1、 专题十四 光 学专项训练卷二分钟一、选择题(天津理综,分)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人斜射入水中,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(全国大纲,分)雨后太阳光 入射到水中 发 生 色 散 而 形 成 彩 虹设 水 滴是球形的,图 中 的 圆 代 表 水 滴 过
2、球 心 的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b、c、d 代表四条不同颜色的出射光线,则它们可能依次是()A紫光、黄光、蓝光和红光B紫光、蓝光、黄光和红光C红光、蓝光、黄光和紫光D红光、黄光、蓝光和紫光(上海,分)用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图a、b、c所示的图 象,则()A图象a表明光具有粒子性B图象c表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象D实验表明光是一种概率波(重庆理综,分)在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b 在水下的像最深,c照亮水面的面积比a 的大关于这三种
3、光在水 中 的 性 质,同 学 们 能做出什么判断?”有同学回答如下:c光的频率最大a光的传播速度最小b光的折射率最大a光的波长比b 光的短根据老师的假定,以上回答正确的是()ABCD(天津理综,分)甲、乙两单色光分别通过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x,若 x甲 x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在同一均匀介质甲光的传播速度大于乙光(福建理综,分)如图,半圆形玻璃砖置于光屏 PQ 的左下方一束白光沿半径方向从 A 点射入玻璃砖,在O 点发生反射和折射,折射
4、光在白光屏上呈现七色光带若入射点由 A 向B 缓 慢 移 动,并 保 持 白 光 沿半径方向入射到O 点,观察到各色光在光屏上陆续消失在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A减弱,紫光B减弱,红光C增强,紫光D增强,红光(全国,分)频率不同的两束单色光和以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃列说法正确的是()A单色光的波长小于单色光的波长B在玻璃中单色光的传播速度大于单色光的传播速度C单色光通过玻璃板所需的时间小于单色光通过玻璃板所需的时间D单色光从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光从玻璃到空气的全反射临界角(重 庆 理 综,分)如 图 所 示,空气中在一 折 射
5、率 为 的 玻 璃 柱 体,其横截面是圆心角为、半径为R 的扇形 OAB,一 束 平 行 光 平 行 于 横 截面,以入射角照射到 OA 上,OB 不透光,若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,则AB上有光透出部分的弧长为()ARBRCRDR(上海理综,分)使用照相机拍摄清晰满意的照片,必须选择合适的曝光量曝光量 P 可以表示为:Pk df()t,式中k为常数,d 为照相机镜头“通光孔径”的直径,f 为照相机镜头的焦距,t为 曝 光 时 间,将 df的 倒 数fd 称 为 照 相 机 的光圈数一摄影爱好者在某次拍摄时,选择的光圈数是,曝光时间是 s若他想把曝光时间减少一半,但不改变曝 光量,那么光
6、圈数应选择()ABCD二、非选择题(山东理综(),分)如图所示,一玻璃球体的半径为 R,O 为球心,AB为直径来自B点的光线BM 在 M 点射出,出射光线平行于 AB,另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射已知ABM,求:玻璃的折射率;球心O 到BN 的距离(全国新课标(),分)一半圆柱形透明物体横截面如图所示,地面 AOB 镀银,O 表示半圆截面的圆心,一束光线在 横 截 面 内 从 M 点 的 入 射 角 为,MOA,NOB求:()光线在 M 点的折射角;()透明物体的折射率(海南(),分)一赛艇停在平静的水面上,赛艇前端有一标记 P 离水面的高度为hm,尾 部 下 端 Q 略高于水面;
7、赛艇正前方离赛艇前端sm 处有一浮标,示意如图一潜水员在浮标前方sm 处下潜到深度为hm 时,看到标记刚好被浮标挡住,此处看不到船尾端 Q;继续下潜 hm,恰好能看见 Q求:()水的折射率n;()赛艇的长度l(可用根式表示)(江苏(B),分)()激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛下面关于激光的叙述正确的是 A激光是纵波B频率相同的激光在不同介质中的波长相同C两束频率不同的激光能产生干涉现象D利用激 光 平 行 度 好 的 特 点 可 以 测 量 月 球 到 地 球 的距离()如 图 甲 所 示,在 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 中,激 光 的 波 长 为
