第13章 光單元綜合1(2015新課標(biāo)全國)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距x1與綠光的干涉條紋間距x2相比x1_x2(填“”“”或“”)若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長為630 nm，雙縫到屏幕的距離為1 m，測得第一條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm，則雙縫之間的距離為_mm.解析光的雙縫干涉條紋間距x(為光的波長，l為屏與雙縫之間距離，d為雙縫之間距離)，紅光波長長紅綠，所以紅光的雙縫干涉條紋間距較大，即x1x2，條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得x2.1 mm2.1103 m，根據(jù)x可得d，代入數(shù)值得：d3.00104 m0.300 mm.答案(1)0.3002(2015新課標(biāo)全國)如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線，則()a在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度b在真空中，a光的波長小于b光的波長c玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率d若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失e分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距解析試題分析：由圖可知：玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，故a項(xiàng)正確；a光的頻率大于b光的頻率，在真空中，a光的波長小于b光的波長，故b項(xiàng)正確；若改變光束的入射方向使角逐漸變大，因?yàn)閍光的折射率大，則折射光線a首先消失，故d項(xiàng)正確；a光的波長小于b光的波長，分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故e項(xiàng)錯(cuò)誤答案abd3(2015天津)中國古人對許多自然現(xiàn)象有深刻認(rèn)識(shí)，唐人張志和在玄真子濤之靈中寫道：“雨色映日而為虹”從物理學(xué)的角度看，虹是太陽光經(jīng)過雨滴的兩次折射和一次反射形成的下圖是彩虹成因的簡化示意圖，其中a、b是兩種不同頻率的單色光，則兩光()a在同種玻璃中傳播，a的傳播速度一定大于b光b以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光側(cè)移量大c分別照射同一光電管，若b光能引起光電效應(yīng)a光也一定能d以相同的入射角從水中射入空氣在空氣中只能看到一種光時(shí)，一定是a光答案c4(2015重慶)虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球來說明兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會(huì)形成mn和pq兩條彩色光帶，光路如圖所示m、n、p、q點(diǎn)的顏色分別為()a紫、紅、紅、紫b紅、紫、紅、紫c紅、紫、紫、紅 d紫、紅、紫、紅解析試題分析：白光中的可見光部分從紅到紫排列，對同一介質(zhì)的折射率n紫n紅，由折射定律知紫光的折射角較小，由光路可知，紫光將到達(dá)m點(diǎn)和q點(diǎn)，而紅光到達(dá)n點(diǎn)和p點(diǎn)，故選a項(xiàng)答案a5(2015四川)直線p1p2過均勻玻璃球球心o，細(xì)光束a、b平行且關(guān)于p1p2對稱，由空氣射入玻璃球的光路如圖a、b光相比()a玻璃對a光的折射率較大b玻璃對a光的臨界角較小cb光在玻璃中的傳播速度較小db光在玻璃中的傳播時(shí)間較短解析由于a、b光平行且關(guān)于過球心o的直線p1p2對稱，因此它們的入射角i相等，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，b光在玻璃球中的光路偏離進(jìn)入球之前方向較多，即b光的折射角較小，根據(jù)折射定律有，n，所以玻璃對b光的折射率較大，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)臨界角公式有：sinc，所以玻璃對光的臨界角較大，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；根據(jù)折射率的定義式有：n，所以b光在玻璃中的傳播速度v較小，故選項(xiàng)c正確；根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，a、b光進(jìn)入玻璃球后，b光的光程d較大，根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：t，所以b光在玻璃中的傳播時(shí)間較長，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案c6(2015北京)“測定玻璃的折射率”的實(shí)驗(yàn)中，在白紙上放好玻璃磚，aa和bb分別是玻璃磚與空氣的兩個(gè)界面，如圖所示，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針p1和p2，用“”表示大頭針的位置，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察并依次插上p3和p4.