专题跟踪检测(二十九) 光学(选修3－4)（Word练习）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

专题跟踪检测(二十九)　光学(选修3－4) 1．劈尖干涉是一种薄膜干涉，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光从上方入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示。现从所示装置中抽去一张纸片，从上往下看到的干涉条纹是(　 ) 解析：选B　设劈尖的角度为θ，第n级明条纹对应的劈尖膜厚度为dn，第n＋1级明条纹对应的劈尖膜厚度为dn＋1，相邻两明条纹的间距为l。根据干涉与光程差的关系有2dn＋1－2dn＝λ，根据几何关系有lsin θ＝dn＋1－dn，即lsin θ＝，抽去一张纸片后，θ减小，所以l增大，即干涉条纹变稀松，故B正确。 2．由a和b两种频率的光组成的光束，经玻璃三棱镜折射后的光路如图所示。a光是氢原子由n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时发出的。下列说法中正确的是(　 ) A．该三棱镜对a光的折射率较大 B．在该三棱镜中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．用同一双缝干涉装置进行实验，a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距 D．b光可能是氢原子从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时发出的 解析：选C　由图可知，a光原光束偏离的距离近，说明它的折射率小，选项A错误；a光的折射率小，它相当于红光，根据n＝可知，a光的传播速度较大，选项B错误；再根据Δx＝λ可知，a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹间距，选项C正确；由于a光是由n＝4的能级向n＝2的能级跃迁发出的，b光的折射率大，可以类比紫光，可见b光的能量大于a光，所以b光不可能是由n＝3的能级向n＝2的能级跃迁发出的，选项D错误。 3．如图所示，一透明半圆柱体折射率为n＝2，半径为 R、长为 L。一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，有光线从部分柱面射出。则该部分柱面的面积为(　 ) A.　　　　　　　 B． C. D. 解析：选A　半圆柱体的横截面如图所示，OO′为半径，设从A点入射的光线在B点处恰好满足全反射条件，入射角恰好等于临界角C，则由折射定律得n＝＝2，得C＝30°，由几何关系得∠O′OB＝C，则有光线从柱面射出的柱面面积S＝2C·R·L＝RL，故选A。 4．某护城河水下装有红绿两色彩灯，如图，A、B为水下同一深度处两个相距较远的彩灯(均可看做点光源)，夜晚站在桥上俯看平静的水面，灯A在水面形成的亮斑的半径较大，下列说法正确的是(　 ) A．灯A是绿色光源 B．在水中灯A发出的光的传播速度小于灯B发出的光的传播速度 C．灯A发出的光的光子能量大于灯B发出的光的光子能量 D．灯A、B发出的光用同一装置做双缝干涉实验，屏幕上相邻亮条纹间距ΔxA>ΔxB 解析：选D　灯A在水面形成的亮斑的半径较大，可知灯A发出的光的临界角较大，根据sin C＝可知折射率较小，频率较小，则灯A是红色光源，选项A错误；根据v＝可知，在水中灯A发出的红光的传播速度大于灯B发出的绿光的传播速度，选项B错误；红光频率小于绿光频率，根据光子能量公式可知，灯A发出的光的光子能量小于灯B发出的光的光子能量，选项C错误；灯A、B发出的光用同一装置做双缝干涉实验，根据Δx＝λ，可知，屏幕上相邻亮条纹间距红光的条纹间距较大，即ΔxA>ΔxB，选项D正确。 5．一束激光垂直照射在光屏上，形成一圆形光斑如图甲所示。现在光屏前放置一透明的玻璃圆柱体，让激光垂直圆柱体轴线入射，光束经过圆柱体后照射在光屏上，如图乙所示。则在光屏上观察到的光斑形状可能为(　 ) 解析：选B　激光束照在圆柱上，沿圆柱体轴上的光线即水平方向上的光线，经相同的入射角折射，两次折射后，同一竖直方向上的光线折射偏转角度相同，光线平行，故在光屏上水平方向上的光斑宽度不变。如图，竖直方向上光线通过圆柱体光线有会聚作用，根据光屏与圆柱玻璃柱的位置关系，光斑的长度可能变大，可能变小，也可能不变。由于图中的入射光束在圆心上方，故光路往下偏，光斑的中心不可能呈现在光屏的上部分。综上所述，B有可能，A、C、D均不可能。 6．如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针P3、P4，然后做出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是(　 ) A．大头针P4须挡住P3及P1、P2的像 B．入射角越大，折射率的测量越准确 C．利用量角器量出i1、i2，可求出玻璃砖的折射率n＝ D．如果误将玻璃砖的边PQ画到P′Q′，折射率的测量值将偏大 解析：选A　做实验时，大头针P4须挡住P3及P1、P2的像，选项A正确；若入射角越大，则操作起来会不太方便，故并不是入射角越大越好，选项B错误；量出i1、i2，计算折射率时的公式是n＝，选项C错误；