专题15光学Word下载.docx
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[第238页第4题] (2015四川理综,3,6分)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,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
[第238页第5题] [2015重庆理综,11
(1),6分]虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。
两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。
M、N、P、Q点的颜色分别为( )
A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红
[第238页第6题] [2014重庆理综,11
(1),6分]打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<
θ<
θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是( )
A.若θ>
θ2,光线一定在OP边发生全反射
B.若θ>
θ2,光线会从OQ边射出
C.若θ<
θ1,光线会从OP边射出
D.若θ<
θ1,光线会在OP边发生全反射
[第239页第7题] (2014福建理综,13,6分)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( )
[第239页第8题] (2013福建理综,14,6分)一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜。
下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )
[第239页第9题] (2013浙江理综,16,6分)与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的。
小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是( )
A.地球上有人用红色激光照射月球
B.太阳照射到地球的红光反射到月球
C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球
D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
[第239页第10题] (2013天津理综,8,6分)(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO'
为直径MN的垂线。
足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。
由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO'
夹角θ较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐渐增大θ角,当θ=α时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则( )
A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C.α<
β时,光屏上只有1个光斑
D.β<
时,光屏上只有1个光斑
[第239页第11题] (2012天津理综,6,6分)(多选)半圆形玻璃砖横截面如图,AB为直径,O点为圆心。
在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖,两入射点到O的距离相等。
两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示,则a、b两束光( )
A.在同种均匀介质中传播,a光的传播速度较大
B.以相同的入射角从空气斜射入水中,b光的折射角大
C.若a光照射某金属表面能发生光电效应,b光也一定能
D.分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大
[第239页第12题] [2011天津理综,9(3),4分]某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。
开始玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像,且P2的像挡住P1的像。
如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失。
此时只需测量出________________,即可计算出玻璃砖的折射率。
请用你的测量量表示出折射率n=______________。
[第239页第13题] [2015海南单科,16
(2),8分]一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示。
已知玻璃的全反射临界角为γ(γ<
)。
与玻璃砖的底平面成(
-γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。
经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出。
若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度。
[第239页第14题] [2015江苏单科,12B(3)]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=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂材料的折射率n。
[第239页第15题] [2014课标Ⅰ,34
(2),9分]一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示。
玻璃的折射率为n=
。
(ⅰ)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,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
(ⅱ)一细束光线在O点左侧与O相距
R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
[第240页第16题] [2014山东理综,38
(2)]如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O以角i入射,第一次到达AB边恰好发生全反射。
已知θ=15°
BC边长为2L,该介质的折射率为
求:
(ⅰ)入射角i;
(ⅱ)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到:
sin75°
=
或tan15°
=2-
[第240页第17题] [2014江苏单科,12B(3)]Morpho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如图。
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h。
取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。
[第240页第18题] [2013课标Ⅱ,34
(2),10分]如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°
∠B=60°
一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出。
若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等,
(ⅰ)求三棱镜的折射率;
(ⅱ)在三棱镜的AC边是否有光线透出?
