2014届高考物理《光》核心考点解读
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《光》核心考点解读
光学是高中物理的重要章节，是整个物理学的基础内容，是高考的重点内容之一。高考涉及考点有涉及考点有：光的折射、光的干涉、实验：用双缝干涉测量光的波长、光的颜色 色散、光的衍射、光的偏振、全反射和激光等。选择题、填空题、计算题都有可能，难度中等。本文通过典型例题解读这些核心考点，希望对同学们的学习有所帮助。
考点1：光的折射定律
折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 ，如果用n来表示这个比例常数，公式n＝．
例1：（2013?·四川高考题）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知( )
A．折射现象的出现说明光是纵波
B．光总会分为反射光和折射光
C．折射光与入射光的传播方向总是不同的
D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
【解析】折射现象不能说明光是横波还纵波，选项A错误；当发生全反射时，无折射光，选项B错误；当光线沿法线入射时，光的传播方向不变，选项C错误；根据光在介质中传播公式v＝可知，选项D正确．
【答案】 D
【点评】光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。
考点2：折射率
折射率：光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的，这个常数n跟介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率。介质的折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比：
例2：（2011?安徽高考题）实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则( )
A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光
【解析】 由科西经验公式可知，各色光波长λ越长，折射率n越小．当太阳光进入三棱镜后发生色散，由光路图可知，a光折射率最小，d光折射率最大；故a光波长最长，d光波长最短；因此a光是可见光中的红光，d光是可见光中的紫光．故选项D正确，选项A、B、C错误．
【答案】D
【点评】光疏介质和光密介质：光疏介质：折射率小的介质叫光疏介质。在光疏介质中，光速较大。光密介质：折射率大的介质叫光密介质。在光密介质中，光速较小。
考点3：全反射
全反射现象：光传播到两种介质的表面时，通常要同时发生反射和折射现象，若满足了某种条件，光线不再发生折射现象，而要全部返回原介质中传播的现象叫全反射现象．
例3：（2011·福建高考题）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )
A．减弱，紫光 B．减弱，红光
C．增强，紫光 D．增强，红光
【解析】因n红＜n紫，再由临界角公式sin C＝可得，C红＞C紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.
【答案】C
【点评】发生全反射的条件： (1)光从光密介质入射到光疏介质.①对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，亦即绝对折射率较大的介质，叫光密介质；而光在其中传播速度较大的介质，亦即绝对折射率较小的介质叫光疏介质．②光密介质和光疏介质是相对的． (2)入射角等于或者大于临界角.临界角C：恰好发生全反射时入射角的大小．此时折射角等于90°．
考点4：光的干涉、衍射和偏振现象
干涉现象：两束（或几束）相干光在空间相遇，互相叠加，在叠加区域，光在一些地方互相加强，在另一些地方互相削弱，这种现象叫光的干涉。光能绕过障碍物（或小孔）的传播现象叫光的衍射现象。明显衍射条件：只有在障碍物（或孔）的尺寸与光的波长差不多或者更小的情况下，可以清楚地看到光的衍射。光的偏振现象是：当光先后通过两个透振方向相互垂直的偏振片时，透射光的强度几乎为零，这说明光是横波。
例4：（2012· 江苏高考题）如图图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
【解析】旋转偏振片，A处得到的是始终强度相同的偏振光，偏振光再经过偏振片，在B处的光强随着转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为0。本题的答案选C。
【答案】C
【点评】自然光与偏振光：（1）自然光：自然光的一般概念是“光振动沿各个方向均匀分布的光”，即包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。（2）偏振光：偏振光的一般概念是“光振动沿不同方向分布不均匀的光”，包括两种情况，一种是只有沿单一方向振动的光，通常称为完全偏振光，即线偏振光；另一种是包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但沿不同方向振动的光波的强度都不同，这种光通常称为部分偏振光。
考点5：测定玻璃的折射率
用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的，并取平均值．
例5：（2010?福建高考题某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．
(1)此玻璃砖的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；
(2)②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．
【解析】据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝＝；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．
【答案】(1)或 (2)大
【点评】入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些．入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差．
考点6：用双缝干涉测波的波长
测定单色光的波长：双缝间距是已知的，测屏到双缝的距离，测相邻两条亮纹间的距离，测出个亮纹间的距离，则两个相邻亮条纹间距，代入：λ＝d·Δx /l，即可求出光波波长。
例5：（2012·大纲卷高考题）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（ ）
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
【解析】光的干涉现象中，条件间距公式，即干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比。红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，选项C正确；增大双缝之间的距离，选项D错。
【答案】AC
【点评】测条纹间距Δx带来的误差： (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度． (3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心． (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．
