TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc20887" 題型一 幾何光學(xué) PAGEREF _Tc20887 \h 1
\l "_Tc27033" 類型1 折射定律和折射率的理解及應(yīng)用 PAGEREF _Tc27033 \h 1
\l "_Tc18765" 類型2 全反射現(xiàn)象的理解和綜合分析 PAGEREF _Tc18765 \h 10
\l "_Tc21622" 題型二 物理光學(xué) PAGEREF _Tc21622 \h 26
\l "_Tc4066" 類型1 光的干涉現(xiàn)象 PAGEREF _Tc4066 \h 26
\l "_Tc29657" 類型2 光的衍射和偏振現(xiàn)象 PAGEREF _Tc29657 \h 34
\l "_Tc15982" 類型3 電磁振蕩、電磁波 PAGEREF _Tc15982 \h 40
\l "_Tc4017" 題型三 幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合 PAGEREF _Tc4017 \h 49
\l "_Tc2965" 類型1 光的折射現(xiàn)象和物理光學(xué) PAGEREF _Tc2965 \h 49
\l "_Tc210" 類型2 全反射現(xiàn)象和物理光學(xué) PAGEREF _Tc210 \h 55
\l "_Tc32401" 類型3 光學(xué)與其他知識(shí)的綜合問題 PAGEREF _Tc32401 \h 62
題型一 幾何光學(xué)
【解題指導(dǎo)】1．光的折射和全反射的三個(gè)公式：(1)n＝eq \f(sin θ1,sin θ2)；(2)n＝eq \f(c,v)；(3)sin C＝eq \f(1,n).
2.解題關(guān)鍵：準(zhǔn)確作出光路圖；充分運(yùn)用幾何圖形中的邊角關(guān)系、三角函數(shù)、相似三角形等知識(shí)．
類型1 折射定律和折射率的理解及應(yīng)用
1.對(duì)折射率的理解
(1)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq \f(c,n)。
(2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。
(3)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長不同，但頻率相同。
2.光路的可逆性
在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來的入射光線發(fā)生折射。
3.解決光的折射問題的思路
(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。
(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)。
(3)利用折射定律、折射率公式求解。
(4)注意折射現(xiàn)象中光路是可逆的。
4.常見介質(zhì)對(duì)光路的控制
1．現(xiàn)有一光線以相同的入射角，打在不同濃度的兩杯溶液中，折射光線如圖所示，已知折射率隨濃度增大而變大。則（ ）
A．甲折射率大B．甲濃度小C．甲速度大D．甲臨界角大
2．為了從坦克內(nèi)部觀察外部的目標(biāo)，在坦克壁上開了一個(gè)小孔，孔內(nèi)安裝一透明材料，厚度與坦克壁厚度相同．ABCD為該材料的縱截面，如圖所示。已知坦克壁厚度為，該材料對(duì)光的折射率為。不考慮光在面的反射，若坦克內(nèi)的人通過這塊材料能看到的外界角度范圍最大為，則之間的距離為（ ）
A．B．C．D．
3．如圖所示，某透明均質(zhì)光學(xué)元件的截面ABCD是長為2L、寬為L的矩形。一細(xì)束單色光從AB邊上中點(diǎn)P，以與AB邊夾角的方向由真空中射入該元件，經(jīng)折射后從CD邊上M點(diǎn)（圖中未畫出）出射。已知該元件對(duì)該單色光的折射率，則PM的長度為（ ）（取，不考慮光的反射）
A．B．C．D．
4．如圖所示，半圓為某種透明材料的截面，點(diǎn)到的距離等于半徑的一半。一細(xì)光束從點(diǎn)以角射入材料，折射光線剛好照射在點(diǎn)，一細(xì)光束從點(diǎn)以平行于的方向射入材料，折射光線剛好照射在點(diǎn)。光在真空中傳播的速度為，則細(xì)光束和在透明材料中傳播的速度大小分別為（ ）
A．B．C．D．
5．當(dāng)入射的自然光以某特定角度射入界面時(shí)，反射光線與折射光線是互相垂直的偏振光，通常將此角度叫布儒斯特角。如圖所示，一束光線從真空中射入折射率的介質(zhì)，入射角為，已知光在真空中的傳播速度，下列說法中不正確的是（ ）
A．當(dāng)入射角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象
B．當(dāng)入射角為布儒斯特角時(shí)，反射光與入射光一樣都是橫波
C．布儒斯特角滿足關(guān)系
D．光在此介質(zhì)中的傳播速度為
5.在桌面上鋪上白紙，長方形玻璃磚ABCD放在白紙上，用鉛筆畫出玻璃磚的輪廓線，然后作出直線MN，讓直線MN與玻璃磚的AB邊平行。作玻璃磚AD邊平行線與CD、AB分別交于O、。拿一只激光筆，讓紅色激光束從O點(diǎn)以某一入射角射到玻璃磚上，經(jīng)過玻璃磚兩次折射后紅色激光束照射到直線MN上的P點(diǎn)，在其他條件不變的情況下，僅取走玻璃磚，紅色激光束照射到直線MN上的Q點(diǎn)，是直線OQ與AB的交點(diǎn)，測得，，，則玻璃磚的折射率為（ ）