8、m,屏 上 P 点 距 双 缝S 和 S 的 路 程 差 为m,则在这里出现的应是 (填“明条纹”或“暗条纹”)现改用波长为m 的激光进行上述实验,保持 其 他 条 件 不 变,则 屏 上 的 条 纹 间 距 将 (填“变宽”“变窄”或“不变”)图甲 图乙()如图乙所示,一束激光从O 点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上表面为i,A 与O 相 距l,介 质 的 折度d专项训练卷二A、C、D 命题立意:本题考查了全反射、波速与折射率的关系、光电效应及双缝干涉等光学知识难度中等解析:由图可知,在入射角相同条件下,b光发生了全反射,说明b光的临界角C 小,根据sinC n 可知,b光的折
9、射率大,频率也大,在介质中的速度v cn 可知,b光的速度小,选项A 正确;根据折射定律可知,以相同的入 射 角 从 空 气 斜 射 入水中,b光的折射角小,选项 B错误;由于b光频率大于a 光,所以选项 C正确;a光的波长大于b 光,选项 D 正确题眼:根据相同的入射角情况下b光能发生全反射而a 光不能,从而得出两束光的折射关系、频率关系及波长关系,这是解决此题目的关键知识拓展:不同色光在同一介质中,若nanb,可对应得出结论fafb,abB 解析:本题考查光的色散结合课本三棱镜色散光路图可知,偏折程度从小到大的颜色顺序为 红 橙 黄 绿 蓝 靛 磁根 据本题光路可知a 光偏折最大,其次是b
10、光、再次是c光、偏折最小的是d 光,所以选项 B正确A、B、D 解析:本题考查光的双缝干涉实验和光的波粒二象性(a)中是少量的光打在底板上,出现的是 无 规 则 的 点 子,显示出光是粒子性;(b)中延长光照时间,使大量光子打在底板上,出现了明暗相间的干涉条纹或衍 射 条 纹,显 示 了 光 的波动性;(c)中用紫 外 光 仍 可 看 到 条 纹,只 是 条 纹 宽 度 较 窄表明光的波动性和粒子性这一对矛盾在一定条件 下 可 以 相互转化,这是一种概率统计波C 解析:根据视深公式hhn 说明频率最小的光,水对它的折射率最小,在水下的像最深,所以b的折射率最小,频率最小,波长最大,传播速度最大
11、,错误,正确;照亮水面的圆面积的半径R 与临界角C 满足tanC Rh,又sinC n,c照亮水面的面积 比a 的 大,则c的 临 界 角 大,水 对c 的 折 射 率小,所以a的折射率最大,a的频率最大,a 的传播速度最小,错误,正确所以正确的说法是和,选择 CB、D 解析:本题考查光的各种物理量大小关系根据 xLd 可知波长大条纹间距大,所以真空中甲光的波长一定大于乙光的波长据此可以将甲光和乙光 看 成 是 红 光 和 紫 光,则能量和速度也能判断C 解析:本题考查光的色散和全反射结合课本三棱镜色散光路图可知,偏折程度从小到大的颜色顺序为红橙黄绿蓝靛紫根据本题光路可知随着入射角变大,反 射
12、 光 强 度 越 来 越强,折射光强度越来越弱,偏折最大的是紫光,紫光首先全反射,光屏上最先消失的光是紫光A、D 解析:由 题 图 可 知,的 光 线 折 射 率 大,频 率 大,波 长小在介质中传播速度小,因而产生全反射的临界角小选项A、D 正确,B错由nsinisinr,在玻璃中传播的距离l dcosr,传播的 速 度 v cn,所 以 光 在 玻 璃 中 传 播 的 时 间t lv dsinicsinrcosrdsinicsinr,光线的折射角小,所经历的时间应该长,选项 C错误B 解 析:主 要 考 查 折 射 定 律 和 全 反射光路图如图所示,由折射定律可求得r设在C 点恰好发生全
13、反射,由sinC n 可求得 C,AOC弧 AB 上 有光 透 出 的 部 分 弧 长 CD为R R,正 确 的答案是 BB 解析:由 Pk df()t;k()k df(),解得fd 设光线BM 在 M 点的入射角为i折射角为r,由几何知识可知,i,r,根据折射定律得nsinrsini代入数据得n 光线BN 恰好在N 点发生全反射,BNO 为临界角CsinC n 设球心到BN 的距离为d,由几何知识可知dRsinC联立式得d R()如图,透明物体内部 的 光 路 为 折 线 MPN,Q、M 点 相 对于底面EF 对称,Q、P 和N 三点共线设在 M 点处,光的入射角为i,折射角为,OMQ,PNF根据题意有由几何关系得,PNOPQO,于是且 由式得()根据折射率公式有sininsinr由式得n ()设过 P 点光线,恰好被浮子挡住时,入射角、折射角分别为:、则:sinssh、sinssh、nsinsin由得:n ()潜水员和 Q 点连线与水平方向夹角刚好为临界角C,则sinC n tanC hhssl由得:l mm()D()暗条纹 变宽()nsinisinil解析:()激光测距利用的是平行度好的特点()由于,波程差是半波长的奇 数 倍,是 暗 条 纹又 xld,变大,x 变大,变宽()设折射角为r,折射定律sinisinrn;几何关系ldtanr;解得dnsinisinil