機械振動、機械波、光學、電磁波、相對論考點3光學對點訓練(選修3-4)

1、考點三光學（J I?對點題必刷題1.（多選）如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃傳，在玻璃磚底面上的入射角為0,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線。則（）A.在玻璃中，a光的傳播速度小于 b光的傳播速度B.在真空中，a光的波長小于b光的波長C.玻璃磚對a光的折射率小于對 b光的折射率若改變光束的入射方向使 0角逐漸變大，則折射光線 a首先消失分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于 b光的干涉條紋間距答案ABD解析 由題圖知，從玻璃傳射出時，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，玻璃傳對a光的折射率大于對 b光的折射率，a光在玻璃中的傳播速度比 b光的小，a光的

2、頻 率比b 光的大，在真空中，a光的波長較短，a光形成的干涉條紋間距較小，選項A、B正確，C E錯誤；a光的全反射臨界角較小，當入射角0增大時，a光先發(fā)生全反射，折射光線先消失，選項D正確。2?如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng) AB和AC兩個面折射后從AC面進入空氣。當出射角i 和入射角i相等時，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為0。已知棱鏡頂角為a,則計算棱鏡對該色光的折射率表達式為（）sinsinA.sinsin 9sin aC .y-D T7，（X、r e、sin 6 - -sin ； a ,2 .2 j答案A解析 設光線在AB面上的折射角為r,由幾何關(guān)系有0 = 2（

3、i r） , a = 2r,從而求出sin r=a2,由折射定律荷sn i只有選項A正確。3?直線PF2過均勻玻璃球球心 0,細光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱，由空氣射入玻璃 球的光路 如圖。a、b光相比（）A.玻璃對a光的折射率較大B.玻璃對a光的臨界角較小b光在玻璃中的傳播速度較小b光在玻璃中的傳播時間較短答案C1c解析由題圖可知na0,故B錯誤；由在知v vb,故C正確；a光 在玻璃中的傳播距離比b光小，由t = j知 nbB.入 a 入 b, na V nbC.入 a V 入 b ,na V nbD.入 a 入 b , na nb答案 B解析 從題圖中可以看出b光折射程度大，所以有n

4、aV nb根據(jù)入=旨口 faV f b可得入入3所以B項正確，A、C D項錯誤。5.中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認識，唐人張志和在玄真子？濤之靈中寫道：“雨色映日而為虹”。從物理學角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的。如圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光 ()A.在同種玻璃中傳播，a光的傳播速度一定大于 b光以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大C.分別照射同一光電管，若 b光能引起光電效應，a光也一定能D.以相同的入射角從水中射入空氣，在空氣中只能看到一種光時，一定是a光答案C 解析 由題圖可知，a光的偏折程度大，玻璃對 a光的

5、折射率大，a光的頻率高，由v =C可知，在同種玻璃中a光的傳播速度小于 b光，A項錯誤；以相同的角度斜射到同一玻n璃板透過平行表面后，由于a 光的折射率大，因此a 光的側(cè)移量大， B 項錯誤；分別照射同 一光電管，由于 a 光的頻率高，如果b 光能引起光電效應， a 光也一定能， C 項正確；由 sin C果只有一種光發(fā)生全反射，這種光一定是6.成干涉圖樣。圖樣上相鄰兩明紋中心間距為1=-可知，光從水中射入空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角小于b光發(fā)生全反射的臨界角，如na光，射入空氣的一定是b光，D項錯誤。在雙縫干涉實驗中，一鈉燈發(fā)出的波長為589 nm的光，在距雙縫1.00 m的屏上形0.350

6、 cm ,則雙縫的間距為（）A. 2.06 X10 m1.68 X 10 4 m答案C虹 L Il解析由公入可得雙縫間距 d= ?入=d項C正確。A.水中藍光的傳播速度比紅光快B.光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射2.06 X10 mD. 1.68 X 10 工 m1.00 X 589 X 10 4m= 1.68 X 10 m 選 XU.350 X 10(多選)關(guān)于下列光學現(xiàn)象，說法正確的是()C.在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深D.分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬答案CDC解析因為頻率f藍f紅，貝U門藍門紅，又再為在水中 v =,得到v

