【名師一號】2021年新課標版物理選修3-4雙基限時練19-光的顏色-色散-激光

雙基限時練(十九)光的顏色色散激光1．如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的試驗裝置，P是附有肥皂膜的鐵線圈，S是一點燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀看到的干涉圖象應(yīng)是下圖中的()解析肥皂膜由于重力作用形成一個上面薄、下面厚的劈形膜，同一高度的厚度相同，所以薄膜干涉的條紋是水平的，故D選項正確．答案D2．(多選題)在下列現(xiàn)象中屬于光的干涉的是()A．雨后大路上油膜顯彩色B．肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)出彩色C．陽光通過三棱鏡形成彩色光帶D．單色光通過雙縫時形成明暗相間的條紋解析雨后大路上油膜上下表面反射光具備相干性，消滅白光的干涉條紋，即彩色條紋，故A選項正確；肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)出彩色，也是由于發(fā)生了薄膜干涉，故B選項正確；陽光通過三棱鏡形成彩色光帶，是光的色散，故C選項錯誤．單色光通過雙縫時形成光明相間的條紋，是光的雙縫干涉，故D選項正確．答案ABD3．下列應(yīng)用激光的事例中錯誤的是()A．利用激光進行長距離精確測量B．利用激光進行通信C．利用激光進行室內(nèi)照明D．利用激光加工堅硬材料解析激光的平行度格外好，所以傳播很遠的距離后仍能保持肯定的強度，可用激光精確測距，故A選項正確；由于激光是相干光，所以它可以被調(diào)制傳遞信息，B選項正確；激光的亮度高，能量集中，可用激光加工堅硬材料，D選項正確；激光的平行度好，不能用激光進行室內(nèi)照明，故C選項錯誤．答案C4．如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平整的裝置．所用單色光是用一般光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀看到的干涉條紋是由下列哪兩個表面反射的光線疊加而成的()A．a(chǎn)的上表面和b的下表面B．a(chǎn)的上表面和b的上表面C．a(chǎn)的下表面和b的上表面D．a(chǎn)的下表面和b的下表面解析本題考查對薄膜干涉的生疏和理解．樣板和厚玻璃之間的楔形空氣薄膜，用單色光從這個空氣薄膜層上表面照射，入射光從空氣膜的上下表面反射回去，這兩列光波產(chǎn)生干涉條紋，空氣膜的上下表面就是a的下表面和b的上表面，故C選項正確．答案C5．(多選題)如圖為某復(fù)色光自水中射向空氣分成a、b兩光束的示意圖．下列說法中正確的是()A．在水中光速較大的為a光束B．在水中光速較大的為b光束C．水對a光束的折射率較大D．水對b光束的折射率較大解析光從水中射向空氣，由圖可知，a光在水中的折射率小，由n＝eq\f(c,v)，故a光在水中傳播速度較大，故A選項正確，B選項錯誤，C選項錯誤，D選項正確．答案AD6.如圖所示，一束白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．紅光的偏折最大，紫光的偏折最小B．紅光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃對紅光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的傳播速度比紅光大解析白光通過三棱鏡發(fā)生色散是由于各種色光在玻璃中的折射率不同，對紅光和紫光來說，玻璃對紫光折射率大，紫光偏折角度大，由n＝eq\f(c,v)可知，紫光在玻璃中傳播速度?。鸢窧7．(多選題)以下說法正確的是()A．激光通信利用了激光相干性好的特點B．激光武器利用了激光高亮度的特點C．激光寫、讀利用了激光亮度高的特點D．全息照相利用激光的相干性好的特點解析利用激光的相干性好進行信息的傳遞，如光纖通信、全息照相也是利用激光的相干性，故A、D選項正確；激光的亮度高，可以在很小的空間和很短的時間集中很高的能量，故B選項正確；激光的平行度好，可以把激光會聚于很小，用于讀寫高密度的光盤，故C選項錯誤．答案ABD8．如圖所示，一個小的光源S發(fā)出白光，經(jīng)三棱鏡分光．若人沿著折射光線的反方向觀看，通過棱鏡可以看到()A．白光點B．光點上部紅色，下部紫色C．光點上部紫色，下部紅色D．看不到光源的像解析由于各種單色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，紅光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故C正確．答案C9．如圖所示，在水中厚度不計的薄玻璃片做成中空三棱鏡，里面是空氣，一束白光A從棱鏡的左邊射入，從三棱鏡的右邊射出時發(fā)生色散，射出的可見光分布在a點和b點之間，則()A．從a點射出的是紅光，從b點射出的是紫光B．從a點射出的是紫光，從b點射出的是紅光C．