20192020學(xué)年高中物理第十三章7光顏色色散練習(xí)(含解析)新人教選修34

20192020學(xué)年高中物理第十三章7光的顏色色散練習(xí)(含分析)新人教版選修3420192020學(xué)年高中物理第十三章7光的顏色色散練習(xí)(含分析)新人教版選修3410/10螂PAGE10肀襖膆袈肅膇袂20192020學(xué)年高中物理第十三章7光的顏色色散練習(xí)(含分析)新人教版選修34

光的顏色色散

基礎(chǔ)牢固

1一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚,經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率

小于b光的頻率。則以下光路圖可能正確的選項(xiàng)是()

分析：由于a光的頻率小于b光的頻率,a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率,由兩種

單色光進(jìn)入玻璃后偏折程度不同樣,且出射光均應(yīng)平行于入射光,可判斷B項(xiàng)正確。

答案：B

2公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈,在夜晚觀察不同樣顏色彩燈的深度和水面

上被照亮的面積,以下說法正確的選項(xiàng)是()

,紅燈照亮的水面面積較小

,紅燈照亮的水面面積較小

,紅燈照亮的水面面積較大

,紅燈照亮的水面面積較大

分析：光從水里射入空氣發(fā)生折射,入射角同樣時(shí),折射率越大,折射角越大,從水面上看光源越淺,紅燈發(fā)出的紅光的折射率最小,看起來最深;設(shè)光源的深度為d,光的臨界角為C,則光能夠照亮的水

面面積大小為S=π(dtanC)2,可見,臨界角越大,照亮的面積越大,各種色光中,紅光的折射率最小,臨界角最大,因此紅燈照亮的水面面積較大,選項(xiàng)D正確。

答案：D

3以下列圖,一顯示薄膜干涉及現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,P是附有肥皂膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈,

往火焰上撒些食鹽后,在肥皂膜上觀察到的干涉圖樣應(yīng)是圖中的()

1

分析：肥皂膜在重力作用下,形成一個(gè)上薄下厚的薄膜,入射光在薄膜的前后兩個(gè)表面反射后,互相

干涉,形成水平方向的干涉條紋,選項(xiàng)D正確。

答案：D

4把一平行玻璃板壓在另一個(gè)平行玻璃板上,一端用薄片墊起,構(gòu)成空氣劈尖,讓單色光從上方射

入,以下列圖,這時(shí)能夠看到明暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說法正確的選項(xiàng)是()

A.干涉條紋的產(chǎn)生是由于光在空氣薄膜的上、下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果,條紋間距

都相等

干涉條紋中的暗紋是由于兩列反射光的波谷與波谷疊加的結(jié)果

C.將薄片增厚,條紋變疏

D.觀察薄膜干涉條紋時(shí),眼睛應(yīng)在入射光的另一側(cè)

分析：干涉條紋的產(chǎn)生是光在空氣薄膜的上、下兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果,由于空氣

膜厚度是均勻變化的,故條紋間距都相等,選項(xiàng)A對(duì);干涉條紋中的暗紋是兩列反射光的波峰與波谷疊加的結(jié)果,選項(xiàng)B錯(cuò);將薄片增厚,條紋變密,選項(xiàng)C錯(cuò);觀察薄膜干涉條紋時(shí),眼睛應(yīng)在入射光的同一側(cè),選項(xiàng)D錯(cuò)。

答案：A

5以下光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的選項(xiàng)是()

A.用光導(dǎo)纖維束傳達(dá)圖像信息,這是光的衍射的應(yīng)用

2

B.太陽(yáng)光經(jīng)過三棱鏡形成彩色光譜,這是光的干涉的結(jié)果

C.在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的光景,可使情形更清楚

D.透過平行于日光燈的窄縫看正常發(fā)光的日光燈時(shí)能觀察到彩色條紋,這是光的色散現(xiàn)象

分析：用光導(dǎo)纖維束傳達(dá)圖像信息,這是光的全反射的應(yīng)用,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;太陽(yáng)光經(jīng)過三棱鏡形成彩色光譜,這是光的色散現(xiàn)象,是光的折射的結(jié)果,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的光景,可減弱反射光,從而使情形更清楚,選項(xiàng)C正確;透過平行于日光燈的窄縫看正常發(fā)光的日光燈時(shí)能觀察到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案：C

6以下列圖,一束復(fù)色光經(jīng)過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,以下說法正確的選項(xiàng)是()

A.若增大入射角i,則b光先消失

B.在該三棱鏡中a光波長(zhǎng)小于b光

C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,b光不能夠發(fā)生

D.a光頻率小于b光頻率答案：D7登山運(yùn)動(dòng)員在登雪山時(shí)要注意防范紫外線的過分照射,特別是眼睛更不能夠長(zhǎng)時(shí)間被紫外線照射,否則將會(huì)嚴(yán)重地傷害視力,有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對(duì)眼睛傷害的眼鏡。他采納的薄膜資料的折射率為n=1.5,所要除掉的紫外線的頻率為f=8.1×1014Hz,那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度最少是。分析：為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線,應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射出來形成的光疊加后加強(qiáng),則光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長(zhǎng)λ'的整數(shù)倍,即2d=Nλ'(N=1,2,),因此,薄膜的厚度最少是紫外線在膜中波長(zhǎng)的21。

3

????紫外線在真空中的波長(zhǎng)是??=??×10-7m,在膜中的波長(zhǎng)是λ'=??×10-7m,故膜的厚度最少是1.23×10-7m。答案：1.23×10-7m能力提升

1表面附著油膜的透明玻璃片,當(dāng)有陽(yáng)光照射時(shí),可在表面和玻璃片的邊緣分別看到彩色圖樣,則

()