A．B．C．D．
類型2 全反射現(xiàn)象的理解和綜合分析
1.分析綜合問題的基本思路
(1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。
(2)判斷入射角是否大于等于臨界角，明確是否發(fā)生全反射現(xiàn)象。
(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識(shí)進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問題。
(4)折射率n是討論折射和全反射問題的重要物理量，是聯(lián)系各物理量的橋梁，應(yīng)熟練掌握跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式。
2.求光的傳播時(shí)間的一般思路
(1)全反射現(xiàn)象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化。即v＝eq \f(c,n)。
(2)全反射現(xiàn)象中。光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定。
(3)利用t＝eq \f(l,v)求解光的傳播時(shí)間。
1．如圖所示，由折射率為n的透明材料制成、半徑為R的半圓柱形透明磚平放在桌面上，A、C為透明磚的截面直徑的上、下端點(diǎn)，計(jì)時(shí)開始，激光束垂直AC對(duì)應(yīng)的側(cè)面照射到A點(diǎn)，此后激光束沿AC方向以速度v勻速向C點(diǎn)平移，忽略光在透明磚中的傳播時(shí)間，從圓弧面ABC上開始有光射出的時(shí)刻為（ ）
A．B．C．D．
2．如圖所示，水中的潛水員看到水面以上的所有景物都會(huì)處在一個(gè)倒立的圓錐內(nèi)，已知該圓錐軸截面的頂角為α，光在真空中的傳播速度為c。則光在水中的傳播速度為（ ）
A．B．C．D．
3．如圖為水流導(dǎo)光實(shí)驗(yàn)，出水口受激光照射，下方桶中的水被照亮，不計(jì)空氣阻力，則（ ）
A．激光在水和空氣中傳播的速度大小相等B．激光在水與空氣的界面上發(fā)生了全反射
C．水在空中的速度大小均勻變化D．水在空中的速度方向變化越來越快
4．如圖所示是光由空氣經(jīng)過點(diǎn)射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射向空氣中的光路圖，點(diǎn)是半圓形玻璃磚的圓心。下列敘述正確的是（ ）
A．光線在圓弧界面上會(huì)發(fā)生全反射
B．在圓弧界面上始終有光線出射
C．增大角度，光線會(huì)在下界面發(fā)生全反射
D．增大角度，玻璃的折射率增大
5．如圖a所示，公園里的裝飾燈在晚上通電后會(huì)發(fā)出非常漂亮的光。該裝飾燈可簡化為圖b所示模型，該裝飾燈為對(duì)紅光折射率的透明材料制成的棱長為的立方體，中心有一個(gè)發(fā)紅光點(diǎn)光源，不考慮光的二次反射，光速為，則（ ）
A．立方體某一面有光射出部分的圖形是橢圓
B．若不考慮多次反射，光線從玻璃磚射出的最長時(shí)間為
C．若點(diǎn)光源發(fā)出的光由紅光變?yōu)樗{(lán)光，表面有光射出的區(qū)域面積將增大
D．從外面看玻璃磚被照亮的總面積為
6.如圖所示，橫截面為圓環(huán)的柱形容器由折射率為n的玻璃制成，其外徑為，內(nèi)徑為，MN為一條直徑。有兩束光線，其中光線A在紙平面內(nèi)傳播，從M點(diǎn)射向容器，經(jīng)一次折射后，恰好與容器內(nèi)壁相切，另一束光線B平行于MN射向容器，經(jīng)過一次折射后，恰好在容器內(nèi)壁發(fā)生全反射，則下列說法正確的是（ ）

A．光線A的入射角正弦值為
B．光線B到MN的距離等于
C．光線A的入射角大于光線B的入射角
D．光線B從射入柱形容器外壁到第一次到達(dá)內(nèi)壁的時(shí)間為
7.如圖所示，透明玻璃體的下半部分是圓柱體，上半部分是半球體，圓柱體的底面半徑和高均為，半球體的半徑也為為半球體的球心，為圓柱體底面圓心。現(xiàn)有一束光從處射向玻璃體，入射光與的夾角為，逐漸增大，使得光線從半球體點(diǎn)射出，射出方向與平行，點(diǎn)距半球體底面的距離為，已知光在真空中傳播速度為。求：
（?。┩该鞑Ａw的折射率；
（ⅱ）逐漸增大，求光在玻璃體里面的最短傳播時(shí)間。

8.如圖所示，半圓玻璃磚的半徑，直徑AB與光屏MN垂直并接觸于A點(diǎn)。一束激光a從半圓弧表面上射向半圓玻璃磚的圓心O，光線與豎直直徑AB之間的夾角為，最終在光屏MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑，且兩個(gè)光斑之間距離為。求：
（i）玻璃磚的折射率；
（ⅱ）改變激光Q的入射方向，使光屏MN上只剩一個(gè)光斑，求此光斑離A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離。

9.我國航天員王亞平在空間站進(jìn)行太空授課時(shí)，往水球里注入一個(gè)氣泡，觀察水球產(chǎn)生的物理現(xiàn)象．一同學(xué)畫了過球心的截面圖，如圖所示，內(nèi)徑是，外徑是．假設(shè)一束單色光（紙面內(nèi)）從外球面上A點(diǎn)射入，光線與直線所成夾角，經(jīng)折射后恰好與內(nèi)球面相切。已知光在真空中傳播速度為c，求：
（1）單色光在水球中的折射率和傳播時(shí)間；
（2）入射角的正弦值為多大時(shí)，光束在內(nèi)球恰好發(fā)生全反射。
