内容正文:
(2)根据折射定律有n=sinγsinθ
,
其中sinθ= 2R
(2R)2+h2
=06,
sinγ=
d1
d21+L′
2
=08,解得n=43≈133.
答案:(1)16m (2)133
假期必刷15
素养训练
1.D [在图甲中,利用光的干涉原理检测物体表面的平整度,
选项 A正确,不符合题意;在图乙中,内窥镜利用了光的全
反射原理,选项B正确,不符合题意;在图丙中,全息照片的
拍摄利用了光的干涉原理,选项 C 正确,不符合题意;在图
丁中,超声波测速仪利用多普勒效应原理测汽车速度,选项
D错误,符合题意.]
2.BC [环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下
表面反射光干涉形成的,故 A 错误;绿光 波 长 比 红 光 波 长
短,若仅将红光改用绿光来照射,则条纹间距将变窄,故 B
正确;若仅换用曲率半径更大的凸透镜,则空气膜从内到外
厚度的变化变缓,条纹间距变宽,故 C正确;白光是复色光,
若仅用白光照射,看到的是彩色的环状条纹,故 D错误.]
3.C [若单缝宽度变窄,则两种衍射条纹宽度都变宽,因为通
过的光变少,所以亮度变暗,A、B错误;甲、乙两束单色光,
经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽,说明乙光波长较
长,则在同一介质中乙光的折射率较小,根据v=cn
可知,甲
光比乙光的传播速度小,C 正确;乙光的折射率较小,根据
sinC=1n
,所以乙光的临界角较大,则甲光和乙光以相同的
入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定
是乙光,D错误.]
4.AD [AB.根据光的反射对称性可知光源 S与平面镜中的
虚像距离为2a,根据条纹间距公式可知 Δx=ldλ=
l
2aλ
,故
A正确,B错误;C.若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗
糖溶液中,光的频率不变,根据λf=c,v=λ1f=
c
n
,其中c为
在真空中的光速,则λ1=
λ
n
,故 C错误;D.若将整套装置完
全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距
为 Δx,根据条纹间距公式有 Δx=l2aλ2
,可得λ2=
2aΔx
l
,结
合 C选项的分析可知λ2=
2aΔx
l =
λ
n
,所以n= l2aΔxλ
,故 D
正确.]
5.BD [自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动,且各个
方向振动的光波强度都相同,而偏振光在垂直于传播方向上
沿某个方向振动,A错误;自然光在水面反射时,反射光和折
射光的振动方向不同,但都是一定程度的偏振光,B正确;光
的偏振现象说明光是一种横波,C错误,D正确.]
6.C [单色平行光垂直照射平板玻璃,上、下玻璃上表面的反
射光在上玻璃上表面发生干涉,形成干涉条纹,光程差为两
块玻璃距离的两倍,根据光的干涉知识可知,同一条干涉条
纹位置处光的波程差相等,即滚珠a的直径与滚珠b的直径
相等,即滚珠b合格,不同的干涉条纹位置处光的波程差不
同,则滚 珠 a的 直 径 与 滚 珠c的 直 径 不 相 等,即 滚 珠 c不
合格.]
7.B [光源发射波长为60×10-7 m 的橙光时,光屏上的 P
点恰是第二级亮纹,当路程差是光波波长的整数倍时,出现
亮条纹,则有光程差
Δd=2×60×10-7 m=12×10-7 m,
现改用其他颜色的可见光做实验,路程差是半波长的奇数倍
时,出现暗条纹,光屏上的P 点是暗条纹的位置,那么λ2
n
=Δd=12×10-7 m,(n=1,3,5)
当n=1时,则λ1=24×10
-7 m,由ν=cλ
可知,ν1=
125×1014 Hz,
当n=3时,则λ2=8×10
-7 m,由ν=cλ
可知,
ν2=375×10
14 Hz,
当n=5时,则λ3=48×10
-7 m,由ν=cλ
可知,ν3=
625×1014 Hz,
当n=7时,则λ4=342×10
-7 m,依据ν=cλ
可知,ν4=
877×1014 Hz,故B正确,A、C、D错误.]