兩者都是色散現(xiàn)象

兩者都是干涉現(xiàn)象

C.前者是干涉現(xiàn)象,后者是折射現(xiàn)象

D.前者不是色散現(xiàn)象,后者是色散現(xiàn)象

分析：陽(yáng)光照射到油膜上,油膜前后表面的反射光干涉形成彩色圖樣,是干涉現(xiàn)象。陽(yáng)光照在邊緣

棱角處,由于折射產(chǎn)生彩色圖樣,是折射現(xiàn)象,兩者都屬于色散現(xiàn)象,應(yīng)選項(xiàng)A、C正確。

答案：AC

2以下列圖,一束白光從頂角為θ的三棱鏡的一個(gè)側(cè)面以較大的入射角i入射,經(jīng)過三棱鏡AB后,在P上可獲取彩色光帶。當(dāng)入射角逐漸減小到零的過程中,若屏上的彩色光帶先后全部消失,則()

A.紅光最先消失,紫光最后消失

B.紫光最先消失,紅光最后消失

C.紫光最先消失,黃光最后消失

D.紅光最先消失,黃光最后消失

4

分析：依題意作出白光經(jīng)過三棱鏡的光路圖,以下列圖。能夠看出紫光的偏折程度最大,由全反射

1臨界角公式sinC=??知,紫光的臨界角最小,因此紫光必然第一在AC界面上發(fā)生全反射而從光屏上

消失。由以上分析,可知屏上彩色光帶紫光最先消失,后邊依次是靛、藍(lán)、綠、黃、橙、紅光。故正確選項(xiàng)為B。

答案：B

3劈尖干涉是一種薄膜干涉,其裝置如圖甲所示,將一塊平板玻璃放置在另一同樣的平板玻璃之

上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜,當(dāng)光垂直入射后,從上往

下看到的干涉條紋如圖乙所示。干涉條紋有以下特點(diǎn):(1)任意一條明條紋或暗條紋所在地址下面

的薄膜厚度相等;(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖甲裝置中抽去

一張紙片,則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后,從上往下觀察到的干涉條紋()

A.變疏B.變密

C.不變D.消失

分析：干涉條紋是由空氣薄膜的上下兩個(gè)表面反射的光輝疊加而成的,當(dāng)抽去一張紙片后,劈形空

氣薄膜傾角減小,相鄰明條紋(或暗條紋)必定變疏時(shí)才能吻合所在地址下面對(duì)應(yīng)的薄膜厚度跟本來同樣。故正確選項(xiàng)為A。

答案：A

4(2018全國(guó)Ⅰ卷)以下列圖,△ABC為一玻璃三棱鏡的橫截面,∠A=30°。一束紅光垂直AB邊射

入,從AC邊上的D點(diǎn)射出,其折射角為60°,則玻璃對(duì)紅光的折射率為,若改用藍(lán)光沿同

一路徑入射,則光輝在D點(diǎn)射出時(shí)的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60°。

5

分析：玻璃對(duì)紅光的折射率為n=sin60°=3;藍(lán)光相對(duì)紅光折射率更大,故在D點(diǎn)出射時(shí)偏折更明sin30°√顯,因此折射角大于60°。答案：√3大于

5霓、虹是由空中的小水滴對(duì)日光的折射、色散、全反射的綜合效應(yīng)所形成的。平時(shí)可看到兩道弓形彩帶,里面一道叫虹,比較光明;外面一道叫霓,較為黯淡,如圖甲所示。

虹是陽(yáng)光在水滴內(nèi)經(jīng)二次折射、一次全反射形成的,如圖乙所示,從內(nèi)到外色序的排列

是。

霓是陽(yáng)光在水滴內(nèi)經(jīng)二次折射、二次全反射形成的,如圖丙所示,從內(nèi)到外色序的排列

是。

分析：依照光的折射現(xiàn)象和色散知,太陽(yáng)光經(jīng)過水滴的光路圖以下列圖。因此(1)中色序的排列是

紫到紅。

同理可分析(2)中色序的排列是紅到紫。

答案：(1)紫到紅(2)紅到紫

6

6為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失,可在透鏡表面涂上一層增透膜,一般用折射率為

1.38的氟化鎂。為了使波長(zhǎng)為5.52×10-7m的綠光在垂直表面入射時(shí)使反射光干涉相消,求所涂的

這種增透膜的厚度。

分析：由于人眼對(duì)綠光最敏感,因此平時(shí)所用的光學(xué)儀器其鏡頭表面所涂的增透膜的厚度只使反射

1的綠光干涉相消,但薄膜的厚度不宜過大,只需使其厚度為綠光在膜中波長(zhǎng)的4,使綠光在增透膜的前后兩個(gè)表面上的反射光互相抵消。而光從真空進(jìn)入某種介質(zhì)后,其波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生變化。若綠光在真空中波長(zhǎng)為λ0,在增透膜中的波長(zhǎng)為λ,由折射率與光速的關(guān)系和光速與波長(zhǎng)及頻率的????????關(guān)系得n=??=????0,即??=??0,1??×10-7m=1×10-7m。那么增透膜厚度d=??=??0=4×44-7m答案：1×10

★7單色細(xì)光束射到折射率n=√2的透明球表面,光束在過球心的平面內(nèi),入射角??1=45°,

經(jīng)折射進(jìn)入球內(nèi)后又經(jīng)內(nèi)表面反射一次,再經(jīng)球表面折射后射出的光輝,以下列圖。(

圖上已畫出入射光輝和出射光輝)

在圖上大體畫出光輝在球內(nèi)的路徑和方向。

求入射光輝與出射光輝之間的夾角α。

(3)若是入射的是一束白光,透明球的色散情況與玻璃相仿,問哪一種顏色光的α角最大?哪一種顏色光

的α角最小?

分析