10.如圖所示，三角形是直角三棱鏡的橫截面，其中。當(dāng)光線垂直于邊由中點(diǎn)射入時(shí)，剛好在邊上發(fā)生全反射。已知邊的長度為，光在真空中的傳播速度為。
（1）求棱鏡的折射率為多大；
（2）若使光線從邊的中點(diǎn)平行于邊射入，求光在棱鏡中的傳播時(shí)間（不考慮由面返回的光）。

題型二 物理光學(xué)
類型1 光的干涉現(xiàn)象
1．雙縫干涉
(1)條紋間距公式：Δx＝eq \f(l,d)λ，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大。
(2)明暗條紋的判斷方法
如圖所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點(diǎn)的路程差為Δr＝r2－r1。
當(dāng)Δr＝kλ(k＝0，1，2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)亮條紋。
當(dāng)Δr＝(2k＋1)eq \f(λ,2)(k＝0，1，2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋。
2．薄膜干涉
(1)形成原因：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。
(2)亮暗條紋的判斷方法
兩個(gè)表面反射回來的兩列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍。
在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1，2，3…)，薄膜上出現(xiàn)亮條紋。
在Q處，Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。
1.如圖甲所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理圖，屏上的點(diǎn)位于雙縫和的中垂線上，在雙縫與屏之間充滿折射率為n的均勻介質(zhì)。用一單色光垂直照射雙縫，在屏上會(huì)產(chǎn)生干涉條紋，屏上點(diǎn)是一條暗條紋的中心，點(diǎn)到點(diǎn)的距離為x。已知該單色光在真空中的波長為，雙縫與屏之間的距離為L，則雙縫和間的距離為（ ）
A．B．
C．D．
2.如圖，利用平面鏡也可以實(shí)現(xiàn)楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說法正確的是（ ）

A．光屏上的條紋關(guān)于平面鏡M上下對(duì)稱
B．相鄰亮條紋的間距為
C．若將平面鏡向右移動(dòng)一些，相鄰亮條紋間距不變
D．若將平面鏡向右移動(dòng)一些，亮條紋數(shù)量保持不變
3.劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條紋有如下特點(diǎn)：（1）任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相鄰亮條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖甲所示裝置中再加上一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋將（ ）
A．變疏B．變密C．不變D．消失
4．用平行單色光豎直向下照射一透明薄膜，形成的干涉圖樣如圖所示。相鄰兩亮條紋的中心間距依次為、、、……，已知。則該透明薄膜豎直截面的形狀可能是（ ）
A．B．
C．D．
5．某小組用圖甲裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)完畢后，在屏上觀察到如圖乙所示的豎直條紋。下列說法正確的是（ ）
A．縮小單縫到雙縫的距離，可使干涉條紋間距變大
B．在實(shí)驗(yàn)中，通過目鏡看到的干涉條紋場景如圖乙所示，糾正圖中問題只需旋轉(zhuǎn)測量頭
C．僅更換雙縫間距更小的雙縫，干涉條紋間距將變小
D．僅將綠色濾光片換為紅色濾光片，干涉條紋間距將變小
6．1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí)，平面鏡意外傾斜了某微小角度，如圖所示。S為單色點(diǎn)光源。則（ ）
A．沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋間距變大
B．沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變
C．若，沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距變大
D．若，沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋間距變小
7．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以測定液體的折射率，將水平面上一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，使在兩玻璃表面之間形成一個(gè)傾角很小的劈形空氣薄膜（空氣可視為真空，折射率為），光從上方入射后，從上往下看到干涉條紋，測得相鄰亮條紋間距為；保證傾角不變，在兩塊平板玻璃之間充滿待測液體，然后用同種單色光垂直照射玻璃板，測得相鄰亮條紋間距為，則該液體的折射率為（ ）
A．B．C．D．
類型2 光的衍射和偏振現(xiàn)象
1．對(duì)光的衍射的理解
