1、第十二讲 光 学一、单项选择题1 雨后太阳光入射到水滴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、蓝光和紫光解析：选 B.由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知 a d 折射率依次减小，故 A、C、D 错，B 对2某人手持边长为 6 cm 的正方形平面镜测量身后一棵树的高度，测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为 0.4 m在某位置时，他在
2、镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了 6.0 m，发现用这个镜子长度的 5/6 就能看到整棵树的像这棵树的高度约为( )A4.0 m B4.5 mC5.0 m D5.5 m解析：选 B.如图所示，设人在镜中恰好能看到整棵树的像时，人到镜子的距离为 x，镜子到树的距离为 l，镜子边长为 d，树高为 h，由平面镜成像特点可知： ，当人向前xx l dh走 6 m 时： ，可解得 h4. 5 m.xx l 6 5d/6h3如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝 S 时，在光屏 P 上观察到干涉条纹要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )A增大 S1与 S2的间距B减小双缝屏到光屏的距离C将
3、绿光换为红光D将绿光换为紫光解析：选 C.在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离 x ，要想增大Ld条纹间距可以减小两缝间距 d，或者增大双缝屏到光屏的距离 L，或者换用波长更长的光做实验由此可知，选项 C 正确，选项 A、B、D 错误4用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )A改用频率更小的紫外线照射B改用 X 射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间解析：选 B.金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率5.频率不同的两束单色光 1 和 2 以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如
4、图所示下列说法正确的是( )A单色光 1 的波长大于单色光 2 的波长B在玻璃中单色光 1 的传播速度大于单色光 2 的传播速度C单色光 1 通过玻璃板所需的时间小于单色光 2 通过玻璃板所需的时间D单色光 1 从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光 2 从玻璃到空气的全反射临界角解析：选 D.由折射定律 n ，知 n1n2， 1t2，故选项 C 错误由 sinC 知，hnc1 sin2in2 n2hcn2 sin2i 1nC1 )下列结论中正确的是( )A光束 b 的频率比光束 a 的低B在水中的传播速度，光束 a 比光束 b 小C水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折射率小D若光束从水中
5、射向空气，则光束 b 的临界角比光束 a 的临界角大解析：选 C.由公式 n ，可得折射率 navb，B 错误；由 sinC 知临界角 CaCb，D 错误cn 1n8如图所示，有一玻璃直角三棱镜 ABC，其临界角小于 45，一束平行于 BC 的白光射到 AB 面，在光束射出三棱镜时(设光线在棱镜内先射至 BC 边上)( )A从 BC 面出射的是白色光束B从 AC 面出射的是白色光束C从 AC 面出射的是有色的不平行光束D从 AC 面出射的是平行于入射线的有色光束解析：选 D.若光从 BC 面出射，应发生色散，故从 BC 面出射的是彩色光束，A 错；由对称性可知，各色光在 AB 面上的折射角都等
6、于在 AC 面上的入射角，故从 AC 面出射的是平行于入射线的有色光束，B、C 错，D 正确9.如图所示，水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线，折射光线分别为 a、 b 两束，这( )A a、 b 两束光相比较， b 光的波动性较强B用同一双缝干涉实验装置分别以 a、 b 光做实验， a 光干涉条纹间距小于 b 光的条纹间距C在水中 a 光的速度比 b 光的小D若保持入射点 A 位置不变，将入射光线逆时针旋转，从水面上方观察， b 光先消失解析：选 D.由折射定律知 a 光折射率较小，在电磁波谱中：折射率较小，则频率较小，波长较长，波动性就较强，A 错误；由公式 x 知 a 光干涉条纹间距
7、大于 b 光的条纹间ld距，B 错误；由 n 得在水中 a 光的速度比 b 光的大，C 错误；D 正确cv二、非选择题10如图置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体容器底部靠近器壁处有一竖直放置的 6.0 cm 长的线光源靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端再将线光源沿同一方向移动 8.0 cm，刚好可以看到其顶端求此液体的折射率 n.解析：若线光源底端在 A 点时，通过望远镜刚好可看到线光源的底端，则有： AOO 其中
8、为此液体到空气的全反射临界角由折射定律得：sin 1n同理，线光源顶端在 B1点时，通过望远镜刚好可看到线光源的顶端，则 B1OO 由图中几何关系得：sin ABAB1解得： nAB2 BB21AB由题给的条件可知 AB8.0 cm16.0 cmBB代入上式得 n1.25.答案：1.2511.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，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜现在用波长为 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 t1时最亮，然
9、后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到 t2时，亮度再一次回到最亮问：(1)在 B 板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的(2)温度由 t1升高到 t2时， A 的高度升高多少？解析：(1) A、 B 间为空气薄膜，在 B 板上方观察到的亮暗变化，是由 B 的下表面反射的光和 A 的上表面反射的光叠加产生的(2)当温度为 t1时，设空气薄膜厚度为 d1，此时最亮说明：2 d1 k .当温度为 t2时，设空气薄膜厚度为 d2，此时再一次最亮说明：2 d2( k1) 得 d1 d2 2故温度由 t1升高到 t2， A 的高度升高 . 2答案： (1) B 的下表面与 A 的上表面 (2
10、) 212一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 h10.6 m，尾部下端 Q 略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端 s10.8 m 处有一浮标，示意如图一潜水员在浮标前方 s23.0 m 处下潜到深度为 h24.0 m 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 h4.0 m，恰好能看见 Q.求：(1)水的折射率 n；(2)赛艇的长度 l.(可用根式表示)解析：根据题意画出如图所示的示意图(1)根据几何知识 sin i 0.8s1s21 h21sin r 0.6s2s2 h2根据折射定律得折射率 n .sin isin r 43(2)潜水员恰好看见 Q，则 sin C 1n 34而 sin Cs1 s2 l s1 s2 l 2 h2 h 2代入数据得 l m(247 7 3.8)答案：(1) (2) m43 (247 7 3.8)