写出分析过程。
(不考虑多次反射)
考点二光的干涉、衍射及偏振
[第240页第1题] (2015浙江自选,13,4分)以下说法正确的是( )
A.真空中蓝光的波长比红光的波长长
B.天空中的彩虹是由光干涉形成的
C.光纤通信利用了光的全反射原理
D.机械波在不同介质中传播,波长保持不变
[第240页第2题] (2014天津理综,8,6分)(多选)一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a、b两束,如图所示,则a、b两束光( )
A.垂直穿过同一块平板玻璃,a光所用的时间比b光长
B.从同种介质射入真空发生全反射时,a光临界角比b光的小
C.分别通过同一双缝干涉装置,b光形成的相邻亮条纹间距小
D.若照射同一金属都能发生光电效应,b光照射时逸出的光电子最大初动能大
[第240页第3题] (2014大纲全国,17,6分)在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589nm的光,在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。
图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm,则双缝的间距为( )
A.2.06×
10-7m B.2.06×
10-4m C.1.68×
10-4m D.1.68×
10-3m
[第240页第4题] [2014江苏单科,12B
(1)]某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到题(甲)图所示的条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如题(乙)图所示。
他改变的实验条件可能是________。
A.减小光源到单缝的距离
B.减小双缝之间的距离
C.减小双缝到光屏之间的距离
D.换用频率更高的单色光源
[第240页第5题] (2014浙江理综,18,6分)(多选)关于下列光学现象,说法正确的是( )
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
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
[第240页第6题] (2013大纲全国,14,6分)下列现象中,属于光的衍射的是( )
A.雨后天空出现彩虹
B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C.海市蜃楼现象
D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
[第240页第7题] (2012全国,16,6分)(多选)在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光。
为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有( )
A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离
[第240页第8题] (2011天津理综,6,6分)(多选)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样,设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx,若Δx甲>
Δx乙,则下列说法正确的是( )
A.甲光能发生偏振现象,乙光则不能发生
B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长
C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量
D.在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光
[第240页第9题] [2015课标Ⅰ,34
(1),5分]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Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比,Δx1________Δx2(填“>
”、“=”或“<
”)。
若实验中红光的波长为630nm,双缝与屏幕的距离为1.00m,测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm,则双缝之间的距离为________mm。
训练一
[第245页第1题] (2014贵州六校联考)(多选,6分)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B点。
图中O点为A、B连线与分界面的交点。
下列说法正确的是( )
A.O1点在O点的右侧
B.蓝光从空气中射入水中时,速度变小
C.若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点
D.若沿AO1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
E.若蓝光沿AO方向射向水中,则折射光线有可能通过B点正上方的D点
[第246页第2题] [2015河北石家庄3月调研,34
(2)](9分)如图所示,有一圆柱形容器,底面半径为R,在底面的中心处有一红色点光源S,它发出的红光经时间t可以传到容器的边缘P。
若容器内盛满某透明液体,S发出的红光经时间2t可以传到容器的边缘P,且恰好在P点发生全反射。
求容器的高度。
[第246页第3题] [2015河北保定元月调研,34
(2)](9分)直角等腰玻璃三棱镜ABC的截面如图所示,∠ABC=∠ACB=45°
一条单色光从腰AB上的D点射入三棱镜,在玻璃内部折射光线为DE,折射角r=30°
折射光线传播到BC边上的E点。
已知该玻璃三棱镜的折射率n=
(ⅰ)求光线的入射角i(图中未标出);
(ⅱ)判断光线能否在E点发生全反射。
[第246页第4题] [2015河北石家庄质检,34
(2)](9分)如图所示,一束光从空气射到直角三棱镜ABC的侧面AB上,进入三棱镜后从另一侧面AC射出,调整入射光的方向,当光线第一次射到侧面AC恰不穿出时,测出入射光与AB面的夹角θ为30°
求此三棱镜的折射率。
[第246页第5题] [2015山西3月模拟,34
(2)](10分)如图所示的圆表示一圆柱形玻璃砖的截面,O为其圆心,MN为直径。
一束平行于MN的光线沿PO1方向从O1点射入玻璃砖,在玻璃砖内传到N点。
已知PO1与MN之间的距离为
R(R为玻璃砖的半径),真空中的光速为c,求:
(ⅰ)该玻璃砖的折射率;
(ⅱ)光从O1传到N所用的时间。
[第246页第6题] (2014山西太原一模)(9分)如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,折射率n=
∠A=30°
一束与BC面成30°
角的光线从O点射入棱镜,从AC面上O'
点射出。
不考虑光在BC面上的反射,求从O'
点射出的光线的方向。
[第246页第7题] (2014河南六市一联)(10分)如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=30°
BC=L,棱镜材料的折射率为n=
在此截面所在的平面内,一条光线平行于AB从M点射入棱镜,AM=L,不考虑光线沿原路返回的情况。
①作出光线通过棱镜的光路图,并通过计算说明作图依据。
②光在棱镜中传播的时间是多长?