(1)波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別。
(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時(shí)，光才可以看做是沿直線傳播的。
2．單縫衍射與雙縫干涉的比較
3.光的干涉和衍射的本質(zhì)
光的干涉和衍射都屬于波的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的。
4．光的偏振
(1)自然光與偏振光的比較
(2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等。
1.以線狀白熾燈為光源，通過狹縫觀察該光源，可以看到( )
A．黑白相間的條紋，這是光的干涉
B．黑白相間的條紋，這是光的衍射
C．彩色的條紋，這是光的干涉
D．彩色的條紋，這是光的衍射
2.利用旋光儀這種儀器可以用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是：偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會(huì)以傳播方向?yàn)檩S線，旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度θ，這一角度稱為“旋光角”，θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是( )
A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱
B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱
C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θ
D．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光的強(qiáng)度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θ
3.下列關(guān)于光的性質(zhì)說法正確的是( )
A．托馬斯·楊通過光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)，證明了光是一種波
B．日落時(shí)分，在岸上拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振片可以使影像更清晰
C．馬路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的干涉現(xiàn)象
D．照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜，以增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，是應(yīng)用了光的全反射現(xiàn)象
4．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，通過狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋，這兩種現(xiàn)象（ ）
A．前者是光的衍射現(xiàn)象，后者是光的折射現(xiàn)象
B．前者是光的干涉現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象
C．前者是光的干涉現(xiàn)象，后者時(shí)光的折射現(xiàn)象
D．前者是光的衍射現(xiàn)象，后者是光的干涉現(xiàn)象
5．光在生產(chǎn)生活及現(xiàn)代科技中有著廣泛的運(yùn)用，下列關(guān)于光的說法正確的是（ ）
A．全息照相運(yùn)用了光的偏振
B．立體電影利用了光的衍射
C．陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象
D．拍攝玻璃櫥窗中的物體，通常要在照相機(jī)鏡頭前加一個(gè)濾光片來消除反光
6．用圖示實(shí)驗(yàn)裝置演示光的偏振現(xiàn)象，白熾燈O發(fā)出的光通過兩個(gè)透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，通過偏振片前后的光束分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列說法正確的是（ ）
A．白熾燈發(fā)出的光是縱波
B．偏振片Q起到檢偏的作用
C．光束Ⅱ中光振動(dòng)方向與透振方向垂直
D．將偏振片Q以光傳播方向?yàn)檩S轉(zhuǎn)過45°，光束Ⅲ完全消失
7.某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，下列說法正確的是（ ）
A．甲圖的亮斑是“泊松亮斑”，屬于圓盤衍射
B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個(gè)亮斑，后來泊松發(fā)現(xiàn)圓板中心確實(shí)有這個(gè)亮斑
C．不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是清晰的
D．發(fā)生圓孔衍射時(shí)，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠(yuǎn)大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里
