2012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

用心 爱心 专心1 13 713 7 光的颜色光的颜色 色散色散 13 813 8 激光激光 每课一练 人教版选修每课一练 人教版选修 3 43 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 6 2 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 A a 的上表面和 b 的下表面 B a 的上表面和 b 的上表面 C a 的下表面和 b 的上表面 D a 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 1 4 C 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的 1 4 D 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 7 4 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 8 用心 爱心 专心2 5 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 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 9 A 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 l2表示蓝光成的像的长度 则 图 10 A l1 l0 l2 B l1 l2 l0 C l2 l1 l0 D l2 l1 l0 8 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 用心 爱心 专心3 A 两条出射光线仍平行 但距离大于 d B 两条出射光线仍平行 但距离小于 d C 两条出射光线仍平行 距离仍为 d D 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 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 n B 该光在真空中的波长为 n C 该光的频率为 c D 该光的频率为 c n 题号 123456 答案 题号 7891011 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 T0 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 用心 爱心 专心4 图 12 14 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 图 13 16 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 用心 爱心 专心5 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 23 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 1 4 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 1 2 A项正确 速度关系 v1 v2 B项错 临界角 C1t2 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 1 n 最小 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 用心 爱心 专心6 9 AC 10 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 ODOA T T 2 T 2 1 2 间 t T0 T 2 故小车的速度大小为 v x t c T T 2T0 14 3 84 105 解析 真空中的光速 c 3 0 108 m s 从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间 t 2 56 s 月球与地球距离为 l ct 3 0 108 2 56 m 3 84 105 km 1 2 1 2 15 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 用心 爱心 专心7 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