光学是高中物理的重要章节，是整个物理学的基础内容，是高考的重点内容之一。高考涉及考点有涉及考点有：光的折射、光的干涉、实验：用双缝干涉测量光的波长、光的颜色 色散、光的衍射、光的偏振、全反射和激光等。选择题、填空题、计算题都有可能，难度中等。本文通过典型例题解读这些核心考点，希望对同学们的学习有所帮助。
考点1：光的折射定律
折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 ，如果用n来表示这个比例常数，公式n＝．
例1：（2013?·四川高考题）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知( )
A．折射现象的出现说明光是纵波
B．光总会分为反射光和折射光
C．折射光与入射光的传播方向总是不同的
D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
【解析】折射现象不能说明光是横波还纵波，选项A错误；当发生全反射时，无折射光，选项B错误；当光线沿法线入射时，光的传播方向不变，选项C错误；根据光在介质中传播公式v＝可知，选项D正确．
【答案】 D
【点评】光的折射规律与光的反射规律的区别：光的传播规律中，入射光线和反射光线在界面的同侧，光的传播速度不变；光的折射规律中，入射光线和反射光线分别在介质分界面得两侧，光的传播速度发生改变。
考点2：折射率
折射率：光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的，这个常数n跟介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率。介质的折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比：
例2：（2011?安徽高考题）实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随波长λ的变化符合科西经验公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示．则( )
A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光
【解析】 由科西经验公式可知，各色光波长λ越长，折射率n越小．当太阳光进入三棱镜后发生色散，由光路图可知，a光折射率最小，d光折射率最大；故a光波长最长，d光波长最短；因此a光是可见光中的红光，d光是可见光中的紫光．故选项D正确，选项A、B、C错误．
【答案】D
【点评】光疏介质和光密介质：光疏介质：折射率小的介质叫光疏介质。在光疏介质中，光速较大。光密介质：折射率大的介质叫光密介质。在光密介质中，光速较小。
考点3：全反射
全反射现象：光传播到两种介质的表面时，通常要同时发生反射和折射现象，若满足了某种条件，光线不再发生折射现象，而要全部返回原介质中传播的现象叫全反射现象．
例3：（2011·福建高考题）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )
A．减弱，紫光 B．减弱，红光
C．增强，紫光 D．增强，红光
【解析】因n红＜n紫，再由临界角公式sin C＝可得，C红＞C紫，因此当增大入射角时，紫光先发生全反射，紫光先消失，且当入射光的入射角逐渐增大时，折射光强度会逐渐减弱，反射光强度会逐渐增强，故应选C.
【答案】C
【点评】发生全反射的条件： (1)光从光密介质入射到光疏介质.①对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，亦即绝对折射率较大的介质，叫光密介质；而光在其中传播速度较大的介质，亦即绝对折射率较小的介质叫光疏介质．②光密介质和光疏介质是相对的． (2)入射角等于或者大于临界角.临界角C：恰好发生全反射时入射角的大小．此时折射角等于90°．
考点4：光的干涉、衍射和偏振现象
干涉现象：两束（或几束）相干光在空间相遇，互相叠加，在叠加区域，光在一些地方互相加强，在另一些地方互相削弱，这种现象叫光的干涉。光能绕过障碍物（或小孔）的传播现象叫光的衍射现象。明显衍射条件：只有在障碍物（或孔）的尺寸与光的波长差不多或者更小的情况下，可以清楚地看到光的衍射。光的偏振现象是：当光先后通过两个透振方向相互垂直的偏振片时，透射光的强度几乎为零，这说明光是横波。
例4：（2012· 江苏高考题）如图图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
【解析】旋转偏振片，A处得到的是始终强度相同的偏振光，偏振光再经过偏振片，在B处的光强随着转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为0。本题的答案选C。
【答案】C
【点评】自然光与偏振光：（1）自然光：自然光的一般概念是“光振动沿各个方向均匀分布的光”，即包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。（2）偏振光：偏振光的一般概念是“光振动沿不同方向分布不均匀的光”，包括两种情况，一种是只有沿单一方向振动的光，通常称为完全偏振光，即线偏振光；另一种是包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但沿不同方向振动的光波的强度都不同，这种光通常称为部分偏振光。
考点5：测定玻璃的折射率
用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的，并取平均值．
例5：（2010?福建高考题某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示．
(1)此玻璃砖的折射率计算式为n＝________(用图中的θ1、θ2表示)；
(2)②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．
【解析】据题意可知入射角为(90°－θ1)，折射角为(90°－θ2)，则玻璃的折射率为n＝＝；玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．
【答案】(1)或 (2)大
【点评】入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些．入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差．
考点6：用双缝干涉测波的波长
测定单色光的波长：双缝间距是已知的，测屏到双缝的距离，测相邻两条亮纹间的距离，测出个亮纹间的距离，则两个相邻亮条纹间距，代入：λ＝d·Δx /l，即可求出光波波长。
例5：（2012·大纲卷高考题）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（ ）
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
【解析】光的干涉现象中，条件间距公式，即干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比。红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，选项C正确；增大双缝之间的距离，选项D错。
【答案】AC
【点评】测条纹间距Δx带来的误差： (1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度． (2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度． (3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心． (4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．
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