8.某研究性學(xué)習(xí)小組用激光束照射圓孔和不透明圓板后，分別得到如圖甲、乙所示的圖樣，則下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．甲圖屬于圓孔衍射
B．乙圖的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出這個(gè)亮斑，后來泊松發(fā)現(xiàn)圓板中心的確有這個(gè)亮斑
C．不管是圓孔衍射還是圓盤衍射，影像的邊緣輪廓都是模糊不清的
D．發(fā)生圓孔衍射時(shí)，圓形光環(huán)的圖樣半徑遠(yuǎn)大于圓孔的半徑，即光繞到障礙物的影子里
9.圖示為通過3D眼鏡看電腦顯示屏的照片，下列說法正確的是（ ）
A．左側(cè)鏡片上涂有增反膜
B．右側(cè)鏡片上涂有增透膜
C．兩側(cè)鏡片為透振方向不同的偏振片
D．電腦顯示屏發(fā)出的光為自然光
類型3 電磁振蕩、電磁波
1．電磁振蕩的特點(diǎn)
LC電路工作過程具有對(duì)稱性和周期性。
(1)兩個(gè)物理過程
①放電過程：電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，q↓→i↑，電流從正極板流向負(fù)極板。
②充電過程：磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，q↑→i↓，電流從負(fù)極板流向正極板。
(2)兩個(gè)特殊狀態(tài)
①充電完畢狀態(tài)：磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢，電場能最大，磁場能最小(為零)。
②放電完畢狀態(tài)：電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場能最大，電場能最小(為零)。
(3)在一個(gè)周期內(nèi)，充電、放電各兩次，振蕩電流的方向改變兩次；電場能(或磁場能)完成兩次周期性變化。
2．對(duì)麥克斯韋電磁場理論的理解
3．對(duì)電磁波的理解
(1)電磁波是橫波。電磁波的電場、磁場、傳播方向三者兩兩垂直。
(2)電磁波與機(jī)械波的比較
1．如圖所示的LC振蕩電路中，已知某時(shí)刻電流i的方向指向A板，則（ ）
A．若僅增大線圈的自感系數(shù)，振蕩頻率增大
B．若僅增大電容器的電容，振蕩頻率增大
C．若i正在減小，則線圈兩端電壓在增大
D．若i正在增大，此時(shí)A板帶正電
2．為了保證考試的公平，大型考試中廣泛使用了金屬探測器，圖甲就是一款常用的金屬探測器，其內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示，線圈靠近金屬時(shí)，線圈的自感系數(shù)增大。若某時(shí)刻電路中的電流方向如圖所示，電容器A極板帶正電，則下列說法正確的是（ ）
A．電路中的電流正在增大
B．電容器兩板的電壓在減小
C．線圈中的自感電動(dòng)勢在增大
D．線圈靠近金屬時(shí)，LC振蕩電路的周期減小
3．金屬探測儀在各場景廣泛應(yīng)用，探測儀內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)探測儀檢測到金屬物體時(shí)，探測儀線圈的自感系數(shù)會(huì)發(fā)生變化，從而引起振蕩電路中的電流頻率發(fā)生變化，探測儀檢測到這個(gè)變化就會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲響。在LC振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中的磁場方向和電容器中的電場方向如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．此時(shí)電容器中的電場能正在減小
B．此時(shí)穿過線圈的磁通量的變化率正在增大
C．若LC振蕩電路中的電感減小，則其振蕩周期增大
D．若自感系數(shù)L和電容C都增大到原來的2倍，則其振蕩周期變?yōu)樵瓉淼?br>4．如圖所示，i—t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。在ab時(shí)間段，以下說法中正確的是（ ）
A．回路電流正在增大B．電場能正在減小
C．電容器正在放電D．磁場能正在減小
5．振蕩電路中某時(shí)刻電容器內(nèi)電場與線圈內(nèi)磁場情況如圖所示，該時(shí)刻（ ）
A．電容器在充電，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化
B．電容器在充電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化
C．電容器在放電，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化
D．電容器在放電，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化
6．如圖所示是LC振蕩電路和通過電路中P點(diǎn)的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律。若規(guī)定流過P點(diǎn)向左為電流的正方向，則下列說法中正確的是（ ）
A．在0～t1內(nèi)，電容器C在放電
B．在t1～t2內(nèi)，電容器C上極板帶負(fù)電
C．在t2～t3內(nèi)，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化
