高三物理总复习 344光的有关现象和规律同步练习 新人教版

高三物理总复习 344光的有关现象和规律同步练习 新人教版一、选择题1．下列有关光的叙述中正确的是( )A ．让一束光线从小孔射入无尘埃的暗室里，则在暗室里的任何位置都能看到这束光B ．光源发出的光照到不透明的物体上，在背光面总要形成本影区和半影区C ．据点光源发出的两条光线，可以确定该点光源的位置D ．医院里的无影灯不会形成影 [答案] C[解析] 我们能够看到光线或物体的存在，是因为光线进入了我们的眼睛，或物体发出或物体反射的光线均可引起视觉．在无尘埃的暗室里，光线只沿一条直线传播，故A 错．进入两眼的光线，可据其反向交点确定物体或点光源的位置，故C 对．只有线光源或面光源(即较大的光源)才能形成本影和半影，故B 错．医院里的无影灯发光面较大，只形成半影而不形成本影，故D 错．2．(2011·临沂模拟)如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S 1、S 2为双缝，D 为光屏，实验中观察到屏上O 点为中央亮纹的中心，P 1为第一级亮纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则( )A ．屏上的干涉条纹的间距将变大B ．屏上的O 点可能出现暗条纹C ．屏上P 1位置仍然可能为亮条纹的中心D ．屏上P 1位置可能为暗条纹的中心 [答案] AD[解析] 干涉条纹间距Δx＝ld λ，d 为双缝间距，d 减小，Δx 变大，A 正确；双缝到O点的路程差为零，所以O 点始终是亮纹，B 错误；双缝到P 1的路程差小于一个波长，有可能是暗条纹的中心，C 错误，D 正确．3．(2011·长沙模拟)在研究材料A 的热膨胀特性时 ，可采用如图所示的干涉实验法，A 的上表面是一光滑平面，在A 的上方放一个透明的平行板B ，B 与A 上表面平行，在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A 缓慢加热，在B 上方观察到B 板的亮度发生周期性变化，当温度为t 1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t 2时，亮度再一次回到最亮，则( )A ．出现最亮时，B 上表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强 B ．出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后相抵消C ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ4D ．温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加λ2[答案] D[解析] 出现最亮时，B 下表面反射光与A 上表面反射光叠加后加强．设温度从t 1升至t 2过程中，A 的高度增加h ，由题知2h ＝λ，故h ＝λ/2，D 正确．4.一束激光以入射角i ＝30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B ，如图所示．如果反射光斑位置移动了2cm ，说明液面可能( )A ．上升了6cmB ．上升了3cmC ．下降了2cmD ．下降了3cm[解析] 因光斑移动方向不明确，故有两种可能：若光斑左移2cm，则液面上升h＝1cm＝3cm；若光斑右移2cm，则液面下降3cm.可见正确选项为B、D.tan30°5．(2011·银川模拟)如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是( )A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．a光在水中的临界角大于b光在水中的临界角[答案]AD[解析] 由题图知，a光的折射率小，波长长，波速大，临界角大，故A、D正确，C 错误；任何光的衍射条纹宽度都不均匀，故B错误．6．(2011·金华模拟)如图所示，两块相同的等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC 面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，从a、b两点射出．对于从a、b射出的这两束光，下列说法正确的是( )A．从a、b两点射出的两束光不平行B．从a、b两点射出的两束光仍平行，且平行于BCC．从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光D．从a点射出的为蓝光，从b点射出的为红光[答案]BC细光束在AB面折射时，蓝光偏折大，从b点射出的是蓝光，C正确，D错误；光通过两棱镜之间相当于经过平行玻璃砖，故蓝光在玻璃中的光束①、②互相平行，光束②射到AB 面时的入射角与光束①对应的折射角相等，故两束光从a、b点射出时互相平行，A错误，B 正确．7.如图所示，在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡，一人站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是( )A．红光B．黄光C．蓝光D．紫光[答案] D[解析]从空气中观察灯泡时，灯泡P发出的光经水面折射后进入观察者的眼睛，折射光线的延长线交于P′点，P′就是灯P的虚像，P′的位置比实际位置P离水面的距离要近些，如图所示．当入射角β较小时，P′的位置在P 的正上方，有： sinα＝d h 2＋d2，sinβ＝d H 2＋d2，n ＝H 2＋d2h 2＋d2 竖直向下看时，d 接近于零，故n ＝H h ，即：h ＝1n H因紫光的折射率最大，故紫光的视深最小．