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姓名: 班级:高二 班
高二物理周练1
1.下列关于光的说法正确的是( )
A.光从光疏介质进入光密介质,入射角大于临界角才会发生全反射
B.水中的气泡看上去特别明亮,主要是由于光的全反射引起的
C.照相机镜头上的增透膜的厚度是绿光在真空中波长的
D.“潭清疑水浅,荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的干涉
2.下列四幅光学图像中属于双缝干涉现象的是( )
A. B.
C. D.
3.透明玻璃透镜倒立在表面平整的标准板上,平行单色光从上方垂直透镜的上表面射向玻璃体,沿光的入射方向看到如图所示的干涉条纹,条纹为明暗相间的同心圆,靠近圆心处稀疏,远离圆心处密集。下面四幅图为过透镜中心的剖面图,则该透镜的形状可能是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示光导纤维的长度为L,对某种频率的光的折射率为n,若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上,认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射,已知光在真空中的传播速度为c,自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为( )
A. B. C. D.
5.关于光现象的解释,下列说法正确的是( )
A.雨后积水表面漂浮的彩色油膜是由于光的色散形成的 B.光的干涉现象说明光具有波动性
C.光导纤维利用了全反射的原理,其内芯的折射率小于外套的折射率
D.分别用紫光和绿光照射同一装置做双缝干涉实验,紫光条纹间距较宽
6.夜晚,景观水池中央底部的光源发出的光在水面形成一个发光圆,若水中点光源离水面距离为1m,在水面上观察到发光圆的半径为,已知真空中光速,求:(1)水的折射率n;(2)光在水中传播的速度v。
7.如图,真空中用一束单色光与光屏成角照射P点。现距光屏处平行放置一个厚度为d的平行玻璃砖,单色光从真空经O点折射进入玻璃砖,折射角为,光在真空中的速度为,不考虑光的多次反射。(1)玻璃砖对单色光的折射率n; (2)放入玻璃砖后,单色光从O点到达光屏的时间t。
8.光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示,棱镜ABCD的横截面是高为h,底角为45°的等腰梯形。现有与BC边平行的单色平行光从AB边射入棱镜,已知棱镜材料对该单色光的折射率。 (1)求光线从AB边射入棱镜后的折射角; (2)求从CD边射出棱镜的光线与CD边的夹角; (3)为了实现图形翻转,从AB边上靠近A点的位置入射的光线,应恰能从CD边上靠近C点的位置射出,求棱镜底边BC长度的最小值。(已知)
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班级:高二班
高二物理周练1答案
1.下列关于光的说法正确的是()
A.
光从光疏介质进入光密介质,入射角大于临界角才会发生全反射
B.水中的气泡看上去特别明亮,主要是由于光的全反射引起的
C.照相机镜头上的增透膜的厚度是绿光在真空中波长的4
D.“潭清疑水浅,荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的干涉
1.选项A
全反射发生的条件是光从光密介质射入光疏介
质,且入射角大于或等于临界角。选项中“光从光
疏介质进入光密介质”不符合全反射的条件,因此
A错误。
2.选项B
水中的气泡内为空气(光疏介质),周围是水
(光密介质)。光从水射向气泡时,若入射角大
于临界角,会发生全反射,反射光增强,使气泡
看起来特别明亮。该说法符合全反射原理,因此B
正确。
3.选项C
增透膜的厚度应为绿光在膜中波长的上,而非真
空中的波长。光在介质中的波长入膜=
入真空
(n为
介质折射率),因此C错误。
4.选项D
“疑水浅”是由于光的折射:水底反射的光从水中斜
射入空气时,折射角大于入射角,人眼逆着折射
光线看去,感觉水底位置变浅。衍射是光绕过障
碍物传播的现象,与“水浅”无关,因此D错误。
答案
B
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2.下列四幅光学图像中属于双缝干涉现象的是()
解答日
A.图A是光的圆孔衍射图样,其特点是中央亮斑周
围是明暗相间的同心圆环,且条纹不等间距,外
侧条纹较密,故A错误;
B.图B是光的双缝干涉图样,其特点是明暗相间、
等间距、等宽度的平行直条纹,故B正确;
C图C是光经过圆形障碍物产生的衍射图样,即泊
松亮斑,其特点是在阴影中心有一个亮斑,故C错
误;
D.图D是光的单缝衍射图样,其特点是中央亮条纹
又宽又亮,两侧条纹较窄较暗,且条纹不等间
距,故D错误。
故选:B。
3.透明玻璃透镜倒立在表面平整的标准板上,平行单色光从上方垂直透镜的
上表面射向玻璃体,沿光的入射方向看到如图所示的干涉条纹,条纹为明暗相间的
同心圆,靠近圆心处稀疏,远离圆心处密集。下面四幅图为过透镜中心的剖面图,
则该透镜的形状可能是(
共
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解答日
设曲面切线与水平面间夹角为9,出现亮条纹的点
上下表面厚度为d,则有2d=n·入
则n=1时为第一条亮条纹,厚度d1=分
n=2时为第二条亮条纹,厚度d2=入
则相邻亮条纹间距为△r=以=
入
tanb=2tan
圆心处稀疏,远离圆心处密集,则△x减小,可得0
增大,即越往边缘处曲面切线越陡,故B正确
ACD错误。
故选:B。
4.如图所示光导纤维的长度为L,对某种频率的光的折射率为,若有
各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上,认为自另一
端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射,已知光在真空中的传
播速度为C,自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为()
A吃
L
L
C.