D．在t3～t4內(nèi)，P點(diǎn)電勢比Q點(diǎn)電勢高
7．飛機(jī)失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在30天內(nèi)能以一定的頻率自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，人們就可利用探測儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)來確定黑匣子的位置。如圖甲是黑匣子中電磁波發(fā)射電路中的LC 電磁振蕩電路，圖乙為電容器的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖像，t=0時(shí)刻電容器的M板帶正電。下列關(guān)于 LC 電磁振蕩電路的說法中正確的是（ ）
A．若減小電容器的電容，則發(fā)射的電磁波波長變長
B．0~t?時(shí)間內(nèi)，線圈中的磁場方向向下
C．時(shí)間內(nèi)，線圈的磁場能不斷減小
D．時(shí)間內(nèi)，電容器N板帶正電，電容器正在充電
8.麥克斯韋通過對(duì)電磁場統(tǒng)一理論的研究，預(yù)言了電磁波的存在。下列有關(guān)電磁波的理解正確的是（ ）
A．電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度都是相同的
B．電磁波和機(jī)械波一樣，都依靠介質(zhì)傳播振動(dòng)形式和能量
C．太空中傳送至地面的無線電波是橫波
D．電磁波與機(jī)械波一樣可以發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象，但不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象
9.正是人類對(duì)電與磁的研究，發(fā)展成了電磁場與電磁波的理論。下列說法正確的是（ ）
A．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，并創(chuàng)造性地用“磁感線”形象地描述“場”的物理圖景
B．麥克斯韋建立了電磁場理論，并在實(shí)驗(yàn)中捕捉到了電磁波
C．普朗克認(rèn)為振動(dòng)著的帶電微粒的能量是連續(xù)的
D．愛因斯坦認(rèn)為光是一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子叫作光子
10.電磁波譜及其相關(guān)應(yīng)用如圖所示，下列說法不正確的是（ ）
A．電磁波是一種物質(zhì)B．可見光中紅光光子的能量最大
C．紫外線可以用來滅菌消毒D．電磁波中最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波
題型三 幾何光學(xué)與物理光學(xué)的綜合
類型1 光的折射現(xiàn)象和物理光學(xué)
1.如圖甲所示，我國航天員王亞平在天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現(xiàn)象。液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內(nèi)部形成一個(gè)同心球形氣泡，如圖乙所示。假設(shè)此液體球其內(nèi)外半徑之比為，當(dāng)由a、b、c三種顏色的光組成的細(xì)光束在過球心的平面內(nèi)，從A點(diǎn)以的入射角射入球中，其中光的折射光線剛好與液體球內(nèi)壁相切，則下列說法正確的是（ ）
A．該液體材料對(duì)a光的折射率小于對(duì)c光的折射率
B．若繼續(xù)增大入射角i，b光可能因發(fā)生全反射而無法射出液體球
C．該液體材料對(duì)光的折射率為
D．光在液體球中的傳播速度最小
2.一束復(fù)色可見光射到置于空氣中的平板玻璃上，穿過玻璃后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，如圖所示。對(duì)于兩束單色光來說（ ）

A．玻璃對(duì)a光的折射率較小B．a(chǎn)光在玻璃中傳播的速度較大
C．b光的波長較長D．b光光子的能量較大
3.彩虹的形成是雨后太陽光射入空氣中的水滴先折射，然后在水滴的背面發(fā)生反射，最后離開水滴時(shí)再次折射形成。如圖所示，一束太陽光從左側(cè)射入球形水滴，a、b是其中的兩條出射光線，一條是紅光，另一條是紫光。關(guān)于a光和b光的說法中，正確的是（ ）
A．a(chǎn)光是紅光B．a(chǎn)光的波長更長
C．b光更容易發(fā)生衍射D．在真空中傳播時(shí)，b光的速度更大
4．彩虹的形成原理可簡化為如圖，陽光由空氣射入球形水滴后，可分成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光，其中a、b是射出的某兩種單色光（其他色光沒有畫出），則下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)光在水滴中的傳播速度較大
B．a(chǎn)光和b光在水滴中的傳播速度相等
C．若b光是靛光，則a光一定是紫光
D．若a光是綠光，則b光可能是紫光
5．如圖所示為圓柱體玻璃磚的橫截面，虛線為圓形截面的直徑，一光束從真空中經(jīng)直徑端點(diǎn)斜射入玻璃磚，進(jìn)入玻璃磚后分成、兩束單色光，分別從、點(diǎn)射出玻璃磚，下列說法正確的是（ ）
A．光的頻率比光的小
B．光在玻璃磚中的傳播速度比光的小
C．光的波長比光的波長大
