高中物理 13.7 光的颜色 色散 13.8 激光每课一练 新人教版选修3-4

- 1 -13.7 光的颜色 色散 13.8 激光 每课一练（人教版选修 3-4）1一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，是因为()A各色光的波长不同，因而各色光产生的干涉条纹间距不同B各色光的速度不同，造成条纹间距不同C各色光的强度不同D各色光通过双缝的距离不同图 62如图 6 所示，是 用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()Aa 的上表面和 b 的下表面Ba 的上表面和 b 的上表面Ca 的下表面和 b 的上表面Da 的下表面和 b 的下表面3光学镜头上涂的一层薄膜叫增透膜，以下说法不正确的是()A增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度B增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D因为增透膜的作用能使黄绿光反射时相互抵消，而红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的透镜呈淡紫色图 74频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 7 所示，下列说法正确的是()A单色光 1 的波长 小于单色光 2 的波长B在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度C单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间D单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角图 85如图 8 所示，一束白光从顶角为 的棱镜的一个侧面 AB 以较大的入射角 1入射，- 2 -经过三棱镜后，在屏 P 上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则()A红光最 先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失6.如图 9 所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光 A 从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在 a 点和b 点之间，则()图 9A从 a 点射出的是红光，从 b 点射出的是紫光B从 a 点射出的是紫光，从 b 点射出的是红光C从 a 点和 b 点射出的都是紫光，从 ab 中点射出的是红光D从 a 点和 b 点射出的都是红光，从 ab 中点射出的是紫光7发出白光的细线光源 ab，长度为 l0，竖直放置，上端 a 恰好在水面以下，如图 10 所示现考虑线光源 ab 发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以 l1表示红光成的像的长度，l 2表示蓝光成的像的长度，则()图 10A l1 l0 l2 B l1 l2 l0C l2 l1 l0 D l2 l1 l08如图 11 所示，图 11两束平行的红光和紫光，相距为 d，斜射到玻璃砖的上表面 上(玻璃砖足够长)，当它们从玻璃砖的下表面射出时()A两条出射光线仍平行，但距离大于 dB两条出射光线仍平行，但距离小于 dC两条出射光线仍平行，距离仍为 dD两条出射光线将不再平行9将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对 DNA 分子进行超微型基因修复，把诸如癌症、遗传疾病等彻底根除，在上述技术中，人们利用了激光的( )- 3 -A单向性 B单色性C亮度高 D粒子性10让激光照到 VCD 机、 CD 机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，这是利用光的()A平行度好，可以会聚到很小的一点上B相干性好，可以很容易形成干涉图样C亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D波长短，很容易发生明显的衍射现象11一激光器发光功率为 P，发出的激光在折射率为 n 的介质中波长为 ，c 表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是()A该光在真空中的波长为 nB该光在真空中的波长为 /nC该光的频率为 c/D该光的频率为 c/n题号 1 2 3 4 5 6答案题号 7 8 9 10 11答案12.用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变_，如果改用白光做实验，在屏上将出现_色条纹13利用激光遇到物体发生反射，可以测定物体的有关参量如图 12 甲所示，B 为固定的激光发生器和接收 器于一体的装置， C 为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使 B 对准匀速行驶的小车 C，使 B 每隔固定时间 T0发射一激光脉冲，如图乙所示 中幅度大的波形，而 B 接收到的由小车 C 返回的激光脉冲为如图乙所示幅度较小 的波形发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示，T 0、T、 T 均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为_(填“向左”或“向右”)，速度大小为_(光速为 c)甲乙图 1214应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为 2.56 s，则月球到地球的距离大约是_ km.15把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让某种单色光从上方射入(图 13甲)，这里可以看到明暗相间的同心圆(如图乙所示)这个现象是牛顿首先发现的，这个同心圆叫做牛顿环试探究牛顿环出现的原因为了使牛顿环的直径大些，应该选用表面弯曲得厉害些的凸透镜，还是选用表面不太弯的凸透镜？