8.C [由题图看出,太阳光射入六角形冰晶时,a光的偏折角
小于b光的偏折角,由折射定律得知,六角形冰晶对a光的
折射率小于对b 光的折射率,由v=cn
知b 光的传播速度
小,A错误;b光的折射率大,波长短,波动性弱,当用b光做
单缝衍射实验,要比用a光做中央亮纹条更窄,B错误;根
据 Δx=ldλ
,a光的波长大于b 光的波长,所以a光相邻条
纹间距大,C正确;由临界角公式sinC=1n
知a 光的临界角
大,D错误.]
9.C [海市蜃楼是因为海面上上层空气的折射率比下层空气
的折射率要小发生全反射而形成的,所以 A 错误;由题图乙
可知a光的折射率较大,由v=cn
可得在棱镜中a 光的波速
比b光的波速小,所以 B错误;根据条纹的间距公式 Δx=
l
dλ
知,绿光的波长比红光短,所以绿光的相邻亮条纹间距
比红光小,所以绿光的第一条亮条纹到O 点的距离变小,所
以P 点会下移,故 C正确;自然光穿过偏振片P 后,转动P,
光屏上亮度不变,故 D错误.]
素养培优
10CD [无线电波(电磁 波)在 真 空 中 的 传 播 速 度 与 光 速 相
同,保持不变,其速度与频率没有关系,故 A 错误;由公式c
=λf可知λ=cf
,频率变高,波长变短,衍射本领变弱,故 B
错误,C正确;无线电波(电磁波)频率越高,周期越小,相同
时间内可传递的信息量越大,故 D正确.]
假期必刷16
素养训练
1.解析:(1)根据光的折射定律,该玻璃砖的折射率n=sin60°sin45°
= 62.
(2)玻璃 砖 逆 时 针 转 动 一 个 角 度 后,作 出 射 光 线 时 得 到 的
∠P4OE 偏大,故折射率的测量结果偏大.
答案:(1)62
(2)偏大
2.解析:(1)在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两
枚大头针P1 和P2,确定入射光线,然后插上大头针P3,使
P3 挡住P1、P2 的像,再插上大 头 针 P4,使 P4 挡 住 P3 和
P1、P2 的像,从而确定出射光线.故选B、D.
(2)设入射角为α,折射角为β,根据折射定律得n=
sinα
sinβ
,根
据几何关系有:对于sinα=DER
,
sinβ=
GF
R
,
折射率n=sinαsinβ
=DEGF.
答案:(1)BD (2)DEGF
711
3.解析:(1)根据实验的原理,连接P1、P2 表示入射光线,连接
P3、P4 表示出射光线,连接两光线与玻璃砖的交点即为折射
光线.实验的过程中,要先在白纸上放好玻璃砖,在玻璃砖的
一侧插上两枚大头针P1 和P2,然后在玻璃砖另一侧观察,
调整视线使P1 的像被P2 的像挡住,接着在眼睛所在一侧
相继又插上两枚大头针P3、P4,使P3 挡住P1、P2 的像,使
P4 挡住P3 和P1、P2 的像,故 D正确.
(2)无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起,可
能是沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖,也可能是沿两枚大
头针的光线在进入玻璃砖之后直接从 MP 或NQ侧面射出了,
因为全反射需要光线从光密介质进入光疏介质,所以光线不可
能在玻璃砖aa′界面发生全反射,故 A、B正确,C错误.
(3)如图,①第一位学生的结果中,光线的入射角和折射角测
量准确,所以折射率n的值不变.
②第二位学生的结果中,光线的入射角测量准确,折射角测
量偏大,所以折射率n的值偏小.
③第三位学生的结果中,光线的入射角和折射角测量准确,
所以折射率n的值不变.