D．、兩束單色光通過玻璃磚的時(shí)間相同
6.如圖所示，一束光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在玻璃磚與空氣的界面上發(fā)生反射和折射，入射角為，折射角為。下列說法正確的是（ ）
A．反射光的頻率大于入射光的頻率B．折射光的波長等于入射光的波長
C．若增大入射角，則折射角將減小D．若增大入射角，則折射光將減弱
類型2 全反射現(xiàn)象和物理光學(xué)
1．如圖所示，一束紅光以30°入射角射向半圓玻璃磚的平直邊，在玻璃磚與空氣的分界面上發(fā)生了反射和折射。若保持半圓玻璃磚不動(dòng)，入射光線與法線的夾角從30°逐漸緩慢增大到90°的過程中（ ）
A．反射角變小B．反射光的亮度不變
C．折射光的亮度不變D．折射光會(huì)消失
2.如圖甲所示，為研究一半圓柱形透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，用激光由真空沿半圓柱體的徑向射入，入射光線與法線成θ角，由光學(xué)傳感器CD可以探測反射光的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)獲得從AB面反射回來的反射光的強(qiáng)度隨θ角變化的情況如圖乙所示。光在真空中傳播速度為c，則該激光在這種透明新材料中（ ）
A．折射率為
B．傳播速度為c
C．θ=0°時(shí)，反射光強(qiáng)度為0
D．反射光的強(qiáng)度隨θ角的增大而增大
3．一束細(xì)光束由真空沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體，如圖甲所示，對(duì)其射出后的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)折射光線的強(qiáng)度隨著的變化而變化，如圖乙的圖線所示，則下列說法正確的是（ ）
A．透明體的臨界角為B．透明體的臨界角為
C．透明體的折射率為D．透明體的折射率為
4．如圖所示，一束復(fù)色光通過矩形玻璃磚后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)光的頻率比b光大
B．在玻璃磚中的傳播速度，a光比b光小
C．若用b光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，則用a光照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)
D．通過同一雙縫干涉演示儀，a光形成的條紋間距比b光的大
6．為了研究某種透明新材料的光學(xué)性質(zhì)，先將其壓制成半圓柱形，如圖甲所示。一束激光由真空沿半圓柱體的徑向與其底面過O的法線成角射入，CD為光學(xué)傳感器，可以探測光的強(qiáng)度。從AB面反射回來的光強(qiáng)隨變化的情況如圖乙所示。又將這種新材料制成的一根光導(dǎo)纖維束彎成半圓形，暴露于空氣中（假設(shè)該激光在空氣中的折射率與其在真空中的相同），此半圓形外半徑為R，光導(dǎo)纖維束的半徑為r，如圖丙所示。已知，，下列說法正確的是（ ）
A．該激光在此新材料中的折射率
B．圖甲中若減小入射角，則反射光線和折射光線之間的夾角也將變小
C．用同種激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入，若該束激光恰好不從光導(dǎo)纖維束側(cè)面外泄，則彎成的半圓形外半徑R與光導(dǎo)纖維束半徑r應(yīng)滿足的關(guān)系R=5r
D．如果用紅色激光垂直于光導(dǎo)纖維束端面EF射入時(shí)該激光不會(huì)從側(cè)面外泄，則換成紫色激光時(shí)將可能會(huì)從側(cè)面外泄
7.某實(shí)驗(yàn)小組用完全相同的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，僅換用頻率不同的單色光a、b得到的干涉圖樣分別如圖甲、乙所示，下列說法中正確的是（ ）

A．a(chǎn)光子的能量大于b光子的能量
B．b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
C．單色光a在水中的傳播速度比b光快
D．從同一種介質(zhì)射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角小于b光的臨界角
8.用a、b兩束單色光照射同一單縫做衍射實(shí)驗(yàn)，觀察衍射圖樣發(fā)現(xiàn)：a光的中央亮紋比b光的中央亮紋窄，下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)、b兩束單色光以相同的入射角從空氣射入水中，b光的折射角小
B．a(chǎn)、b兩束單色光在水下同一深度處，b光照亮水面的面積較大
C．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距較大
D．用a光照射某金屬，不能發(fā)生光電效應(yīng)，用b光照射有可能發(fā)生光電效應(yīng)
類型3 光學(xué)與其他知識(shí)的綜合問題
1.(多選)一束復(fù)色光射到平行玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚下表面射出后分為a、b兩束光，下列說法正確的是( )
A．在玻璃磚中a光的傳播速度小于b光的傳播速度
B．若從同一介質(zhì)射入真空，發(fā)生全反射時(shí)a光的臨界角比b光的大