在插p3和p4時(shí)，應(yīng)使()ap3只擋住p1的像bp4只擋住p2的像cp3同時(shí)擋住p1、p2的像解析測定玻璃折射率相對較簡單，需要了解本實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)驗(yàn)步驟即可解題答案c7(2015安徽)如圖所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的ab面上，經(jīng)ab和ac兩個(gè)面折射后從ac面進(jìn)入空氣當(dāng)出射角i和入射角i相等時(shí)，出射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為.已知棱鏡頂角為，則計(jì)算棱鏡對該色光的折射率表達(dá)式為()a. b.c. d.解析由幾何關(guān)系，得入射角等于，折射角等于，所以折射率為，故選a項(xiàng)答案a8(2015福建)如圖，一束光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長分別為a、b，該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb則()aanb bab，nanbcab，nab，nanb解析由圖知，三棱鏡對b光的折射率較大，又因?yàn)楣獾念l率越大，介質(zhì)對光的折射率就越大，所以nab，所以b項(xiàng)正確acd項(xiàng)錯(cuò)誤答案b9(2014新課標(biāo)全國)一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面，在玻璃板上表面放置一半徑為r的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上，已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率解析如圖所示，考慮從圓形發(fā)光面邊緣的a點(diǎn)發(fā)出的一條光線，假設(shè)它斜射到玻璃上表面的a點(diǎn)折射，根據(jù)折射定律有nsinsin式中n是玻璃的折射率，是入射角，是折射角現(xiàn)假設(shè)a恰好在紙片邊緣，由題意，在a點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，故設(shè)aa線段在玻璃上表面的投影長為l，由幾何關(guān)系有sin由題意，紙片的半徑應(yīng)為rlr聯(lián)立以上各式可得n答案10(2014新課標(biāo)全國卷)一個(gè)半圓柱形玻璃磚，其橫截面是半徑為r的半圓，ab為半圓的直徑，o為圓心，如圖所示玻璃的折射率為n.(1)一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面，若光線到達(dá)上表面后，都能從該表面射出，則入射光束在ab上的最大寬度為多少？(2)一細(xì)束光線在o點(diǎn)左側(cè)與o相距r處垂直于ab從下方入射，求此光線從玻璃磚射出點(diǎn)的位置解析(1)在o點(diǎn)左側(cè)，設(shè)從e點(diǎn)射入的光線進(jìn)入玻璃磚后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角，則oe區(qū)域的入射光線經(jīng)上表面折射后都能從玻璃磚射出，如題圖所示，由全反射條件有sin由幾何關(guān)系有oersin由對稱性可知，若光線都能從上表面射出，光束的寬度最大為l2oe聯(lián)立式，代入已知數(shù)據(jù)，得lr(2)設(shè)光線在距o點(diǎn)r的c點(diǎn)射入后，在上表面的入射角為，由幾何關(guān)系及式和已知條件得60光線在玻璃磚內(nèi)會(huì)發(fā)生三次全反射最后由g點(diǎn)射出，如圖所示，由反射定律和幾何關(guān)系得ogocr射到g點(diǎn)的光有一部分被反射，沿原路返回到達(dá)c點(diǎn)射出答案(1)r(2)見解析11(2015山東)半徑為r、介質(zhì)折射率為n的透明圓柱體，過其軸線oo的截面如圖所示位于截面所在平面內(nèi)的一細(xì)束光線，以角i0由o點(diǎn)入射，折射光線由上邊界的a點(diǎn)射出當(dāng)光線在o點(diǎn)的入射角減小至某一值時(shí)，折射光線在上邊界的b點(diǎn)恰好發(fā)生全反射求a、b兩點(diǎn)間的距離解析光路如圖；當(dāng)光線從a點(diǎn)射出時(shí)，設(shè)折射角為r，由光的折射定律可知：n，則a點(diǎn)到左端面的距離為x1；若在b點(diǎn)發(fā)生全反射時(shí)，則sinc，故b點(diǎn)離左端面的距離x2rtanc，聯(lián)立解得ab間的距離為xx2x1r()答案r()12(2015江蘇)人造樹脂是常用的眼鏡片材料，如圖所示，光線射在一人造樹脂立方體上，經(jīng)折射后，射在桌面上的p點(diǎn)，已知光線的入射角為30，oa5 cm，ab20 cm，bp12 cm，求該人造樹脂材料的折射率n.解析設(shè)折射角為，由折射定律sin30nsin由幾何關(guān)系知：sin，且op代入數(shù)據(jù)解得n(或n1.5)答案1.513(2015海南)一半徑為r的半圓形玻璃磚，橫截面如圖所示已知玻璃的全反射臨界角r(r)與玻璃磚的底平面成(r)角度、且與玻璃磚橫截面平行的平行光射到玻璃磚的半圓柱面上經(jīng)柱面折射后，有部分光(包括與柱面相切的入射光)能直接從玻璃磚底面射出若忽略經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射后射出的光，求底面透光部分的寬度解析光路圖如圖所示，沿半徑方向射入玻璃磚的光線，即光線射到mn上時(shí)，根據(jù)幾何知識(shí)入射角恰好等于