2019高中物理第十三章第5课时光颜色色散激光(对点练巩固练)(含解析)新人教版

第5课光阴的颜色色散激光[对点训练]知识点一·光的色散1．以下图，一束白光经过玻璃棱镜发生色散现象，以下说法正确的选项是( )A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的流传速度比红光大答案Bc分析白光中红光的频次最低，在玻璃中的折射率最小，由n＝v可知，红光的流传速度最大，紫光的频次最高，在玻璃中的折射率最大，流传速度最小，经过棱镜发生色散时，偏折最大，综上所述，A、C、D均错误，B正确。2．等腰三棱镜的顶角是30°。光芒垂直于棱镜的一个腰面射入棱镜，从另一面射出时，出射光芒偏离原入射光芒30°角，则该棱镜的折射率为( )333A．3B．2C．3D．2答案A分析以下图，由题意可知i＝60°，r＝30°，由折射sin60°定律得n＝sin30°＝3，A正确。3．实验表示，可见光经过三棱镜时各色光的折射率n随BC波长λ的变化切合科西经验公式：n＝A＋λ2＋λ4，此中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情况以下图。则( )A．屏上c处是紫光B．屏上d处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光答案D分析

依据

BCn＝A＋λ2＋λ4知波长越长折射率越小，光芒偏折越小。从图可知，

d光偏折最厉害，折射率最大，应是紫光；

a光偏折最小，折射率最小，应是红光；故

D正确。4．红、绿、黄三条入射光芒，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射入三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，

且出射光芒交于三棱镜底边延伸线上的三点，

三点到三棱镜底边中点的距离分别为x1、x2、x3，则( )A．x1＝x2＝x3B．x1＜x2＜x3C．x1＞x2＞x3D．x1＞x3＞x2答案D分析按波长摆列，波长越长的光频次越小，折射率越小；反之折射率越大。绿光折射率最大，光芒偏折最厉害，x2最小，同理x1最大。故D正确。5．以下图，a和b都是厚度平均的平玻璃板，它们之间的夹角为φ，一细光束以入射角

θ从

P点射入，θ>φ，已知此光束由红光和蓝光构成，则当光束透过

b板后(

)A．流传方向相对于入射光方向向左偏转

φ角B．流传方向相对于入射光方向向右偏转

φ角C．红光在蓝光的左侧D．红光在蓝光的右侧答案D分析因为厚度平均的平玻璃板不改变光束流传的方向，但光束穿过玻璃板时将发平生移，即出射光芒与入射光芒平行，故A、B错误；由红光和蓝光构成的细光束，经平玻璃板折射发生色散，所以红光和蓝光将分别，又因为玻璃对红光的折射率小于玻璃对蓝光的折射率，所以红光向左平移的距离小于蓝光向左平移的距离，红光在蓝光的右侧，故C错误，D正确。6．以下图，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从棱镜的左侧射入，从三棱镜的右侧射出时发生色散，射出的可见光散布在

a点和

b点之间，则

(

)A

a

bB．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中点射出的是紫光答案B分析光从左界限面入射后，发生折射现象，此光阴从光密介质射向光疏介质，因为水对紫光的折射率比对红光的大，所以在入射角同样的状况下，折射角不一样，紫光的折射角大于红光，故a为紫光，b为红光。知识点二·薄膜干预7．用以下图的实验装置察看光的薄膜干预现象。图a是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图b是直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迟缓旋转，察看到的现象是( )A．当金属丝圈旋转30°时干预条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干预条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干预条纹同方向旋转30°D．干预条纹保持本来状态不变答案D分析金属丝圈在竖直平面内迟缓旋转时，不影响薄膜上薄下厚的散布，因此干预条纹保持本来状态不变，D正确。8．对于薄膜干预，以下说法中正确的选项是( )A．只有厚度平均的薄膜，才会发生干预现象B．只有厚度不平均的楔形薄膜，才会发生干预现象C．厚度平均的薄膜会形成干预条纹D．察看肥皂液膜的干预现象时，察看者应和光源在液膜的同一侧答案D分析当光从薄膜的一侧照耀到薄膜上时，只需前后两个面反射回来的光波的行程差满足振动增强的条件，就会出现明条纹，知足振动减弱的条件就会出现暗条纹，这类状况在薄膜厚度不平均时才会出现；当薄膜厚度平均时，不会出现干预条纹，但也能发生干预现象，这时某些颜色的光因干预而减弱，另一些光因干预而增强。减弱的光透过薄膜，增强的光被反射回来，所以这时看到薄膜的颜色是振动增强的光的颜色，但不会形成干预条纹。故D正确。9．以下图是用干预法检查某块厚玻璃的上表面是不是平坦的装置，所用的单色光是用一般光源加滤光片产生的。检查中所察看到的干预条纹是由以下哪两个表面反射的光芒叠加而成的( )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的下表面答案C分析因为光波的波长很短，所以，只有益用很薄的介质膜才能察看到显然的干预条纹。该题是利用标准样板和厚玻璃板间极薄的空气薄层上、下表面的反射光发生干预，来对玻璃板上表面的平坦度进行查验的。空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面，故C正确。10．为了减少光在透镜表面因为反射带来的损失，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5．52×10－7m的绿光在垂直表面入射时使反射光互相抵消，求所涂的这类增透膜的厚度。答案－71×10m分析因为人眼对绿光最敏感，所以往常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚1度只使反射的绿光互相抵消，但薄膜的厚度不宜过大，只须使其厚度为绿光在膜中波长的4，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消，而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化。若绿光在真空中波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频次的关系得：cλ0λ01λ0n＝＝f，λ＝。那么增透膜厚度h＝λ＝4＝vλfn4n5.52×10－7

