2024-2025學(xué)年高中物理第十三章7光的顏色色散練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE77.光的顏色色散基礎(chǔ)鞏固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。則下列光路圖可能正確的是()解析：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,由兩種單色光進入玻璃后偏折程度不同,且出射光均應(yīng)平行于入射光,可判定B項正確。答案：B2公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈,在晚上視察不同顏色調(diào)燈的深度和水面上被照亮的面積,下列說法正確的是()A.紅燈看起來較淺,紅燈照亮的水面面積較小B.紅燈看起來較深,紅燈照亮的水面面積較小C.紅燈看起來較淺,紅燈照亮的水面面積較大D.紅燈看起來較深,紅燈照亮的水面面積較大解析：光從水里射入空氣發(fā)生折射,入射角相同時,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,所以紅燈照亮的水面面積較大,選項D正確。答案：D3如圖所示,一顯示薄膜干涉及現(xiàn)象的試驗裝置,P是附有肥皂膜的鐵絲圈,S是一點燃的酒精燈,往火焰上撒些食鹽后,在肥皂膜上視察到的干涉圖樣應(yīng)是圖中的()解析：肥皂膜在重力作用下,形成一個上薄下厚的薄膜,入射光在薄膜的前后兩個表面反射后,相互干涉,形成水平方向的干涉條紋,選項D正確。答案：D4把一平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上,一端用薄片墊起,構(gòu)成空氣劈尖,讓單色光從上方射入,如圖所示,這時可以看到明暗相間的條紋。下面關(guān)于條紋的說法正確的是()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B.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.視察薄膜干涉條紋時,眼睛應(yīng)在入射光的另一側(cè)解析：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,由于空氣膜厚度是勻稱改變的,故條紋間距都相等,選項A對;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B錯;將薄片增厚,條紋變密,選項C錯;視察薄膜干涉條紋時,眼睛應(yīng)在入射光的同一側(cè),選項D錯。答案：A5下列光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是()A.用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息,這是光的衍射的應(yīng)用B.太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜,這是光的干涉的結(jié)果C.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象更清楚D.透過平行于日光燈的窄縫看正常發(fā)光的日光燈時能視察到彩色條紋,這是光的色散現(xiàn)象解析：用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息,這是光的全反射的應(yīng)用,選項A錯誤;太陽光通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B錯誤;在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可減弱反射光,從而使景象更清楚,選項C正確;透過平行于日光燈的窄縫看正常發(fā)光的日光燈時能視察到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象,選項D錯誤。答案：C6如圖所示,一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b,下列說法正確的是()A.若增大入射角i,則b光先消逝B.在該三棱鏡中a光波長小于b光C.a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象,b光不能發(fā)生D.a光頻率小于b光頻率答案：D7登山運動員在登雪山時要留意防止紫外線的過度照耀,尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照耀,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為f=8.1×1014Hz,那么他設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是。

解析：為了削減進入眼睛的紫外線,應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射出來形成的光疊加后加強,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λ'的整數(shù)倍,即2d=Nλ'(N=1,2,…),因此,薄膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的12。紫外線在真空中的波長是λ=cf=3.7×答案：1.23×10-7m實力提升1表面附著油膜的透亮玻璃片,當(dāng)有陽光照耀時,可在表面和玻璃片的邊緣分別看到彩色圖樣,則()A.兩者都是色散現(xiàn)象B.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)象解析：陽光照耀到油膜上,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,故選項A、C正確。答案：AC2如圖所示,一束白光從頂角為θ的三棱鏡的一個側(cè)面AB以較大的入射角i入射,經(jīng)過三棱鏡后,在P上可得到彩色光帶。當(dāng)入射角漸漸減小到零的過程中,若屏上的彩色光帶先后全部消逝,則()A.紅光最先消逝,紫光最終消逝B.紫光最先消逝,紅光最終消逝C.紫光最先消逝,黃光最終消逝D.紅光最先消逝,黃光最終消逝解析：依題意作出白光通過三棱鏡的光路圖,如圖所示。可以看出紫光的偏折程度最大,由全反射臨界角公式sinC=1n知,紫光的臨界角最小,所以紫光肯定首先在AC界面上發(fā)生全反射而從光屏上消逝答案：B3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。干涉條紋有如下特點:(1)隨意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)隨意相鄰明條紋或暗條紋所對應(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,從上往下視察到的干涉條紋()A.變疏 B.變密C.不變 D.消逝解析：干涉條紋是由空氣薄膜的上下兩個表面反射的光線疊加而成的,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)必需變疏時才能符合所在位置下面對應(yīng)的薄膜厚度跟原先一樣。故正確選項為A。答案：A4(2024全國Ⅰ卷)如圖所示,△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點射出,其折射角為60°,則玻璃對紅光的折射率為,若改用藍光沿同一路徑入射,則光線在D點射出時的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60°。

解析：玻璃對紅光的折射率為n=sin60°sin30答案：3★5霓、虹是由空中的小水滴對日光的折射、色散、全反射的綜合效應(yīng)所形成的。通?？煽吹絻傻拦尾蕩?里面一道叫虹,比較光明;外面一道叫霓,較為暗淡,如圖甲所示。(1)虹是陽光在水滴內(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。

(2)霓是陽光在水滴內(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。

解析：依據(jù)光的折射現(xiàn)象和色散知,太陽光經(jīng)過水滴的光路圖如圖所示。所以(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的綠光在垂直表面入射時使反射光干涉相消,求所涂的這種增透膜的厚度。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14,使綠光在增透膜的前后兩個表面上的反射光互相抵消。而光從真空進入某種介質(zhì)后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=那么增透膜厚度d=14λ=λ04n=答案：1×10-7m★7單色細光束射到折射率n=2(1)在圖上大致畫出光線在球內(nèi)的路徑和方向。(2)求入射光線與出射光線之間的