從a點和b點射出的都是紫光，從ab中點射出的是紅光D．從a點和b點射出的都是紅光，從ab中點射出的是紫光解析由紅光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏離原來方向比紅光嚴峻．由于光線是由水向空氣傳播，所以光線經(jīng)折射后向頂角偏折，光路如右圖所示．所以從a點射出的是紫光，從b點射出的是紅光，選項B正確．答案B10.(多選題)如圖所示，一束復(fù)色光從空氣中沿半圓玻璃磚半徑方向射入，從玻璃磚射出后分成a、b兩單色光，則()A．玻璃磚對a光的折射率為eq\r(2)B．玻璃磚對a光的折射率為1.5C．b光的頻率比a光大D．b光在玻璃中的傳播速度比a光大解析由折射率的定義n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知a光的折射率為eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，由題意可知b光的折射率大于a光的折射率，即b光的頻率比a光的頻率大，在玻璃中b光的傳播速度比a光的?。鸢窤C11．如圖所示，一細束復(fù)色光從空氣中射到半球形玻璃體球心O點，經(jīng)折射分為a、b兩束光，分別由P、Q兩點射出玻璃體PP′、QQ′均與過O點的界面法線垂直，設(shè)光線a、b在玻璃體內(nèi)穿行時間分別為ta、tb，則tatb等于()A．QQ′:PP′B．PP′:QQ′C．OP′:OQ′D．OQ′:OP′解析設(shè)復(fù)色光的入射角為θ，折射光a、b光束的折射角為θa、θb，則a、b兩束光的折射率na＝eq\f(sinθ,sinθa)，nb＝eq\f(sinθ,sinθb)，又n＝eq\f(c,v)所以va:vb＝nb:na＝sinθa:sinθb由t＝eq\f(R,v)可得ta:tb＝vb:va＝sinθb:sinθa＝eq\f(QQ′,R):eq\f(PP′,R)＝QQ′:PP′故只有A選項正確．答案A12．登山運動員在登雪山時要留意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴峻地損傷視力．有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛的損害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率為n＝1.5，所要消退的紫外線的頻率f＝8.1×1014Hz，那么它設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8m B．1.85×10－C．1.24×10－7m D．6.18×10－解析由n＝eq\f(c,v)得v＝eq\f(c,n)＝eq\f(3×108,1.5)m/s＝2×108m/s.依據(jù)波速公式v＝λf，得λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(2×108,8.1×1014)m＝2．47×10－7m要實現(xiàn)“增反”的效果，薄膜的厚度至少為半個波長，那樣在薄膜的表面兩列反射光相互加強，從而使入射到眼睛的紫外線減弱，減輕紫外線對眼睛的損害，故C選項正確．答案C13．如圖所示，AC表面鍍有反射膜，一束白光斜射向AB面上，經(jīng)折射、反射后，在光屏PP′上形成寬ab的彩色光帶，試用作圖法分析a、b光束的顏色．答案如圖14．為了削減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，為了使波長為5.52×10－7m解析由于人眼對綠光最敏感，所以通常所用的光學(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的eq\f(1,4)，使綠光在增透膜的前后兩個表面上的反射光相互抵消．而光從真空進入某種介質(zhì)后，其波長會發(fā)生變化．若綠光在真空中波長為λ0，在增透膜中的波長為λ，由折射率與光速的關(guān)系和光速與波長及頻率的關(guān)系得：n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ0f,λf)，即λ＝eq\f(λ0,n)，那么增透膜厚度h＝eq\f(1,4)λ＝eq\f(λ0,4n)＝eq\f(5.52×10－7,4×1.38)m＝1×10－7m答案1×10－715．一種紅寶石激光器放射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光為一個(列)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時間為1.0×10－11s，波長為694.3nm，放射功率為1.0×1010W，求：(1)每列光脈沖的長度是多少？(2)用這種紅寶石激光器照射皮膚上的色斑，每平方厘米色斑吸取能量達到60J以后，色斑便漸漸消逝，一塊色斑的面積為50mm2，則它要吸取多少個(列)紅寶石激光脈沖才能漸漸消逝？解析(1)光脈沖持續(xù)時間即為放射一個光脈沖所需的時間，所以一個光脈沖長度