(4)①甲同学的图中P1、P2 连线与玻璃砖的交点和P3、P4
连线与玻璃砖的交点的连线与玻璃面垂直,所以肯定是把针
插错了.乙同学的图中P1、P2、P3、P4 的连线在同一直线上,
所以肯定是把针插错了.
②丁同学P1、P2 之间的距离和P3、P4 之间的距离较大,误
差较小,所以测量结果准确度最高.
答案:(1)D (2)AB (3)①不变 ②偏小 ③不变 (4)①
甲、乙 ②丁
素养培优
4.解析:(1)(2)连接P3、P4 与弧面CD 交
于一点,此交点即为光线从玻璃砖中射
出的位置,P1、P2 的 连 线 与 弧 面 AB 的
交点即为光线进入玻璃砖的位置,连接
两交点即可作出玻璃砖中的光路,标出入射角i,折射角r,
如图所示;
(3)由折射定律可得n=sinisinr
;
(4)为了保证能在弧面CD 上有出射光线,实验过程中,光线
在弧面AB 上的入射角应适当小一些,才不会使光线在CD
面上发生全反射;
(5)图像的斜率k=sinisinr=n
,由题图乙可知斜率为15,即该
玻璃的折射率为15.
答案:(1)见解析图 (2)见解析图 (3)sinisinr
(4)小一些 (5)15
假期必刷17
素养训练
1.解析:(1)为获取单色线光源,光源后面要有滤光片、单缝、双
缝,则①是滤光片,②是单缝,③是双缝,故选 C.
(2)游标卡尺读数为d=02cm+1×005mm=2mm+
005mm=205mm.
(3)相邻两亮条纹间距为Δx5
,由干涉条纹间距与波长间的关
系可知Δx
5 =
l
dλ
得λ=dΔx5l
答案:(1)C (2)205 (3)dΔx5l
2.解析:(1)题图甲中的条纹间距和亮度相同,是干涉图样,题
图乙中的条纹中央亮纹最宽,是衍射图样;
(2)光源发出的白光,各种频率都有,加上透红光的滤光片后
通过的只有红光了,变成单色光,加上单缝和双缝后,就得到
两列频率相同、步调一致的相干光,最后放置光屏,干涉条纹
呈现在光屏上,所以顺序为EDBA;
(3)由题图(b)可知,游标卡尺是20分度的卡尺,其精确度为
005mm,由游标卡尺可读出,主尺读数为111mm,可动部
分第三个刻度与主尺对齐,所以A 位置的示数为111mm+
3×005mm=11115mm
B 位置的示数为11545mm,所以题图(a)中A、B 之间的距
离为x=(11545-11115)mm=4.30mm
则相邻亮条纹的间距为 Δx=4.307 mm
根据公式可得波长为λ=dlΔx=
0.50×10-3
0.50 ×
4.30
7 ×10
-3 m=
61×10-7 m
答案:(1)甲 (2)EDBA (3)11115 61×10-7
3.解析:(1)光具座上放置的光学元件依次为:①凸透镜、②单
缝、③双缝、④遮光筒、⑤光屏、⑥目镜.
根据双缝干涉条纹间距公式 Δx=Ldλ
,若增大相邻亮条纹
(暗条纹)间的距离,可增大双缝到光屏的距离.
(2)分划板中心线与干涉条纹不平行,故应调节测量头使干
涉条纹与分划板中心刻线在同一方向上,可采取的措施为其
他不动,将测量头旋转一定角度.故选 A.
(3)干涉图样条纹间距为 Δx=x2-x16
,根据双缝干涉条纹
间距公式 Δx=ldλ
,单色光波长的表达式为λ=
(x2-x1)d
6l
答案:(1)双缝 增大 (2)A (3)
(x2-x1)d
6l
素养培优
4.解析:(1)根据“用双缝干涉测量光的波长”的实验中仪器的
位置可知,从左向右依次为:白色光源、凸透镜、滤光片、单
缝、双缝、测量头.将以上器材安装在光具座遮光筒上时,自
光源起合理的顺序是:A、B、D、C、F、E;
(2)为了便于测量,要使条纹亮度增加,即使得单位时间内的
光子数目增多.
