高三物理光学考纲要求与例题

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1、光学考纲要求与例题高三物理知识块系列复习知识要求Ⅰ类光的直线传播，本影和半影。棱镜，光的色散。光本性学说的发展史。光的干涉现象及其常见的应用，光的衍射。双缝干涉的条纹间距与波长的关系。光的偏振。光谱和光谱分析，红外线、紫外线、X射线、γ射线以及它们的应用，光的电磁本性，电磁波谱。光的波粒两象性，物质波。激光的特性及应用。Ⅱ类光的反射，反射定律，平面镜成像作图法。光的折射，折射定律，折射率，全反射和临界角。光电效应，光子，爱因斯坦光电效应方程。技能要求一、光的频率、波长、光速与光子能量、光的折射率之间的联系。二、光的电磁说

2、和光子学说的实验依据、基础理论。例题一关于激光的说法中正确的是[]A、激光一定是横波B、激光一定是偏振光C、激光是人工产生的相干光D、利用激光产生的高压有可能引起核聚变。ACD例题二已知一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4，则[]A这束光在水中传播时的波长为真空中的3/4B这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4C对于这束光，水的折射率为3/4D从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中V=C/nn=4/3A例题三为了观察门外情况，有人在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。从圆柱底面中心看

3、出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。已知该玻璃的折射率为n，圆柱长为l，底面半径为r，则视场角是[]AarcsinBarcsinCarcsinDarcsin例题分析与解答画光路图是关键φΦ就是最大视场角iγrlΦ=i正确选项是B例题四雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象。在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路。一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d。水的折射率为n。（1）在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射

4、后又从水珠中射出的光路图。（2）求这束光线从射向水珠到射出水珠每一次偏转的角度。（1）光路图如右（2）的解答光线第一次偏折的角度Δθ1=i-r=sin-1d/R-sin-1d/nR光线第二次偏折的角度Δθ2=π-2r=π-2sin-1d/nR.光线第三次偏折的角度Δθ3=Δθ1Δθ3=sin-1d/R-sin-1d/nR。irrrriΔθ1Δθ2Δθ3例题五某脉冲激光器的耗电功率为2×103瓦，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10－8秒，携带的能量为0.2焦耳，则每个脉冲的功率为多少瓦？该激光器将电能转化为激

5、光能量的效率为多大？P=W/tP=0.2/10-8=2×107W（这里足见激光的功率很大）η=W有/W总η=0.2×10/2×103=0.1%=1‰例题六（2000年上海市高考）阅读如下资料并回答问题：自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射，热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁

6、能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变，若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P=σT4，其中常量σ=5.67×10-3瓦/（米2·开4）。在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。有关数据及数学公式：太阳半径Rs=696000千米，太阳表面温度T=5770开，火星半径r=3395千米，球面积S=4πR2，其中R为球半径。（1）太阳热辐射能量的绝大多数

7、集中在波长为2×10－7米~1×10－5米范围内，求相应的频率范围。（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射可认为垂直身到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其它天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。例题分析与解答（1）（2）W=（3）设火星表面温度为T火，太阳到火星距离为d，火星单位时间内吸收来自太阳的辐射能量为Pω火星单位时间内向外辐射电磁波能量为火星处在平衡状态即得火星平均温度例题七一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）

8、上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在此小转台M上，到轨道的距离MN为d=10m,如图所示。转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60S。光束转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时，光束刚好射到小车上，如果再经过Δt=2.5s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？（结