(设光在真空中传播速度为c)
[第247页第8题] [2013湖北黄冈4月模拟,34
(2)](9分)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率n=
直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点。
激光a以入射角i=60°
射向玻璃砖圆心O,结果在屏幕MN上出现两光斑,求两光斑之间的距离L。
[第247页第9题] [2013湖北七校联考,34
(2)](9分)一半圆形玻璃砖,玻璃的折射率为
AB为直径,长度为D,O为圆心,一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气射入玻璃砖,其中心光线P通过O点,如图所示。
M、N为光束边界光线。
M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离。
训练二
[第247页第1题] (2014江西八校联考)(多选,6分)以下说法中正确的是( )
A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去
B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
C.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变
D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
E.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
[第247页第2题] [2015河北正定模拟,34
(2)](10分)如图所示,△ABC为一直角三棱镜的截面,其一个底角为30°
一束单色平行光束斜射向AB面,经三棱镜折射后在AC面水平平行射出。
①以图中三条光线代表光束,画出三条光线经棱镜折射的光路示意图;
②若棱镜的折射率为
求入射光线与AB面的夹角θ。
[第247页第3题] [2015河北正定2月调研,34
(2)](9分)如图所示,将一等腰直角棱镜截去棱角,使其平行于底面,可制成“道威棱镜”,这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射。
从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入,已知玻璃棱镜的折射率n=
①光线进入棱镜时的折射角α;
②第一次折射后到达底边CD的光线能否从CD边射出,若能,求折射角;
若不能,求从BD边射出的光线与BD边的夹角。
[第247页第4题] [2015河北保定4月模拟,34
(2)](9分)如图所示,一个半圆形玻璃砖的截面图,AB与OC垂直,半圆的半径为R。
一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖,其中距O点距离为
的一条光线自玻璃砖右侧折射出来,与OC所在直线交于D点,OD=
R。
求
(Ⅰ)此玻璃砖的折射率是多少?
(Ⅱ)若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸,平行光照射玻璃砖后,右侧没有折射光射出,黑纸在AB方向的宽度至少是多少?
[第248页第5题] [2015河北石家庄3月模拟,34
(2)](9分)由透明体做成的三棱柱,横截面为有一个锐角为30°
的直角三角形,如图所示,AC面镀膜,经透明体射到AC面的光只能反射。
现有一束光从AB面的D点垂直AB面射入透明体,经AC面E点反射后从BC面射出透明体,出射光线与BC面成30°
角。
①求该透明体的折射率;
②若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体,经AC面E点反射后从AB面射出透明体,试画出经E点后的光路图,并标明出射光线与AB面所成夹角的角度(不用列式计算)。
[第248页第6题] (2014吉林省吉林市质量检测)(9分)在真空中有一正方体玻璃砖,其截面如图所示,已知它的边长为d。
在AB面上方有一单色点光源S,从S发出的光线SP以60°
入射角从AB面中点射入,当它从侧面AD射出时,出射光线偏离入射光线SP的偏向角为30°
若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等,求点光源S到P点的距离。
[第248页第7题] (2014湖北八校二联)(9分)如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,其形状是边长为a的等边三角形,现用一束宽度为a的单色平行光束,以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上,结果所有从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面。
试求:
(ⅰ)该材料对此平行光束的折射率;
(ⅱ)这些到达BC面的光线从BC面折射而出后,如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑,则当屏到BC面的距离d满足什么条件时,此光斑分为两块?
[第248页第8题] [2013江西师大附中联考,34
(2)](9分)如图所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,∠A=30°
∠C=90°
三棱镜材料的折射率是n=
一束与BC面成θ=30°
角的光线射向BC面。
(1)试通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光线?
(2)作出三棱镜内完整的光路图,指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角。
答案和解析
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