当增加光源的功率,导致单位时间内的光子数目增多,故 A
正确;将毛玻璃换成透明玻璃,不会看到亮条纹,故 B错误;
将凸透镜换成一个面积更大的凸透镜,则光的强度的增强,
导致亮度增加,故 C正确;调节测量头的位置,亮度不变,故
D错误.
(3)干涉条纹的宽度是指一个明条纹与一个暗条纹的宽度的
和,为两个相邻的明条纹(或暗条纹)的中心之间的距离,故
C正确.
(4)由题图可知,第一次得到的条纹间距较小,根据Δx=ldλ
可
知:单缝与双缝的间距对条纹间距无影响,选项 A 错误;光
强度对条纹间距无影响,选项 B错误;光源到双缝的距离对
条纹间距无影响,选项 C错误;双缝到光传感器的距离l较
小,则条纹间距较小,选项 D正确.
答案:(1)D C (2)AC (3)C (4)D
假期必刷18
素养训练
1.C [根据安培定则可知,三个通电铁环
在圆心O 处产生的磁感应强度方向如图
所示,根据勾股定理求出合磁感应强度
为B合 = B2+(2B)2= 3B,故 C正确,
A、B、D错误.]
2.D [设a、b两棒的长度分别为La 和Lb,
c的直径为d.由于导体棒都与匀强磁场垂直,则a、b二棒所
受安培力的大小分别为Fa=IlaB,Fb=IlbB=IdB;c棒所受
安培力与长度为d 的直导体棒所受安培力的大小相等,则
Fc=IdB,因为la>d,则Fa>Fb=Fc,D正确.]
3.C [根据右手螺旋定则可知导线框所在磁场方向向里,由
于I1>I2,可知左侧的磁场强度大,同一竖直方向上的磁场
强度相等,故导线框水平方向导线所受的安培力相互抵消,
根据左手定则结合F=BIL 可知左半边竖直方向的导线所
811
假期必刷16 实验:测量玻璃的折射率
1.插针法确定光路:P3 挡住 P1、P2 的像;P4
挡住P3 和P1、P2 的像.
2.求折射率的三种方法:(1)计算法(用量角器
量角);(2)图像法(作sinθ1—sinθ2 图像);
(3)辅助线段法(利用刻度尺作辅助线).
1.在“用插针法测量玻璃砖的
折射率”的实验中,取一块半
圆形玻璃砖,O为圆心,如图
所示,点P1、P2、P3、P4 依次
分别为四个插针位置,其中O、P1、P2 三点
在同一直线上.
(1)在 某 次 测 量 中,测 得 ∠P1OF=45°,
∠P4OE=60°,则 该 玻 璃 砖 的 折 射 率 为
.
(2)实验时,若在插P3 处的大头针时,不小
心将玻璃砖逆时针转动一个角度(O 点不
变),则折射率的测量结果 (填“偏
大”“偏小”或“不变”).
2.如图甲所示,为测定一块三棱镜的折射率,将
三棱镜固定在一张白纸上,并确定好AB 和
AC界面的位置.然后在棱镜的左侧画出一条
直线,并在线上竖直插上两枚大头针P1 和
P2,再从棱镜的右侧观察P1 和P2 的像.
(1)此后正确的操作步骤是 .
