人教版選修3-4高二（下）第十五章相對論簡介核心素養(yǎng)小練學校:姓名：班級：學校:姓名：班級：考號：、解答題.Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現出閃亮耀眼的藍色光芒，這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉．電子顯微鏡下鱗片結構的示意圖見題1圖．一束光以入射角i從a點入射，經過折射和反射后從b點出射.設鱗片的折射率為n,厚度為d,兩片之間空氣層厚度為h.取光在空氣中的速度為c,求光從a到b所需的時間t..如圖所示，在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質，其折射率為n=，玻璃介質的上邊界MN是屏幕.玻璃中有一正三角形空氣泡，其邊長l=40cm,頂點與屏幕接觸于C點，底邊AB與屏幕平行.激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點O,結果在屏幕MN上出現兩個光斑.①畫出光路圖.②求兩個光斑之間的距離L..如圖所示，一玻璃球體的半徑為R,O為球心，AB為直徑.來自B點的光線BM在M點射出.出射光線平行于AB,另一光線BN恰好在N點發(fā)生全反射.已知/ABM=30，求①玻璃的折射率.②球心O到BN的距離..在折射率為n,厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S,從S發(fā)出的光線SA以入射角0入射到玻璃板上表面，經過玻璃板后從下表面射出，如圖所示.若沿此光線傳播的光從光源S到玻璃板上表面的傳播時間與在玻璃板中傳播時間相等,點光源S到玻璃板上表面的垂直距離l應是多少？.如圖，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC,NA=30°,AC平行于光屏MN,與光屏的距離為L.棱鏡對紅光的折射率為n1,對紫光的折射率為n2.一束很細的白光由棱鏡的側面AB垂直射入，直接到達AC面并射出.畫出光路示意圖，并標出紅光和紫光射在光屏上的位置,求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離.I/I/二、多選題.如圖所示，O1O2是半圓柱形玻璃體的對稱面和紙面的交線，A、B是關于O1O2軸等距且平行的兩束不同單色細光束，從玻璃體右方射出后的光路圖如圖所示.MN是垂直于OO2放置的光屏，沿OO2方向不斷左右移動光屏，可在光屏上得到一個光斑P,根據該光路圖，下列說法正確的是()A.該玻璃體對A光的折射率比對B光的折射率小B.A光的頻率比B光的頻率高C.在該玻璃體中，A光比B光的速度大

D.在真空中，A光的波長比B光的波長長E.A光從空氣進入該玻璃體后，其頻率變高.如圖所示，兩束平行的甲光和乙光，相距為d,斜射到置于空氣中的平行玻璃磚上，當它們從玻璃磚的下表面射出時（）A.若甲為紫光，乙為紅光，則兩條出射光線間一定大于d.若甲為紫光，乙為紅光，則兩條出射光線間距離可能小于dC.若甲為紅光，乙為紫光，則兩條出射光線間距離可能大于dD.若甲為紅光，乙為紫光，則兩條出射光線間距離一定小于d8．如圖所示為一豎直的肥皂膜的橫截面,用單色光照射薄膜,在薄膜上產生明暗相間B.薄膜上的干涉條紋是水平的C用藍光照射薄膜所產生的干涉條紋的間距比用紅光照射時的小D.干涉條紋是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結果E.干涉條紋的間距是不相等的三、單選題9．一束紅、紫兩色的混合光,從某種液體射向空氣,當研究在界面上發(fā)生的折射和反射現象時.可能發(fā)生的情況是下圖中的騎行時，從后面開來的汽車發(fā)出的強光照到尾燈后，會有較強的光被反射回去，使汽車司機注意到前面有自行車．尾燈的原理如圖所示，下面說法中正確的是()右A.汽車燈光應從右面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射B.汽車燈光應從右面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射C.汽車燈光應從左面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射D.汽車燈光應從左面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射11．如果把光導纖維聚成束，使纖維在兩端排列的相對位置一樣，圖像就可以從一端傳到另一端，如圖所示．在醫(yī)學上，光導纖維可以制成內窺鏡，用來檢查人體胃、腸、氣管等器官的內部．內窺鏡有兩組光導纖維，一組用來把光輸送到人體內部，另一組用來進行觀察．光在光導纖維中的傳輸利用了()A.光的全反射B.光的衍射C.光的干涉D.光的折射12．如圖所示的球形容器中盛有含碘的二硫化碳溶液,在太陽光的照射下,地面呈現的是圓形黑影,在黑影中放一支溫度計,可發(fā)現溫度計顯示的溫度明顯上升,則由此可斷定()木觸光A.含碘的二硫化碳溶液對于可見光是透明的B.含碘的二硫化碳溶液對于紫外線是不透明的C含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是透明的D.含碘的二硫化碳溶液對于紅外線是不透明的參考答案2n2d2h—.+:cqn2—sin2iccosi【詳解】試題分析：設光在鱗片中的折射角為%根據折射定律有：血3向Fc根據折射率定義式可知，光在鱗片中傳播的速度為v=-n2d由圖中幾何關系可知，光從a到b的過程中，在鱗片中通過的路程為：S1=--cosy在空氣中通過的路程為：s2=:cosi所以光從a到b所需的時間為：t=工+工vc2n2d2h聯立以上各式解得：t=+——;”2-sin2iccosi考點：光的折射、全反射.【解析】試題分析：(1)光路圖如圖所示；(2)在界面AC,a光入射角為：4=60sin0由光的折射定律有：n=sin?12帶入數據求得：0=300由光的反射定律得反射角為：0=603由幾何關系得、ODC是邊長為1/2的正三角形，ACOE是等腰三角形，兩光斑之間距離為：L=DC+CE=40cm考點：本題考查光的折射．TOC\o"1-5"\h\z」3(1)n=<3(2)d二餐R【解析】設光線BM在M點的入射角為i，折射角為r，由幾何關系可知，，?=30,r=60，根據折射定律得°sinrn=⑤sini代入數據得n=<3⑥光線BN恰好在N點發(fā)生全反射，則/BNO為臨界角CsinC=一⑦設球心到BN的距離為d,由幾何關系可知d=RsinC⑧聯立⑥⑦⑧式得d二5R⑨dn2cos9；1二\；'n2-sin29【解析】c設光線SA在玻璃中的折射角為。2,傳播速度為v,則由n=-有，光在玻璃板中傳播的速TOC\o"1-5"\h\zc1s度v=；由幾何關系有，光線在玻璃板上表面?zhèn)鞑サ木嚯x為［=嬴亍，由s=vt，有t二一ncos1c1111=ccosg-，其中c是真空中的光速，光在玻璃板中傳播的距離s2=雨-，光在玻璃板121d1nd中的傳播時間間2二-胸=cE22