8．(2011·石家庄模拟)一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，一细束蓝光从AC 面的P 点沿平行底面AB 方向射入棱镜后，经AB 面反射，再从BC 面的Q 点射出，且有PQ ∥AB(图中未画光在棱镜内的光路)．如果将一细束绿光仍从P 点沿平行底面AB 方向射入三棱镜，则从BC 面射出的光线( )A ．仍从Q 点射出，出射光线平行于AB B ．仍从Q 点射出，出射光线不平行于ABC ．可能从Q′点射出，出射光线平行于ABD ．可能从O″点射出，出射光线平行于AB [答案] D[解析] 将蓝光换成绿光，其折射率变小，在AC 面的折射角变大，光路如图所示，可能从Q″点射出且平行于AB ，故D 正确．二、非选择题9．如图所示，甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图象，由图判断甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图象．图甲所对应的圆孔孔径________(选填“大于”、“小于”或“等于”)图乙所对应的圆孔孔径．[答案] 衍射 小于[解析] 如图甲所示，单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹，这是光的衍射现象．图乙是个圆亮斑，说明光沿直线传播，没有发生衍射，图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长，也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径．10．(2011·天津质检)登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为υ＝8.1×1014Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是____________． (2)这种“增反膜”的厚度至少是________m. (3)以下有关薄膜干涉的说法正确的是________． A ．薄膜干涉说明光具有波动性B ．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C ．干涉条纹一定是彩色的D ．利用薄膜干涉也可以“增透”[答案] (1)两反射光叠加后加强 (2)1.23×10－7m (3)AD[解析] (1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱．(2)路程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d ＝Nλ′(N＝1,2…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12，紫外线在真空中的波长是λ＝c/ν≈3.7×10－7m.在膜中的波长是λ′＝λ/n≈2.47×10－7m ，故膜的厚度至少是1.23×10－7m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性；如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行；白光的干涉为彩色条纹，单色光的干涉则为该色光颜色；当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．故选项A 、D 正确．11.(2011·揭阳模拟)光线从空气射向玻璃砖，当入射角为60°时，折射光线与反射光线恰好垂直．求：(1)该玻璃砖的折射率是多少？ (2)光在该玻璃砖中的传播速度是多大？ [答案] (1) 3 (2)3×108m/s[解析] (1)由题图可知，光在玻璃砖中的折射角 γ＝180°－90°－60°＝30° 所以玻璃砖的折射率n ＝sin60°sin30°＝ 3(2)光在玻璃砖中的传播速度为 v ＝c n ＝3.0×1083m/s ＝3×108m/s 12．(2011·南通模拟)为了测量半圆形玻璃砖的折射率，某同学在半径R ＝5cm 的玻璃砖下方放置一光屏，一束光垂直玻璃砖的上表面从圆心O 射入玻璃，光透过玻璃砖后在光屏上留下一光点A ，然后将光束向右平移至O 1点时，光屏上亮点恰好消失，测得OO 1＝3cm ，求：(1)玻璃砖的折射率n ；(2)光在玻璃砖中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c ＝ 3.0×108m/s)． [答案] (1)1.7 (2)1.8×108m/s[解析] (1)光屏上光点恰好消失时，刚好发生全反射，设临界角为C ，则 sinC ＝1n 由几何关系sinC ＝OO 1R解得n ＝53≈1.7(2)v ＝c n＝1.8×108m/s13．(2011·泰安模拟)如图所示，直角三角形ABC 为一个三棱镜的横截面，∠A ＝30°.一束单色光从空气射向BC 上的E 点，并偏折到AB 上的F 点，光线EF 平行于底边AC.已知入射方向与BC 的夹角为θ＝30°.试通过计算判断光在F 点能否发生全反射．[答案] 能发生全反射[解析] 光线在BC 界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30° 根据折射定律得n ＝sinθ1sinθ2＝sin60°sin30°＝ 3 由几何关系知，光线在AB 界面的入射角为θ3＝60°而棱镜对空气的临界角C 的正弦值sinC ＝1n ＝33则在AB 界面的入射角θ3>C 所以光线在F 点将发生全反射．。