物理选修3-4光学

光的折射、色散

1．如图，AB为空气与玻璃界面，直线CD垂直于界面AB。光由空气射入玻璃中，入射光线与直线CD的夹角为α，折射光线与直线CD的夹角为β，该玻璃的折射率等于（ ） A．

sin?cos?sin?cos? B． C． D．

sin?cos?sin?cos?2．如图所示，M是一块平面镜，位于透明液体之中，镜面水平向上放置，一细束光线竖直向下射来，穿过液体射到平面镜上，现将平面镜绕水平轴转动15°角，光线经平面镜反射后在液面处分成两束，若这两束光线恰好垂直，则这种液体的折射率为________。

3．如图所示，有一个长方形容器，高为30cm，宽为40cm，在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺。眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度，现保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体且至满容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20cm的刻度，则此种液体的折射率为________。

4．在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻

璃板后从下表面射出，如图所示。若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传

光的折射、色散

1．如图，AB为空气与玻璃界面，直线CD垂直于界面AB。光由空气射入玻璃中，入射光线与直线CD的夹角为α，折射光线与直线CD的夹角为β，该玻璃的折射率等于（ ） A．

sin?cos?sin?cos? B． C． D．

sin?cos?sin?cos?2．如图所示，M是一块平面镜，位于透明液体之中，镜面水平向上放置，一细束光线竖直向下射来，穿过液体射到平面镜上，现将平面镜绕水平轴转动15°角，光线经平面镜反射后在液面处分成两束，若这两束光线恰好垂直，则这种液体的折射率为________。

3．如图所示，有一个长方形容器，高为30cm，宽为40cm，在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺。眼睛在OA延长线上的E点观察，视线沿着EA斜向下看恰能看到尺的左端零刻度，现保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体且至满容器口，这时眼睛仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20cm的刻度，则此种液体的折射率为________。

4．在折射率为n、厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S发出光线SA以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻

璃板后从下表面射出，如图所示。若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传

高中物理全套讲义\选修3-4(5讲)

物理光学

一、光的衍射

1.光的衍射

在挡板上安装一个宽度可调的狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光

照射狭缝，我们看到，当缝比较宽时，光沿着直线通过狭缝，在屏上

产生一条与缝宽相当的亮条纹。但是，当缝调到很窄时，尽管亮条纹

的亮度有所降低，但是宽度反而增大了。这表明，光没有沿直线传播，而是绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方，这就是光的衍射现象。

1．衍射现象

光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象，叫做衍射。

2．产生明显衍射的条件

障碍物或孔（缝）的尺寸与波长相差不多或更小。

3．几种衍射图样

⑴ 单缝衍射：中央条纹最宽最亮，两侧对称分布不等间距的明暗相间条纹。

⑵ 圆孔衍射：中央亮圆亮度大，外围是明暗相间的圆环。

⑶ 正方形小孔衍射

高中物理全套讲义\选修3-4(5讲)

典例精讲

【例1.1】（2019?奉贤区一模）下列图样中有泊松亮斑的是（）

A．B．

C．D．

【分析】当单色光照射在宽度小于或等于光源波长的小圆板或圆珠时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑，这个亮斑就被称为泊松亮斑。由此即可找出答案。

【解答】解：结合泊松亮斑的特点可知，光照射在宽度小于或等于光源波长的小圆板

机械波

一、波的形成和传播

【考点1 机械波的形成和传播】

1、如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T/4，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是（ B ）

A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚 B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的

C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相 同位置时落后T/4

D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则 质点9发生的就是第98次振动

2、如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（C）

左

9 2 5 1 6 1

机械波

一、波的形成和传播

【考点1 机械波的形成和传播】

1、如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T/4，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是（ B ）

A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚 B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的