试叙述你选择的理由- 4 -图 1316如图 14 所示，半圆形玻璃砖的半径为 R，光屏 PQ图 14置于直径的右端并与直径垂直，一复色光与竖直方向成 30°角射入玻璃砖的圆心，由于复色光中含有两种单色光，故在光屏上出现了两个光斑，玻璃对两种单色光的折射率分别为 n1 和 n2 ，求：2 3(1)这两个光斑之间的距离；(2)为使光屏上的光斑消失，复色光的入射角至少为多少？参考答案1 A双缝干涉条纹的宽度与波长成正比，各色光的波长不同，则条纹宽度不同， A 正确2 C干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条- 5 -纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面 是否平整因此选项 C 是正确的3 B根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，选项 A 正确增透膜的厚度为光在其中波长的 ，才能反射时相消，14增强透射，选项 B 错误， C 正确 因为人对黄绿光最敏感，所以增透膜应增强对黄绿光的透射，这时红光和紫光没有显著消弱，所以透镜通常呈淡紫色，选项 D 正确4 AD本题考查光的折射、折射率、全反射及临界角知识由图可以判断两种单色光的折射率关系为 n1>n2，进一步可以判断出波长关系为 1t2，故 C 项错误5 B依题意作出白光通过三棱镜的光路，如图所示，可看出由于紫光的偏折最大，由全反射临界公式 sin C ，紫光的临界角最1n小，所以紫光一定首先在 AC 面上发生全反射而从光屏上消失由以上分析可知，屏上彩色光带中的紫光先消失，后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，选项 B 正确6 B光从左边界面入射后，发生折射现象，此时光从光密介质射向光疏介质，由于水对紫光的折射率比对红光的大，所以在入射角相同的情况下，折射角不同，紫光的折射角大于红光，故 a 为紫光，b 为红光7 D作出自 b 点发出一条光线的出射光线，反向延长后与 ab 的交点在 b 点的上方由于蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，则成像较短，故 D 对8 B如图所示，由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行，两条出射光线也平行，由于紫光的折射率大于红光的折射率，所以紫 光折射角 小于红光折射角 ，导致 d<d，故 B 正确9 AC10 A激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上， DVD、 VCD、 CD 唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项 A 正确， B、 C、 D 错误11 AD注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样由于速度变化的原因，波长会相应变化对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长12小彩解析本题考查干涉中的色散问题及光谱问题在双缝干涉实验中，在其他条件不变的情况下，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，紫光波长小于红光波长，所以改用紫光做实验时，干涉条纹间距将变小改用白光做实验时，由于七色光的波长不同，各自干涉条纹的间距不同，在光屏上单色光加强的位置不同，于是出现彩色干涉条纹13向右c· T T 2T0解析(1)若小车不动，发射激光脉冲后到接收返回脉冲的时间应恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车 C 速度方向与激光发射方向一致，即小车向- 6 -右运动(2)要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图如下图所示x c· c· c· T，由题图乙可知在 x 这段位移内小车运动的时OD OAT T2 T2 12间tT 0 T2故小车的速度大小为 v xt c· T T 2T0143.84×10 5解析真空中的光速 c3.0×10 8 m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间 t2.56 s，月球与地球距离为 l ct ×3.0×108×2.56 m3.84×10 5 km.12 1215见解析解析如图(图中凸透镜的弯曲程度作了夸张)所示凸透镜的弯曲表面向上反射的光和下面的玻璃平面向上反射的光相互叠加，由于来自这两个面的反射光的路程差不同，在有些位置相互加强，有些位置相互削弱，因此出现了同心圆状的明暗相间的条纹为了使牛顿环的直径大些，其实就是使相邻的亮条纹(或暗条纹)的间距变大些，图中光线 1 和 2 反射回来的光线干涉后形成亮条纹它们对应的空气厚度差应为 /2，若选用弯曲程度较大的凸透镜，空气厚度差为 /2 的点的间距将变密，即亮条纹间距将变密，牛顿环的直径变小，故应选用弯曲程度较小的凸透镜16(1)(1 )R(2)45°33解析(1)作出光路图如图所示，由折射定律有：n 1 ，n 2sin 1sin sin 2sin 代入数据得： 2sin 1sin 30°3sin 2sin 30°解得 145°， 260°故 abPbPaR tan 45°R tan 30°(1 )R33- 7 -(2)当两种单色光在界面处均发生全反射时光屏 上的光斑消失，且玻璃对其折射率为 n2的单色光先发生全反射，故sin C ，即入射角 C45°.1n1 12