7、藍v v紅，貝U A錯；n 光線由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時才有可能發(fā)生全反射，則B錯；在岸邊看水中物體時比實際深度淺，則C項正確； x =入，入紅入藍，同一裝置l/d相同，所以用紅光時條紋間距 d更寬，D項正確。& “測定玻璃的折射率”的實驗中，在白紙上放好玻璃磚,與空氣 aa和bb分別是玻璃傳的兩個界面，如圖所示。在玻璃石專的一側(cè)插上兩枚大頭針頭針的位置，p1和F2,用“+ ”表示大然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，弁依次插上大頭針應使 （選填選項前 P?和Ro在插P?和P4的字母）。b FP3只擋住P1的像P4只擋住P2的像P3同時擋住P1、F2的像答案 C解析 在標記出折射光線時，需要 P3同時

8、擋住Pi、P2的像，F(xiàn)4擋住Pi、P2的像和Ro9?在雙縫干涉實驗中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距 Xi與綠光的干涉條紋間距 X2相比， Xi X2 （填一 或v）。若實驗中紅光的波長為630 nm雙縫與屏幕的距離為1.00 m測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm ,則雙縫之間的距離為 mm答案0.300解析由紅光波長比綠光長和雙縫干涉條紋間距公式 x =；入可知，紅光的干涉條紋 d間距大，所以 XiA X2。由4 x = d入，解得d= 0.300 mm10.人造樹脂是常用的眼鏡鏡片材料。如圖所示，光線射在一人造樹脂立方體上,經(jīng)折射

9、后，射在桌面上的 P點。已知光線的入射角為 30 , OA= 5 cm , AB= 20 cm , PB= 12 cm ,小_ n占或w答案 nw141.5)解析設折射角為r,由折射定律sin30 0 = nsin rPB- OA由幾何關(guān)系知 sin r =0P )且 0P= , PB- OA 2 + AW 代入數(shù)據(jù)解得n= f： 9 （或n 1.5）14R的半圓，AB為半圓的直徑，O為圓心,11. 一個半圓柱形玻璃傳，其橫截面是半徑為如圖所示，玻璃的折射率為 n= 2（1） 一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達上表面后，都要從該表面射出則入射光束在AB上的最大寬度為多少？一細束光線在

10、 0點左側(cè)與0相距 1r處垂直于AB從下方入射，求此光線從玻璃傳射 出點的位置。(1)$R (2)見解析全反射的解析（1）在。點左側(cè)，設從E點射入的光線進入玻璃傳后在上表面的入射角恰好等于臨界角0,則0E區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃傳射出，如圖。由全反射條件有sin 0=-由幾何關(guān)系有0E= R sin 0由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為I = 20 聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)得I = ?. 2Fa,由幾何關(guān)系及式和J3設光線在距0點JR的C點射入后，在上表面的入射角為已知條件得最后由G點射出，如圖。由反射定律和幾何關(guān)系得a = 60 0 光線在玻璃磚內(nèi)會發(fā)生三次全反

11、射,0G= 0c=-AF 射到G點的光有一部分被反射，沿原路返回到達C點射出。12 ?一厚度為h的大平板玻璃水平放置，具下表面貼有一半徑為 的圓形發(fā)光面。在玻 璃板上表面放置一半徑為 R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上。已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線（不考慮反射），求平板玻璃的折射率。解析 如圖，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的 A點發(fā)出的一條光線，假設它斜射到玻璃上表面的A點nsin 0 = sin a 式中，n是玻璃的折射率,0是入射角，a是折射角現(xiàn)假設A恰好在紙片邊緣。由題意，在A點剛好發(fā)生全反射，故設AA線段在玻璃上表面的投影長為L,由幾何關(guān)系有Sin 0Li h2 折射，根據(jù)折射定律有由題意，紙片的半徑應為R= L + r 聯(lián)立以上各式得n =13.蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍色光芒，這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖見下圖。一束光以入射角i從a點入射，經(jīng)過折射和反射后從 b點出射。設鱗片的折射率為 n,厚度為d