高考物理 备考30分钟课堂专练系列 专题11 光学(教师版).doc

2013年高考物理 备考30分钟课堂专练系列 专题11 光学（教师版）1(2013年苏北四市期末调研)香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作，成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石下列关于“光纤”及原理的说法中，正确的是()A光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点B光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C实用光导纤维是由内芯和外套两层组成内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D当今社会，在信号的传输领域中，光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已联接到普通社区解析：选AD.全息照相利用了光的干涉原理，数码相机利用了光电传感器，B错；光导纤维内芯的折射率比外套的大，C错2(2013年衡水中学模拟)一束光从空气射向折射率n的某种玻璃的表面，如图所示1代表入射角，则()A当145时会发生全反射现象B无论入射角1是多大，折射角2都不会超过45C当入射角145时，折射角230D当入射角160时，反射光线与折射光线垂直sin1sin303. (2013年南京质检)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为30，E、F分别为边AB、BC的中点，则()A该棱镜的折射率为B光在F点发生全反射C光从空气进入棱镜，波长变小D从F点出射的光束与入射到E点的光束平行解析：选AC.在E点作出法线可知入射角为60，折射角为30，折射率为，A对；由光路的可逆性可知，在BC边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B错；由公式介，可知C对；三棱镜两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错4(2013年辽宁铁岭调研)如图所示，ABC为等腰棱镜，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A在真空中，a光光速大于b光光速B在真空中，a光波长大于b光波长Ca光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间Da、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角5. (2013年海口一中模拟)如图，一透明半圆柱体折射率为n2，半径为R、长为L.一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出求该部分柱面的面积S.答案：RL6(2013年哈尔滨模拟)透明光学材料制成的直角三棱镜，B30，其折射率为，一束波长为566 nm的单色光垂直于AC面射向棱镜(如图所示)，入射点为O，求： (1)此单色光在棱镜中的波长；(2)该光射出棱镜的折射角7(2013年湖北联考)如图所示，半圆玻璃砖的半径R10 cm，折射率为n，直径AB与屏幕垂直并接触于A点激光a以入射角i30射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑求两个光斑之间的距离L.解析：画出如图光路图，设折射角为r，根据折射定律n，解得r60，由几何知识得，POA30，AOQ60，所以两个光斑PQ之间的距离LPAAQRtan30Rtan60，解得L23.1 cm.答案：23.1 cm8(2013年上海宝山区模拟)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()Aa、cBb、cCa、d Db、d解析：选D.a图是双缝干涉图样，b图是单缝衍射图样，c是小孔衍射图样，d是单缝衍射图样，故D正确9(2013年银川一中模拟)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()A当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持原来状态不变解析：选D.金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜各处厚度几乎不变因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误10(2013年宁波质检)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()A变疏B变密C不变 D消失11(2013年温州模拟)在观察光衍射的实验中，分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹那么障碍物应是()A乙图对应的是很小的不透明圆板B甲图对应的是很大的不透明圆板C乙图对应的是很大的中间有大圆孔的不透明挡板D甲图对应的是很大的中间有小圆孔的不透明挡板12利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题： (1)用如图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52107 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？13（上海市闸北区2013届高三模拟）利用发波水槽可以观察“波的干涉现象”。（1）实验过程可分为如下操作步骤：a调节两小球击水深度和频率；b打开变频电动机电源；c改变实验条件，使两个小球以不同频率击水，观察不同频率的两列波叠加时，水面的波形；d观察两列波叠加区域水面的波形。上述实验步骤排序正确的是：_。（将下列正确的选项的序号填入横线中）A.a，d，c，b B.d，b，c，a C.c，b，d，a D.b，a，d，c（2）下列哪个图是本实验所观察到的实验现象： （3）从这个实验可以得到，_是产生波的干涉现象的必要条件。14（天津市天津一中2013届高三模拟）在研究光电效应实验中，某同学合上电路上的电键，用不同频率的光照射光电管时发现有如下现象：只有当频率大于或等于v1时，电流表才会偏转当用频率v2时电流表发生偏转，此时将电源反接，电流变小增大反接电压的大小，当电压达到U时，电流表正好没有偏转根据上述结果可以判断，该光电子脱离金属的逸出功是 。当入射光频率为v2时，光电子的最大初动能是 。v1、v2、U的关系是 。（已知电子的电量为e，普朗克恒量为h）15.（2013保定一中模拟）登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重损伤视力有人想利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他选用的薄膜材料的折射率为n1.5，所要消除的紫外线的频率为8.11014 Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是_(2)这种“增反膜”的厚度至少是多少？(3)以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )A.薄膜干涉说明光具有波动性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.利用薄膜干涉也可以“增透”16. （2013烟台一中模拟）为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=的玻璃砖,如图所示.试问:(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?(2)要想使外界180范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率多大的玻璃砖?【解析】工事内部的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标.光路如图所示.17. （2013海口一中模拟）(1)一台激光器发出一束单色光，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为多少？(2)由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体要使射到粗细均匀的圆形截面光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？【解析】(1)由n，sinC，得Carcsin.(2)设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为r，折射光线射向侧面时的入射角为i，折射角为r，如图所示18. （2013宿迁一中模拟）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A.(2)本实验的步骤有取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.在操作步骤时还应注意_和_.(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距x为_mm. (4)已知双缝间距d为2.010-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式=_，求得所测红光波长为_nm.