－4×1.38

m＝1×107m。11．一般以为激光器发出的是频次为ν的“单色光”，实质上它的频次其实不是真实单一的，激光频次ν是它的中心频次，它所包括的频次范围是ν(也称频次宽度)，让单色光照耀到薄膜表面，一部分从内表面反射回来(这部分称为甲光)，其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并以前表面射出(这部分称为乙光)，甲、乙这两部分光叠加而发生干预，称为薄膜干预，乙光与甲光对比，要多在薄膜中流传一小段时间t，理论和实践都证明，能察看到显然干预现象的条件是：t的最大值与ν的乘积近似等于1，即只有知足：tmν≈1，才会察看到显然的稳固的干预现象。已知红宝石激光器发出的激光ν＝4．32×10149Hz，它的频次宽度Δν＝8．0×10Hz，让这束单色光由空气斜射到折射率n＝2的液膜表面，射入时与液膜表面成45°角，以下图：求从O射入薄膜中的光芒的流传方向及流传速率；估量在以下图的状况下，能察看到显然稳固干预现象的液膜最大厚度dm。答案(1)看法析2．12×108m/s(2)1．15×10－2m分析(1)设从O点射入薄膜中的光芒的折射角为r，依据折sin45°c8射定律n＝sinr求得折射角r＝30°。光在薄膜中的流传速率v＝n＝2．12×10m/s。2ds(2)以下图。乙光在薄膜中经过的行程s＝cosr，乙光经过薄膜所用的时间t＝v＝2dt取最大值t时，对应薄膜厚度最大，由题意知2d1，当vcosr，mm得dm≈1．15×10－2m。易错点·激光经过棱镜后的光路图12．(多项选择)一束激光经过一棱镜，以下图光路图中可能正确的选项是( )易错剖析不分是什么光经过三棱镜就以为必定会发生色散，而错选B、D。答案AC分析激光是一种单色性特别好的光，故经过三棱镜后不行能分开，A、C正确。[提高训练]一、选择题1．光的颜色取决于( )A．波长B．频次C．流传速度D．折射率答案B分析光的颜色由频次决定，色光从一种介质进入另一种介质时，f不变。故B正确。2．(多项选择)激光器发光功率为，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，c表示P光在真空中的速度，以下说法正确的选项是( )A．该光在真空中的波长为nλλB．该光在真空中的波长为nC．该光的频次为D．该光的频次为答案AD

cλcnλ分析光从一种介质进入另一种介质时，频次不会发生变化，因为速度变化，波长会相cc应变化，由公式v＝λf、v＝n计算可知光在真空中波长为nλ，光的频次为nλ，A、D正确，B、C错误。3．激光拥有相关性好、平行度好、亮度高等特色，在科学技术和平时生活中应用宽泛。以下对于激光的表达正确的选项是( )A．激光是纵波B．频次同样的激光在不一样介质中的波长同样C．两束频次不一样的激光能产生干预现象D．利用激光平行度好的特色能够丈量月球到地球的距离答案D分析光都是横波，所以激光是横波，故A错误；激光在不一样介质中的流传速度不一样，vB错误；产生干预的条件由公式λ＝f可知，频次同样的激光在不一样介质中的波长不一样，故之一是两列光的频次同样，频次不一样的光不可以产生干预现象，故C错误；激光拥有平行度好的特色，这个特色使得它能够进行精准的测距，所以能够用来丈量月球到地球的距离，故D正确。4．一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光芒相对于入射光芒侧移了一段距离。在以下状况下，出射光芒侧移距离最大的是( )A．红光以30°的入射角入射B．红光以45°的入射角入射C．紫光以30°的入射角入射D．紫光以45°的入射角入射答案D分析考察折射定律的计算，因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角同样时，紫光侧移距离较大，A、B错误；对于同一种色光，入射角越大，侧移距离越大，D正确。5．(多项选择)对于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干预现象，以下说法正确的选项是( )A．干预条纹的产生是因为光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果B．若出现明暗相间条纹互相平行，说明肥皂膜的厚度是平均的C．用绿色光照耀薄膜产生的干预条纹间距比黄光照耀的间距小D．薄膜上的干预条纹基本上是竖直的答案AC分析在肥皂薄膜干预中，薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相关光，它们互相叠加形成干预条纹，所以A正确；肥皂薄膜在重力作用下，上边薄、下边厚，厚度是变化的，厚度平均的薄膜是不会出现干预条纹的，所以B错误；波长越短的光波，对同一个装置，干涉条纹越窄，绿光的波长小于黄光的波长，所以绿色光照耀薄膜产生的干预条纹的间距比黄光照耀时的间距小，C正确；出现明、暗条纹的地点与薄膜厚度相关，对于某地点，若光芒叠加后增强，则与此等厚度的地点反射光芒叠加都增强，

