高考物理二轮总复习精品课件 第一编 核心专题突破 专题8 机械振动与机械波、光学(选考) 第二讲光学.ppt

3突破热考命题新情境、新考向:光学知识在生产生活中的应用情境解读光学知识在生产、生活、医疗、军事以及科技方面应用较多,比如小孔成像、影子的形成、彩虹、转弯镜、哈哈镜、海市蜃楼、沙漠蜃景、内窥镜、潜望镜、光导纤维、薄膜干涉、双缝干涉等。考向分析在高考几何光学知识的命题中,不管以哪种情境为背景切入,都是考查光的直线传播、光的反射、折射和全反射的理解及有关计算,从相应情境中抽象出光学模型是解答这类问题的关键。案例探究(1)求挡风玻璃和光学元件的折射率n;(2)请通过计算判断图中红外发射管应该在a还是在b位置?红外接收管应该在c还是在d位置?请画出当挡风玻璃外表面处于干燥状态时,红外线在挡风玻璃和光学元件中传播的光路图。答案(1)1.5(2)红外发射管在b位置,红外接收管在c位置,光路图见解析。解析(1)光线恰好发生全反射,光路图如图甲所示甲(2)红外发射管如果是在a位置向MN中点发射红外线,如图乙所示乙所以红外发射管不能在a位置向MN中点发射红外线,则红外发射管在b位置向MN中点发射红外线,红外接收管是在c位置,大致光路图如图丙所示。丙角度拓展1(2023山东菏泽高三一模)光刻机利用光源发出的紫外线,将精细图投影在硅片上,再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力,可在光刻胶和投影物镜之间填充液体,提高分辨率,如图所示。若浸没液体的折射率为1.65,当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm,则加上液体后()A.紫外线进入液体后波长变短,光子能量增加B.传播相等的距离,在液体中所需的时间变为原来的C.紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射,能提高分辨率D.在液体中的曝光波长约为117nmD角度拓展2(2023山东卷)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为n(n)。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至N下端面,N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ,求θ的正弦值。(2)被测物体自上而下微小移动,使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。解析(1)如图甲所示,射向下端面的光与水平方向的最大偏角的正弦值甲(2)如图乙所示,光刚好能照到N下端时,玻璃丝下端面到被测物体的距离乙大题突破(六):光的折射与全反射的综合应用典例示范(7分)(2021山东卷)超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖,其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜,顶角为θ。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射,经过前两个棱镜后分为平行的光束,再经过后两个棱镜重新合成为一束,此时不同频率的光前后分开,完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离d=100.0mm,脉冲激光中包含两种频率的光,它们在棱镜中的折射率(1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出,求θ的取值范围。(2)若θ=37°,求两种频率的光通过整个展宽器的过程中,在空气中的路程差ΔL。(保留3位有效数字)解析(1)由几何关系可得,光线在第一个三棱镜右侧斜面上的入射角等于θ,要使得两种频率的光都从左侧第一个棱镜斜面射出,则θ需要比两种频率光线的全反射角都小,设C是全反射的临界角,根据折射定律得折射率越大,临界角越小,代入较大的折射率得Cmin=45°②(1分)所以顶角θ的范围为0θ45°(或θ45°)。③(1分)(2)脉冲激光从第一个三棱镜右侧斜面射出时发生折射,设折射角分别为α1ΔL=2(L1-L2)⑥(1分)联立各式,代入数据得ΔL=14.4mm。⑦(1分)原生态样卷剖析学生答卷及批阅展示教师点评1.(1)中必要的文字说明不完整,当然由于结果正确,可以得分。技巧:必要的文字说明需要用简短的语言指明研究对象、研究过程和应用的规律,题干中没有的符号要做出说明。2.⑥式路程差的表达式忘记乘以2,不能得分。3.由于⑥式路程差的表达式错误,导致最终结果⑦式错误,不能得分。技巧:列表达式时,要分步列式,不要列连等式或总式,这样即便最终结果错误,前面正确的表达式依然得分。总评:该题满分7分,该考生实际得分为5分,没找准路程差ΔL的表达式,主要原因可能还是审题不细致,没有看到四棱镜“对称放置”,只考虑左侧光路的路程差,遗漏了右侧光路的路程差。由此可见,认真审题、准确把握题干信息的重要性。解答思路归纳本