C．通過同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋間距Δxa＞Δxb
D．a(chǎn)、b兩束光分別照射到同種金屬上，相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，則Ua＞Ub
2.由a和b兩種頻率的光組成的光束，經(jīng)玻璃三棱鏡折射后的光路如圖所示。a光是氫原子由n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的。下列說法中正確的是( )
A．該三棱鏡對(duì)a光的折射率較大
B．在該三棱鏡中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度
C．用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，a光干涉條紋的間距大于b光干涉條紋的間距
D．b光可能是氫原子從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的
3.1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，利用的基本裝置如圖所示，單色縫光源S與平面鏡M平行。某次實(shí)驗(yàn)，S發(fā)射波長為的單色光a，光屏上形成干涉條紋，虛線上方的第二條亮條紋出現(xiàn)在N處；若S發(fā)射波長為的單色光b，光屏上N處出現(xiàn)第三條亮條紋。已知單色光源S與鏡面所在直線間的距離為h，與光屏間的距離為l，不考慮半波損失，下列說法正確的是（ ）

A．單色光波長為λ時(shí)光屏上干涉條紋間距為
B．兩單色光的光子動(dòng)量之比
C．若將平面鏡M右移一小段距離，光屏上的條紋間距變小
D．若撤去平面鏡M，光屏上仍然能出現(xiàn)明暗相間的條紋
4．大連光源是中國科學(xué)院研制的中國第一臺(tái)大型自由電子激光科學(xué)研究裝置，是當(dāng)今世界上唯一運(yùn)行在極紫外波段的自由電子激光裝置，也是世界上最亮的極紫外光源，極紫外光源發(fā)出的極紫外線比紫外線的波長還要短，下列關(guān)于紫外線和極紫外線的判斷正確的是（ ）
A．極紫外線光子的能量小于紫外線光子的能量
B．由玻璃射向真空時(shí)極紫外線的臨界角小于紫外線的臨界角
C．利用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)極紫外線的條紋間距較大
D．分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)，極紫外線對(duì)應(yīng)的遏止電壓小于紫外線對(duì)應(yīng)的遏止電壓
5．如圖所示，波長為和的兩種單色光射入三棱鏡，經(jīng)折射后射出兩束單色光a和b，則這兩束光（ ）
A．照射同一種金屬均有光電子逸出，光電子最大初動(dòng)能
B．射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條件間距
C．在水中的傳播速度
D．光子動(dòng)量
類別
項(xiàng)目
平行玻璃磚
三棱鏡
圓柱體(球)
結(jié)構(gòu)
玻璃磚上下表面是平行的
橫截面為三角形
橫截面是圓
對(duì)光線
的作用
通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移
通過三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折
圓界面的法線是過圓心的直線，經(jīng)過兩次折射后向圓心偏折
應(yīng)用
測定玻璃的折射率
全反射棱鏡，改變光的傳播方向
改變光的傳播方向
單縫衍射
雙縫干涉
不同點(diǎn)
條紋寬度
條紋寬度不等，
中央最寬
條紋寬度相等
條紋間距
各相鄰條紋間距不等
各相鄰條紋等間距
亮度情況
中央條紋最亮，
兩邊變暗
條紋清晰，亮度基本相同
相同點(diǎn)
干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋
類別
自然光(非偏振光)
偏振光
光的
來源
從普通光源發(fā)出的光
自然光通過起偏器后的光
光的振
動(dòng)方向
在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿任意方向振動(dòng)，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同
在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿特定方向振動(dòng)
名稱
項(xiàng)目
電磁波
機(jī)械波
產(chǎn)生
由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生
由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生
波的特點(diǎn)
橫波
縱波或橫波
波速
在真空中等于光速
c＝3×108 m/s
在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340 m/s)
是否需
要介質(zhì)
不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)
必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)
能量傳播
電磁能
機(jī)械能

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