sin0由折射定律有：n=s—01-①2由題意有：展COS01111nd由題意有：展COS01111nd=7COSo"②2由三角函數關系有：cos%=,1-sin20③聯立①②③得：l=n2dcos0,n2-sin20思路分析：根據幾何知識以及直線運動規(guī)律算出在玻璃板上表面?zhèn)鞑サ臅r間，在算出光在玻璃板中傳播的時間，根據折射定律，聯立等式可解題試題點評：本題考查了光的折射定律，結合幾何知識解題5.紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離*匚、4-nj145.紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離*匚、4-nj14一門;【解析】試題分析：兩種色光組成的很細的光束垂直AB邊射入棱鏡，在AB面上不發(fā)生偏折，到達AC面上，根據幾何關系求出入射角的大小，根據折射定律求出折射角，再根據幾何關系求出光屏MN上兩光點間的距離.根據幾何關系，光從AC面上折射時的入射角為30°,根據折射定律有：sinxjsinx2門17云30口，n2=sin3o0則tanq：,tanr1則tanq：,tanr1點評：本題考查光的折射．關鍵掌握光的折射定律,以及能夠靈活運用數學的幾何關系．6．ACD【解析】由圖可知，5光的偏折程度比A光大，則B光的折射率大于A光的折射率，說明B光的頻率

c較大，由c=如知，A光的波長較長，故AD正確，B錯誤；根據V=—可得，A光的折射率較小，則A光在玻璃磚中的速度較大，故C正確；光由一種介質進入另一種介質時頻率不變，故E錯誤.所以ACD正確，BE錯誤.sinr7．AC【解析】【分析】根據題意可知考查光的折射規(guī)律，紫光比紅光折射率大，由九=辿可知，光線斜射且入射角相同時sinr紫光偏折程度大，正確畫出光路圖，考慮各種可能情況分析可得?！驹斀狻緼B.紫光的折射率大，若甲為紫光，乙為紅光，入射到玻璃中時，甲的折射角小于乙的折射角，則兩條出射光線間距一定大于d,如圖a所示，A符合題意，B不符合題意；CD.當甲為紅光時，其折射光路如圖b、圖c,即兩條出射光線間距離可能小于d、大于d,等于d.C符合題意，D不符合題意。故選AC選項【點睛】光從光疏介質射入光密介質時,折射角小于入射角,反之從光密介質射入光疏介質時,折射角大于入射角,同一頻率的光線斜射入平行玻璃磚前后光線仍平行。8.BCD【解析】A、光從肥皂膜的前后表面反射形成相干光，其路程差與薄膜厚度有關；在重力作用下,肥皂膜形成上薄下厚的楔形,在同一水平面上厚度相等,形成亮紋（或暗紋）,因此,干涉條紋應是水平的，故選項A錯誤，BD正確；C、又因藍光的波長小于紅光的波長，所以用藍光照射薄膜所產生的干涉條紋的間距較紅光的小，條紋間距相等，故選項C正確，選項E錯誤。

點睛：一束單色光從左側射入肥皂薄膜，前后表面的反射光在前表面發(fā)生疊加，路程差即（膜的厚度的兩倍）是半波長的偶數倍，振動加強，為亮條紋，路程差是半波長的奇數倍，振動減弱，為暗條紋。9．C【詳解】反射光線一定存在，故反射光線中應該既包含紫光也包含紅光，紅光的折射率小于紫光的折射率，則根據折射定律n=sni知紫光在空氣中的折射角較大，即紫光發(fā)生全反射的情況下sinr紅光不一定發(fā)生全反射，紅光發(fā)生全反射則紫光一定發(fā)生全反射，A.紅光的折射角應該小于紫光的折射角，故A錯誤；B.紅光發(fā)生了全反射則紫光一定發(fā)生了全反射，沒有紫光折射光線射出，B錯誤；C紫光發(fā)生了全反射紅光不一定發(fā)生全反射，C正確；D.反射光線中應該既包含紫光也包含紅光，D錯誤；10．A【解析】試題分析：光線從右邊垂直進入光線的傳播方向不會發(fā)生改變，光線射到左面斜面處，光線由光密介質射向光疏介質，入射角大于臨界角時會發(fā)生全反射，光線反射到另一個斜面處再次發(fā)生全反射從右面垂直射出，使司機能注意到，光路圖如圖所示，所以A項正確；B、C、D項錯誤.考點：本題考查了光的全反射