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考点三光学（J I?对点题必刷题1.（多选）如图，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃传，在玻璃砖底面上的入射角为0,经折射后射出a、b两束光线。则（）A.在玻璃中，a光的传播速度小于 b光的传播速度B.在真空中，a光的波长小于b光的波长C.玻璃砖对a光的折射率小于对 b光的折射率D. 若改变光束的入射方向使 0角逐渐变大，则折射光线 a首先消失E. 分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于 b光的干涉条纹间距答案ABD解析 由题图知，从玻璃传射出时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，玻璃传对a光的折射率大于对 b光的折射率，a光在玻璃中的传播速度比 b光的小，a光的频 率比b 光的大，在真空中，a光的波长较短，a光形成的干涉条纹间距较小，选项A、B正确，C E错误；a光的全反射临界角较小，当入射角0增大时，a光先发生全反射，折射光线先消失，选项D正确。2?如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经 AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i 和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为0。已知棱镜顶角为a,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（）sinsinA.sinsin 9sin aC .y-D T7，（X、r e、sin 6 - -sin ； a ,2 .2 j答案A解析 设光线在AB面上的折射角为r,由几何关系有0 = 2（i r） , a = 2r,从而求出sin r=a2,由折射定律荷sn i只有选项A正确。3?直线PF2过均匀玻璃球球心 0,细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃 球的光路 如图。a、b光相比（）A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C. b光在玻璃中的传播速度较小D. b光在玻璃中的传播时间较短答案C1c解析由题图可知na0,故B错误；由在知v vb,故C正确；a光 在玻璃中的传播距离比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 从题图中可以看出b光折射程度大，所以有naV nb根据入=旨口 faV f b可得入入3所以B项正确，A、C D项错误。5.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在玄真子？涛之灵中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光 ()A.在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于 b光B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C.分别照射同一光电管，若 b光能引起光电效应，a光也一定能D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光答案C 解析 由题图可知，a光的偏折程度大，玻璃对 a光的折射率大，a光的频率高，由v =C可知，在同种玻璃中a光的传播速度小于 b光，A项错误；以相同的角度斜射到同一玻n璃板透过平行表面后，由于a 光的折射率大，因此a 光的侧移量大， B 项错误；分别照射同 一光电管，由于 a 光的频率高，如果b 光能引起光电效应， a 光也一定能， C 项正确；由 sin C果只有一种光发生全反射，这种光一定是6.成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为1=-可知，光从水中射入空气，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角，如na光，射入空气的一定是b光，D项错误。在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形0.350 cm ,则双缝的间距为（）A. 2.06 X10 mC. 1.68 X 10 4 m答案C虹 L Il解析由公入可得双缝间距 d= ?入=d项C正确。7.A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气射入玻璃时可能发生全反射8. 2.06 X10 mD. 1.68 X 10 工 m1.00 X 589 X 10 4m= 1.68 X 10 m 选 XU.350 X 10(多选)关于下列光学现象，说法正确的是()C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽答案CDC解析因为频率f蓝f红，贝U门蓝门红，又再为在水中 v =,得到v蓝v v红，贝U A错；n 光线由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，则B错；在岸边看水中物体时比实际深度浅，则C项正确； x =入，入红入蓝，同一装置l/d相同，所以用红光时条纹间距 d更宽，D项正确。& “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖,与空气 aa和bb分别是玻璃传的两个界面，如图所示。在玻璃石专的一侧插上两枚大头针头针的位置，p1和F2,用“+ ”表示大然后在另一侧透过玻璃砖观察，弁依次插上大头针应使 （选填选项前 P?和Ro在插P?和P4的字母）。b FA. P3只挡住P1的像B. P4只挡住P2的像C. P3同时挡住P1、F2的像答案 C解析 在标记出折射光线时，需要 P3同时挡住Pi、P2的像，F4挡住Pi、P2的像和Ro9?在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距 Xi与绿光的干涉条纹间距 X2相比， Xi X2 （填一 或v）。若实验中红光的波长为630 nm双缝与屏幕的距离为1.00 m测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm ,则双缝之间的距离为 mm答案0.300解析由红光波长比绿光长和双缝干涉条纹间距公式 x =；入可知，红光的干涉条纹 d间距大，所以 XiA X2。由4 x = d入，解得d= 0.300 mm10.人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图所示，光线射在一人造树脂立方体上,经折射后，射在桌面上的 P点。已知光线的入射角为 30 , OA= 5 cm , AB= 20 cm , PB= 12 cm ,小_ n占或w答案 nw141.5)解析设折射角为r,由折射定律sin30 0 = nsin rPB- OA由几何关系知 sin r =0P )且 0P= , PB- OA 2 + AW 代入数据解得n= f： 9 （或n 1.5）14R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心,11. 一个半圆柱形玻璃传，其横截面是半径为如图所示，玻璃的折射率为 n= 2（1） 一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都要从该表面射出则入射光束在AB上的最大宽度为多少？一细束光线在 0点左侧与0相距 1r处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃传射 出点的位置。(1)$R (2)见解析全反射的解析（1）在。点左侧，设从E点射入的光线进入玻璃传后在上表面的入射角恰好等于临界角0,则0E区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃传射出，如图。由全反射条件有sin 0=-由几何关系有0E= R sin 0由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为I = 20 联立式，代入已知数据得I = ?. 2Fa,由几何关系及式和J3设光线在距0点JR的C点射入后，在上表面的入射角为已知条件得最后由G点射出，如图。由反射定律和几何关系得a = 60 0 光线在玻璃砖内会发生三次全反射,0G= 0c=-AF 射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出。12 ?一厚度为h的大平板玻璃水平放置，具下表面贴有一半径为 的圆形发光面。在玻 璃板上表面放置一半径为 R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射），求平板玻璃的折射率。解析 如图，考虑从圆形发光面边缘的 A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A点nsin 0 = sin a 式中，n是玻璃的折射率,0是入射角，a是折射角现假设A恰好在纸片边缘。由题意，在A点刚好发生全反射，故设AA线段在玻璃上表面的投影长为L,由几何关系有Sin 0Li h2 折射，根据折射定律有由题意，纸片的半径应为R= L + r 联立以上各式得n =13.蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见下图。一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从 b点出射。设鳞片的折射率为 n,厚度为d,两片之间空气层厚度为 ho取光在空 气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t o答案2n?d2hn - sin i ccos i解得t2 ? 2? c、si-.同理，在空气中的传播时间2hccos i解析 设光在鳞片中的折射角为 在鳞片中传播的路程玲告，传播速度2n2d丫，折射定律sin i = nsin 丫v=n传播时间2n2d2hccos isin 2i
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