C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相 同位置时落后T/4

D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则 质点9发生的就是第98次振动

2、如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（C）

左

9 2 5 1 6 1

物理精选

金城外国语学校高三物理复习资料

——选修3—4考点汇编

*振动图象是历年考查的重点：同一质点在不同时刻的位移）

1、只要回复力满足F kx或位移满足x Asin( t )的运动即为简谐运动。

说明：①做简谐运动的物体，加速度、速度方向可能一致，也可能相反。

②做简谐运动的物体，在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零。

③做简谐运动的物体，在最大位移处加速度达到最大值，而速度为零。

2、质点做简谐运动时，在T/4内通过的路程可能大于或等于或小于A（振幅），在3T/4内通过的路程可能大于或等于或小于3A。

3、质点做简谐运动时，在1T内通过的路程一定是4A，在T/2内通过的路程一定是2A。

4、简谐运动方程x Asin( t )中 t 叫简谐运动的相位，用来表示做简谐运动的质点此时正处于一个运动周期中的哪个状态。

5、单摆的回复力是重力沿振动方向（垂直于摆线方向）的分力，而不是摆球所受的合外力（除两个极端位置外）。

6、单摆的回复力F mgsin mgx/L，其中x指摆球偏离平衡位置的位移，

x前面的是常数mg/L，故可以认为小角度下摆球的摆动是简谐运动。

7、摆的等时性是意大利科学家伽利略发现的，而单摆的周期公式是由荷兰科学家惠更斯发现的，把调准的摆

物理精选

金城外国语学校高三物理复习资料

——选修3—4考点汇编

*振动图象是历年考查的重点：同一质点在不同时刻的位移）

1、只要回复力满足F kx或位移满足x Asin( t )的运动即为简谐运动。

说明：①做简谐运动的物体，加速度、速度方向可能一致，也可能相反。

②做简谐运动的物体，在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零。

③做简谐运动的物体，在最大位移处加速度达到最大值，而速度为零。

2、质点做简谐运动时，在T/4内通过的路程可能大于或等于或小于A（振幅），在3T/4内通过的路程可能大于或等于或小于3A。

3、质点做简谐运动时，在1T内通过的路程一定是4A，在T/2内通过的路程一定是2A。

4、简谐运动方程x Asin( t )中 t 叫简谐运动的相位，用来表示做简谐运动的质点此时正处于一个运动周期中的哪个状态。

5、单摆的回复力是重力沿振动方向（垂直于摆线方向）的分力，而不是摆球所受的合外力（除两个极端位置外）。

6、单摆的回复力F mgsin mgx/L，其中x指摆球偏离平衡位置的位移，

x前面的是常数mg/L，故可以认为小角度下摆球的摆动是简谐运动。

7、摆的等时性是意大利科学家伽利略发现的，而单摆的周期公式是由荷兰科学家惠更斯发现的，把调准的摆

测试题 及 答案

物理（选修3-4）试卷

一选择题

1. 如图为一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图象，由图可知，在t=4s时，质点的 A．速度为正的最大值，加速度为零

B．速度为负的最大值，加速度为零

C．速度为零，加速度为正的最大值

D．速度为零，加速度为负的最大值

2. 如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻

A．振荡电流i在增大 B．电容器正在放电

C．磁场能正在向电场能转化 D．电场能正在向磁场能转化 3. 下列关于光的认识，正确的是

A、光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性，还说明了光是横波 B、全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性 C、验钞机是利用红外线的特性工作的

4. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是

A. 把温度计放在c的下方，示数增加最快 B.若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大。

D、拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度

C. a、b、c三色光在玻璃三棱镜中的传播速度依次越来越小

D. 若让a、b、c三色光以同一入射角，从空气中某方向射入一介质

2016年高考物理试题分类汇编：光学

[2016上海9].在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 （A）中间条纹间距较两侧更宽 （B）不同色光形成的条纹完全重合 （C）双缝间距离越大条纹间距离也越大

（D）遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 【答案】D

【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式?x?l?可知，双缝间距d越d大，干涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确。

[2016四川5].某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sin i-sin r图像如图乙所示。则

A.光由A经O到B，n=1.5 B.光由B经O到A，n=1.5 C.光由A经O到B，n=0.67 D.光由B经O到A，n=0.67 【答案】B 【解析】

试题分析：由图线可知

sini0.621???，可得n=1.5；因i是入射角，r是折

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高考(全国卷)三年命题情况对照分析 考点内容 要求 2015 简谐运动 简谐运动的公式和图象 机械 振动 与机 械波 单摆、周期公式 受迫振动和共振 机械波、横波和纵波 横波的图象 波速、波长和频率(周期)的关系 波的干涉和衍射现象 多普勒效应 电磁 振荡 与电 磁波 电磁波谱 光的折射定律 折射率 光 全反射、光导纤维 光的干涉、衍射和偏振现象 相对论 狭义相对论的基本假设 质能关系 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 传播，波长、关系 频率与波速T34(2)：光的折射现的关系 象 反射、折射定律 T34(2)：光的全动图象 Ⅰ Ⅱ Ⅰ 电磁波的产生 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ卷·T34(1)：波的Ⅰ卷·T34(1)：性质 光的双缝干T34(2)：光的折射、涉 全反射及几何关系T34(2)：波传的应用 播的周期性 Ⅱ卷·T34(1)：电磁电磁波的发射、传播和接收 Ⅰ Ⅱ卷·T34(1)：波 光的折射、全T34(2)：波速公式和反射、双缝干振动位移函数式 涉 Ⅲ卷·T34(1)：波的T34(2)：波的传播和质点振动的Ⅲ卷·T34(1)：波律 T34(2)：折射定缝干涉图样 Ⅱ卷·T34(1)：双律 T34(2)：折射定断 和减弱点