c
D.
nc
解答凸
当光在介质的界面处恰好发生全反射时,光在介
质中的传播路程最长,由几何关系可知,最长路
程为
2 =sinc
=nL
传播速度为
U=号
故最长时间
t=号-兴
故A正确,BCD错误。
故选:A。
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5.关于光现象的解释,下列说法正确的是()
A.雨后积水表面漂浮的彩色油膜是由于光的色散形成的B.光的干涉现象说明光具有波动性
C.光导纤维利用了全反射的原理,其内芯的折射率小于外套的折射率
D.
分别用紫光和绿光照射同一装置做双缝干涉实验,紫光条纹间距较宽
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1.选项A
雨后积水表面油膜的彩色条纹是由于光在油膜上
下表面反射后发生光的薄膜干涉形成的,而非色
散。色散是复色光通过介质分解为单色光的现象
(如白光通过三棱镜),故A错误。
2.选项B
光的干涉(如双缝干涉条纹)和衍射(如单缝衍
射条纹)是波特有的现象,因此这两种现象直接
证明了光具有波动性,故B正确。
3.选项C
光导纤维利用全反射原理传输光信号,全反射的
条件是光从光密介质射向光疏介质(即内芯折射
率大于外套折射率)。若内芯折射率小于外套,
则光会折射而非全反射,故C错误。
选项D错误。答案选B
6.夜晚,景观水池中央底部的光源发出的光在水面形成一个发光圆,若水中点光源离水面距离为
3V7
1m,在水面上观察到发光圆的半径为7m,已知真空中光速。=3x10m1s'求:(四水的折射率”(②
光在水中传播的速度?。
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解答日
13.解:(1)光从水中射向空气,当入射角达到某一角度时,发生全反射,如图所示
3V7
空气
光源
3
由几何关系可以得到此时人射角a满足i加a=子(2分)
由全反射条件.na=(3分)
解得n=生(1分)
3
(2)光在水中传插的速度=。(3分)
解得o=2.25×10°m/s(1分)
说明:只有结果,设有公式或文字说明的不给分,其他正确解法亦可得分。
7.如图,真空中用一束单色光与光屏成30°角照射P点。现
光屏
距光屏d=3cm处平行放置一个厚度为d的平行玻璃砖,单色光从
30°
真空经O点折射进入玻璃砖,折射角为30°,光在真空中的速度为
c=3.0×10°ms,不考虑光的多次反射。(1)玻璃砖对单色光的折射
30
率;(2)放入玻璃砖后,单色光从O点到达光屏的时间t。
解答日
单色光
13.解:(1)由n=sm60
…①
sin30°
解得n=√3…②
(2)放入玻璃砖后,光路如图所示
光屏
30
309A
单色光
d
o4=c0s30°…③
d
14=sn302…@
v=片回
t=1o4+1B…⑥
解得1=4.0×10-10s…⑦
评分建议:①②⑤式2分,其余各式1分,共10分.
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8.光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示,棱镜ABCD的横截面是高为
h,底角为45°的等腰梯形。现有与BC边平行的单色平行光从
AB边射入棱镜,已知棱镜材料对该单色光的折射率n=V2。
(I)求光线从AB边射入棱镜后的折射角;(2)求从CD边射出棱
450
镜的光线与CD边的夹角;(3)为了实现图形翻转,从AB边上
B
靠近A点的位置入射的光线,应恰能从CD边上靠近C点的位置射出,求棱镜底边BC长度的最小值。
(已知tan75°=2+√3)
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解答凸
(1)设折射角为r,根据几何关系可知入射角i=45。
,根据折射定律有n=
sinT
解得r=30o
(2)如图,根据几何关系,可知在BC边上反射时入
射角a=75o
A
D
45
C
B
设全反射临界角为0,根据sim0=壳
解得0=45o
由a>可知光在BC界面上发生全反射
根据对称性可以求得光线在CD面上折射时的入射
角为30。,所以折射角等于450。
(3)依题意,作出光路图
、A
D
h
45
B
E
根据几何关系,可得∠CAE=75。
则有EC=htan∠CAE=(2+v3)h,
BE=htan45°=h
则可得BC=BE+EC=(3+V3)h
答:(1)光线从AB边射入棱镜后的折射角为30o;
(2)从CD边射出棱镜的光线与CD边的夹角为45o;
(3)为了实现图形翻转,从AB边上靠近A点的位置
入射的光线,应恰能从CD边上靠近C点的位置射
出,棱镜底边BC长度的最小值为(3+v③)h。
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