC )A.水的折射率为 eq \f(1,sin 41°) B.水的折射率为 eq \f(1,sin 49°) C.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°解析:他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,则说明α=41°时激光恰好发生全反射,则sin (90°-41°)= eq \f(1,n) ,则n= eq \f(1,sin 49°) ,A错误,B正确;当他以α=60°向水面发射激光时,入射角i1=30°,则根据折射定律有n sin i1=sin i2,折射角i2大于30°,则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°,C正确,D错误.
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