A.插上大头针P3,使P3 挡住P2 的像
B.插上大头针P3,使P3 挡住P1、P2 的像
C.插上大头针P4,使P4 挡住P3 的像
D.插上大头针P4,使P4 挡住P3 和P1、P2
的像
(2)正确完成上述操作后,在纸上标出大头
针P3、P4 的位置,如图乙所示,过P1、P2 作
一条直线与 AB 边相交于O 点,过 P3、P4
作一条直线与AC相交于H,并以入射点O
为圆心作一个圆,与入射光线相交于D,与
OH 连线的延长线相交于G,过O 点作法
线,过D 点作法线的垂线交于E,过G 点作
法线的垂线交于F,则所测玻璃折射率的表
达式为n= .(用代表线段长度的
字母表示)
3.在“测定玻璃的折射率”的
实验中,实验小组在白纸上
放好玻璃砖 MNQP,画出玻璃砖与空气的
两个界面aa′和bb′(如图),在玻璃砖的一侧
插上大头针P1.
(1)接下来他们要完成的步骤可以是 .
A.在玻璃砖的另一侧插上大头针P2,使P2
挡住P1 的像,撤去玻璃砖,拔出大头针,
描绘出光路图
B.在玻璃砖的另一侧插上大头针P2 和P3,
使P2、P3 均能挡住 P1 的像,撤去玻璃
砖,拔出大头针,描绘出光路图
C.在P1 的同侧插上大头针P2,在玻璃砖的
另一侧插上大头针P3,使P3 能同时挡住
P1 和 P2 的像,撤去玻璃砖,拔出大头
针,描绘出光路图
D.在P1 的同侧插上大头针P2,在玻璃砖的
另一侧插上大头针P3 和P4,使P3 能同
时挡住P1 和P2 的像,使P4 能同时挡住
P3 以及P1 和P2 的像,撤去玻璃砖,拔
出大头针,描绘出光路图
13
(2)某次实验中,实验小组一直无法透过玻
璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起,
这可能是因为 .
A.沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖
B.沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后
直接从 MP 或NQ 侧面射出了
C.沿两枚大头针的光线在玻璃砖aa′或bb′
界面发生了全反射
(3)实验小组内的三位学生在实验中
①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的
两个折射面aa′和bb′.因不慎碰动了玻璃
砖,使它向aa′方向平移了一点(如图(a)所
示),以后的操作都正确无误,并仍以aa′和
bb′为折射面画出了光路图,这样测出的折
射率n的值将 (选填“偏大”“偏小”
或“不变”).
②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的
折射面,画出的aa′和bb′都比实际的折射面
向外侧平移了一些(如图(b)所示),以后的
操作都正确无误,并仍以aa′和bb′为折射面
画出了光路图,这样测出的折射率n的值将
(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
③第三位学生的操作和所画的光路图都正
确无误,只是所用的玻璃砖的两个折射面不
平行(如图(c)所示).用这块玻璃砖测出的
折射率n的值将 (选填“偏大”“偏
小”或“不变”).
(4)另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学
实验中得到如图所示的插针结果,由图可知
①从 图 上 看,肯 定 把 针 插 错 了 的 同 学 是
.
②从图上看,测量结果准确度最高的同学是
.
4.(创新实验)用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折
射率的实验时,先在白纸上放好圆弧状玻璃
砖,在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针
P1、P2,然后在玻璃砖的另一侧观察,调整
视线使P1 的像被P2 的像挡住,接着在眼睛
所在的一侧插两枚大头针P3 和P4,使P3
挡住P1 和P2 的像,P4 挡住P3 以及P1 和
P2 的像,在纸上标出大头针位置和圆弧状
玻璃砖轮廓,如图甲所示,其中O 为两圆弧
圆心,图中已画出经P1、P2 点的入射光线.
(1)在图甲上补画出所需的光路;
(2)为了测出玻璃的折射率,需要测量入射
角i和折射角r,请在图甲中的AB 分界面
上标出这两个角;
(3)用所测物理量计算折射率的公式为n=
;
(4)为了保证在弧面CD 得到出射光线,实
验过程中,光线在弧面AB 的入射角应适当
(填 “小 一 些”“无 所 谓”或 “大
一些”);
(5)多次改变入射角,测得几组入射角和折
射角,根据测得的入射角和折射角的正弦
值,画出了如图乙所示的图像,由图像可知
该玻璃的折射率n= .
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