进而形成亮条纹，对暗条纹也是一样道理，竖直的肥皂薄膜，其厚度相等的地点在同一水平面上，

所以干预条纹基本上是水平的，所以

D错误。6．(多项选择)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为

a、b两束单色光，其流传方向以下图。设玻璃对

a、b的折射率分别为

na和

nb，a、b在玻璃中的流传速度分别为

va和

vb，则(

)A．na＞nbB．na＜nbC．va＞vbD．va＜vb答案

ADsin

i分析

由题图可知，光的入射角相等，而折射角

ra＜rb，则

n＝sin

r可知，

na＞nb，A正c确，B错误。又n＝v得va＜vb，C错误，D正确。7．照相机等光学镜头上经常涂有一层薄膜，叫增透膜，以下说法中不正确的选项是( )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1B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的41C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的4D．涂有对黄绿光透射能力强的增透膜的镜头呈淡紫色答案B分析依据薄膜干预原理，光学镜头上涂有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，A正确；增透膜的厚度为光在膜中波长的14，才能使光在反射时互相抵消，增强透射，B错误，C正确；增透膜增强对黄绿光的透射，则必定增强对紫光、红光的反射，所以增透膜呈淡紫色，D正确。8．发出白光的细线光源ab，长度为l，竖直搁置，上端a0恰幸亏水面以下，以下图。现考虑线光源ab发出的凑近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，因为水对光有色散作用，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( )A．l1＜l0＜l2B．l1＞l2＞l0C．l2＞l1＞l0D．l2＜l1＜l0答案D分析作出自b点发出一条光芒的出射光芒，反向延伸后与ab的交点在b点的上方，因为蓝光的折射率比红光的折射率大，则蓝光偏折的角度大，所以成像较短，故D正确。9．三棱镜ABC的顶角θ＝41．30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，经过棱镜后从另一侧面射出，在光屏上形成由红到紫的彩色光带，以下图。已知各色光在棱镜中的折射率和临界角以下表所示：色光红橙黄绿蓝紫折射率1．5131．5141．5171．5191．5281．532临界角41．37°41．34°41．25°41．17°40．88°40．75°当入射角α渐渐减小到零的过程中，彩色光带的变化状况是( )A．紫光最初消逝，最后只剩橙、红光B．紫光最初消逝，最后只剩黄、橙、红光C．红光最初消逝，最后只剩紫、蓝光D．红光最初消逝，最后只剩紫、蓝、绿光答案A分析当入射角α减小至零时，进入面内的折射角r也减小至零，射至另一侧面ABAC上的入射角β＝θ＝41．30°，由题中的临界角表可知，此时β已超出黄、绿、蓝、紫各色光的临界角，表示这四种色光不会从AC面射出，因为紫光的临界角最小，在α减小到零的过程中势必最初消逝，所以最后仅剩橙光、红光从AC射出，故A正确。10．(多项选择)某物理兴趣小组用实验研究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直搁置一个很大的光屏P，让一复色光束SA射向玻璃砖的圆心O后，有两束单色光a和b射向光屏P，以下图。他们依据实验现象提出了以下猜想，你以为正确的是( )A．单色光a的波长大于单色光b的波长B．在玻璃中单色光

a的流传速度大于单色光

b的流传速度C．玻璃对单色光

a的折射率大于对单色光

b的折射率D．当光束SA绕圆心O逆时针转动过程中，在光屏P上最早消逝的是a光E．同样条件下，a光比b光简单发生显然的衍射现象答案ABEsini分析依据n＝sinr知，b光折射率大，a光折射率小，C错误；λb＜λa，A正确；由nc1b光，Dvnba错误；波长越大，越简单发生显然的衍射现象，E正确。二、非选择题11．凸面镜的曲折表面是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，把一个凸面镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，以下图。从上往下看凸面镜，能够看到亮暗相间的圆环状条纹。这个现象是牛顿第