教师--第二章-光(选修3-4)

3-4 第二章 光 【感悟高考真题预测】1.（四川理综T15）下列说法对的的是A 甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛B 我们能从某位置通过固定的任意透明的介质看见另一侧的所有景物C 可见光的传播速度总是不小于电磁波的传播速度D 在介质中光总是沿直线传播【答案】选A.【详解】根据反射定律和光路可逆知A对的；由于透明介质的形状、厚薄未定，根据折射定律可知B错；光也是一种电磁波，在真空中两者的速度同样，C错；由折射定律可知，在非均匀介质中，光可以不沿延直线传播.2.（大纲版全国T16）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们也许依次是 A.紫光、黄光、蓝光和红光 B. 紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D. 红光、黄光、蓝光和紫光【答案】选B【详解】第一次折射时，把水珠看做三棱镜，向下偏折限度最大的光线一定是紫光，偏折限度最小的是红光，故第二次折射后，从图上可看出紫光是a.，红光是d，因此对的答案是B.3.（重庆理综T18）在一次讨论中，教师问道：“如果水中相似深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。有关这三种光在水中的性质，同窗们能做出什么判断？”有同窗回答如下：c光的频率最大 a光的传播速度最小b光的折射率最大 a光的波长比b光的短根据教师的假定，以上回答对的的是A. B. C. D. 【答案】选C. 【详解】折射率越大，在水中的像看起来就越浅，b 在水下的像最深，阐明b光的折射率最小；c照亮水面的面积比a的大，阐明c光的临界角不小于a光的临界角，则c光的折射率不不小于a光的折射率，这样就能判断出三种光的折射率大小关系是，因此a、b、c相称于紫、绿、红三种色光，这样，就能十分简朴断定选项C对的.4.（上海高考物理T21）如图，当用激光照射直径不不小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心浮现了一种亮斑。这是光的 (填“干涉”、“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的 (填“波动说、“微粒说或“光子说)。【答案】衍射，波动说【详解】圆盘后屏上的阴影中心浮现了一种亮斑，一定不是光的直线传播现象导致的，是光在传播过程中绕过障碍物的现象，属于光的衍射，衍射是波的特性，因此这一实验支持了光的波动说5（重庆20）如题20图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截而是圆心角为90o,、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若考虑初次入射到圆弧上的光，则 上有光透出的部分的弧长为A. 1/6 R B. 1/4RC. .1/3 R D. 5/12 R 【答案】B【解析】根据折射定律，可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30。过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出，C到B之间没有光线射出；越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大，发生全反射的也许性越大，根据临界角公式得临界角为45，如果AB界面上的临界点为D，此光线在AO界面上点E入射，在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180-（120+45）=15，因此A到D之间没有光线射出。 由此可得没有光线射出的圆弧相应圆心角为90-（30+15）=45，为1/4R。6（全国卷20）某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，她在镜中正好可以看到整棵树的像；然后她向前走了6.0 m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为A5.5m B5.0m C4.5m D4.0m【答案】B【解析】如图是正好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得，即。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。【命题意图与考点定位】平面镜的反射成像，可以对的转化为三角形求解7（北京14）对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述对的的是A.在相似介质中，绿光的折射率最大B.红光的频率最高C.在相似介质中，蓝光的波长最短D.黄光光子的能量最小【答案】C【解析】红、黄、绿、蓝四种单色光的频率依次增大，光从真空进入介质频率不变，B 错。由色散现象同一介质对频率大的光有大的折射率，A错。频率大的光在真空中和介质中的波长都小，蓝光的波长最短，C对的。频率大，光子能量大，D错。8（江苏物理12(B)）（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和平常生活中应用广泛。下面有关激光的论述对的的是 （A）激光是纵波（B）频率相似的激光在不同介质中的波长相似（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象（D）运用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30m,屏上P点距双缝和的路程差为7.95m.则在这里浮现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30m的激光进行上述实验，保持其她条件不变，则屏上的条纹间距将 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。 （3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d. 答案：9.（ 新课标33(1)）如图，一种三棱镜的截面为等腰直角ABC，为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为_.(填入对的选项前的字母) A、 B、 C、 D、答案：A解析：根据折射率定义有，已知1=4502+3=900，解得：n=10（海南物理18(1)）一光线以很小的入射角射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时）【答案】【解析】如图，设光线以很小的入射角入射到平板玻璃表面上的A点，折射角为，从平板玻璃另一表面上的B点射出。设AC为入射光线的延长线。由折射定律和几何关系可知，它与出射光线平行。过B点作，交于D点，则的长度就是出射光线与入射光线之间的距离，由折射定律得由几何关系得 出射光线与入射光线之间的距离为当入射角很小时，有由此及式得 【考点模拟演习】1(福建龙岩)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样分析各图样的特点可以得出的对的结论是 ()Aa、b是光的干涉图样Bc、d是光的干涉图样C形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短【答案】A【详解】干涉条纹是等距离的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A项对的，B项错误；由公式x可知，条纹宽的入射光的波长长，因此a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C项错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D项错误2.(南通模拟)双缝干涉实验装置如图所示,双缝间的距离为d,双缝到像屏的距离为l,调节实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹.有关干涉条纹的状况,下列论述对的的是( )A.若将像屏向左平移一小段距离,屏上的干涉条纹将变得不清晰B.若将像屏向右平移一小段距离,屏上仍有清晰的干涉条纹C.若将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小D.若将双缝间距离d减小,像屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大【答案】选B、D.【详解】根据,l变化,像屏上仍有清晰的干涉条纹,只是条纹间距发生变化,A错误,B对的.d减小时,x变大,C错误,D对的.3(河北唐山)炎热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影但当你接近“水面”时，它也随你接近而后退对此现象对的的解释是 ()A浮现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射导致的B“水面”不存在，是由于炎热难耐，人产生的幻觉C太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射【答案】D【详解】炎热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射4.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法对的的是( )A.用透明的原则平面样板检查光学平面的平整限度是运用光的偏振现象B.用三棱镜观测白光看到的彩色图样是运用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图像是运用光的色散现象D.光学镜头上的增透膜是运用光的干涉现象【答案】选D.【详解】用透明的原则平面样板检查光学平面的平整限度是运用光的薄膜干涉现象,A错;用三棱镜观测白光看到的彩色图样是运用光的色散现象,B错;在光导纤维束内传送图像是运用光的全反射现象,C错;光学镜头上的增透膜是运用光的干涉现象,D对的.5(福建福州)下列说法对的的是 ()A太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的成果B用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用C眯着眼睛看发光的灯丝时能观测到彩色条纹，这是光的偏振现象D在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰【答案】D【详解】太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A错；用光导纤维传送图像信息是运用了光的全反射，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时观测到彩色条纹是光的衍射现象，C错；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D对6.(合肥模拟)如图所示,P、Q是两种透明材料制成的两块相似的直角梯形棱镜,叠合在一起构成一种长方体,一束单色光从P的上表面射入,折射光线正好垂直通过两棱镜的界面,已知材料的折射率nPnQ,射到P上表面的光线与P上表面的夹角为,下列判断对的的是( )A.光线一定从Q的下表面射出B.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定等于C.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定不小于D.光线若从Q的下表面射出,出射光线与下表面的夹角一定不不小于【解析】选D.由于没有拟定几何尺寸,因此光线也许射向Q的右侧面,也也许射向Q的下表面,A错误;当光线射向Q的下表面时,它的入射角与在P中的折射角相等,由于nPnQ,进入空气中的折射角不小于进入P上表面的入射角,那么出射光线与下表面的夹角一定不不小于,B、C错误，D对的.7. (广东中山)如图所示，红色细光束a射到折射率为的透明球表面，入射角为45，在球的内壁通过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角为 ()A30 B45C60 D75【答案】A【详解】由折射定律有，得折射角30.画出光路图，由几何关系知，夹角30，A对的8.光热转换是将太阳光能转换成其她物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的重要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能.真空玻璃管上采用镀膜技术增长透射光，使尽量多的太阳光能转化为_，这种镀膜技术的物理学根据是_.【答案】内能 光的干涉【详解】太阳能热水器是把太阳光能转化为内能的装置，玻璃管上采用镀膜技术增长透射光，此镀膜为增透膜，是运用了光的干涉原理.9.(苏州模拟)如图所示,在双缝干涉实验中,已知SS1=SS2,且S1、S2到光屏上P点的路程差s=1.510-6 m. (1)当S为=0.6 m的单色光源时,在P点处将形成_条纹.(2)当S为=0.5 m的单色光源时,在P点处将形成 _ 条纹.(均选填“明”或“暗”)【答案】(1)暗 (2)明【详解】 (1)由题意，当=0.6 m时，s=2+ ,为半波长的奇数倍,故P点为暗条纹.(2)当=0.5 m时,s=3,为波长的整数倍,故这时P点将形成明条纹.10.登山运动员在登雪山时要注意避免紫外线的过度照射，特别是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力.有人想运用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜.她选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为=8.11014 Hz,(1)她设计的这种“增反膜”所根据的原理是_.(2)这种“增反膜”的厚度是多少？(3)请判断如下有关薄膜干涉的说法对的的是( )A.薄膜干涉阐明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.运用薄膜干涉也可以“增透”【答案】(1)两反射光叠加后加强 (2)1.2310-7 m(3)A、D【详解】(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线削弱.(2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长的整数倍，即2d=N(N=1,2,),因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的 .紫外线在真空中的波长是=c/=3.710-7 m.在膜中的波长是=/n=2.4710-7 m,故膜的厚度至少是1.2310-7 m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后削弱则会“增透”.11. (海南海口模拟)一束光波以45的入射角，从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n.试求光进入AB面的折射角，并在图上画出该光束在棱镜中的光路【答案】C45光路图如下【详解】sin r，r30由sin C，得C45.光在AC面发生全反射，并垂直BC面射出12如图表达某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4m的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮条纹，若换用波长为0.6m的橙光做实验，那么该像屏上除中央条纹外，两侧各有几条亮条纹？【答案】2【详解】设用波长为0.4 m的光入射，条纹宽度为x1，则x11，屏上两侧各有3条亮纹，则屏上第三条亮纹到中心距离为3x1.用0.6m光入射，设条纹宽度为x2，则x22，设此时屏上有x条亮纹，则有xx23x1x231代入数据解之得x2，两侧各有2条亮纹