專題10、 光及光的本性

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1、 臺(tái)江教務(wù)：0591-88306836 教案紙 科目名稱 物 理 審批意見： 課 題 專題十 光及光的本性 學(xué)生姓名 任課教師 溫 健 平 學(xué)生年級(jí) 授 課 日 期 2012 年 月 日 時(shí) 至 時(shí) 授 課 形 式 □AA □AB 講授內(nèi)容 專題十 光及光的本性 教案 一． 專題要點(diǎn) 1. 折射率和全反射 （1）折射率

2、(絕對(duì)折射率n)光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比n,叫做這種介質(zhì)的折射率,即。 （2）臨界角：折射角等于900時(shí)的入射角叫臨界角．顯然，臨界角是一種特殊的入射角．當(dāng)光線從某介質(zhì)射入真空(或空氣)時(shí)，其臨界角的正弦值為． 注意：發(fā)生反射時(shí)，不一定發(fā)生折射，如：全反射時(shí)無折射；發(fā)生折射時(shí)，卻一定存在反射。 （3）產(chǎn)生全反射的條件是： ①光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)； ②入射角大于或等于臨界角．兩條件必須同時(shí)存在，才發(fā)生全反射。 2.光的干涉和衍射 ⑴光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象證明了光的波動(dòng)性，光的偏振現(xiàn)象說明光波為橫波。相鄰亮條紋（或相鄰暗條紋）之間的間

3、距（相鄰亮條紋中央間距，相鄰暗條紋中央間距)為。利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)可以測(cè)量光的波長(zhǎng)。 ⑵干涉和衍射的產(chǎn)生條件 ①光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件： 亮條紋： 暗條紋： ②發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸與光波波長(zhǎng)可比(相差不多) 二． 考綱要求 考點(diǎn) 要求 考點(diǎn)解讀 光的折射定律 折射率 Ⅰ 本章的重點(diǎn)內(nèi)容：理解折射定律并能熟練運(yùn)用折射定律 光的全反射 光導(dǎo)纖維 Ⅰ 測(cè)定玻璃的折射率（實(shí)驗(yàn)、探究） Ⅰ 光的干涉、衍射和偏振 Ⅰ 激光的特性及應(yīng)用 Ⅰ 三． 教法指引 此專題復(fù)習(xí)時(shí)，可以先讓學(xué)生完成相應(yīng)的習(xí)題，在精心批閱之后以題目帶

4、動(dòng)知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行適當(dāng)提煉講解。這一專題絕大多數(shù)知識(shí)點(diǎn)要求不是很高，但是比較雜亂，學(xué)生易于掌握每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，但是不易掌握全面，光的折射與全反射還是很重要的二輪復(fù)習(xí)時(shí)還是要穩(wěn)扎穩(wěn)打，從基本知識(shí)出發(fā)再進(jìn)行總結(jié)提升。 四． 知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 專題十 光及光的本性 學(xué)案 一、 典例精析 題型1.（平行板玻璃磚）一束由紅、藍(lán)兩單色光組成的光線從一平板玻璃磚的上表面以入射角θ射入，穿過玻璃磚自下表射出.已知該玻璃對(duì)紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍(lán)光穿過玻璃磚所用的時(shí)間分別為t1和t2，則在θ從0°逐漸增大至90°的過程中（ ） A.t1始終大于t2

5、 B.t1始終小于t2 C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2 解析：設(shè)折射角為α，玻璃磚的厚度為h，由折射定律n= ，且n= ，在玻璃磚中的時(shí)間為t= ，聯(lián)立解得t2∝，紅光頻率較小，θ為零時(shí)，t1＜t2，θ為90°時(shí)，趨近漸近線，初步判定該函數(shù)為單調(diào)函數(shù)，通過帶入θ為其它特殊值，仍然有t1＜t2，故B對(duì)。 題型2.（光現(xiàn)象的解釋）下列說法正確的是（ ） A. 用分光鏡觀測(cè)光譜是利用光折射時(shí)的色散現(xiàn)象 B. 用X光機(jī)透視人體是利用光電效應(yīng) C. 光導(dǎo)纖維輿信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象 D. 門鏡可以擴(kuò)

6、大視野是利用光的衍射現(xiàn)象 解析：用X光機(jī)透視人體是利用X光的穿透性；光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象；門鏡可以擴(kuò)大視野是利用光的折射現(xiàn)象，A正確 題型3.（楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)）在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果（ ） （A）用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 （B）用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 （C）用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 （D）用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 解析：白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋（即黑條紋）相間，B對(duì)；

7、紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯(cuò)； 紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對(duì)。 題型4.（肥皂沫干涉）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象。圖（a）是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是（ ） （A）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° （B）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° （C）當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° （D）干涉條紋保持原來狀態(tài)不變 解析：金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的

8、上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D對(duì)。 題型5. （光的折射）圖是一個(gè)圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、 G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON,ON邊可吸收到達(dá)其上的所有光線.已知該棱鏡的折射率n=,若平行光束垂直入射并覆蓋OM,則光線（ ） A. 不能從圓孤射出 B. 只能從圓孤射出 C. 能從圓孤射出 D. 能從圓孤射出 解析：由該棱鏡的折射率為可知其臨界角C滿足：,可求出GG1右邊的入射光線沒有發(fā)生全反射，其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓

9、弧NG1射出。 題型6.（折射定律）一半徑為R的1/4球體放置在水平面上，球體由折射率為的透明材料制成。現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出，如圖所示已知入射光線與桌面的距離為。求出射角q。 解析：設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角 α為入射角。過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，∠COB=α。又由△OBC知sinα= ① 設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得 ② 由①②式得 ③ 由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見圖)為30

10、°。由折射定律得 ⑤因此 解得 題型7.（光的反射） 某物體左右兩側(cè)各有一豎直放置的平面鏡，兩平面鏡相互平行，物體距離左鏡4m，右鏡8m，如圖所示，物體在左鏡所成的像中從右向左數(shù)的第三個(gè)像與物體的距離是（ ） A．24m B．32m C．40m D．48m 解析：從右向左在左鏡中的第一個(gè)像是物體的像距離物體8cm,第二個(gè)像是物體在右鏡所成像的像, 第3個(gè)像是第一個(gè)像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm. 題型8.（光的折射和全反射.）一

11、玻璃磚橫截面如圖所示，其中ABC為直角三角形（AC邊末畫出），AB為直角邊ABC=45°；ADC為一圓弧，其圓心在BC邊的中點(diǎn)。此玻璃的折射率為 1.5。P為一貼近玻璃磚放置的、與AB垂直的光屏若一束寬度與AB邊長(zhǎng)度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則( ) A. 從BC邊折射出束寬度與BC邊長(zhǎng)度相等的平行光 B. 屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長(zhǎng)度 C. 屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長(zhǎng)度 D. 當(dāng)屏向遠(yuǎn)離玻璃磚的方向平行移動(dòng)時(shí)，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大 解析：寬為AB的平行光進(jìn)入到玻璃中直接射到BC面,入射角為45o>臨界角,所以在BC面上發(fā)生全反射仍然

12、以寬度大小為AB長(zhǎng)度的豎直向下的平行光射到AC圓弧面上.根據(jù)幾何關(guān)系可得到在屏上的亮區(qū)寬度小于AB的長(zhǎng)度,B對(duì).D正確。 題型9. （光的全反射）如圖所示，空氣中有一橫截面為半圓環(huán)的均勻透明柱體，其內(nèi)圓半徑為r，外圓半徑為R，R＝r?，F(xiàn)有一束單色光垂直于水平端面A射入透明柱體，只經(jīng)過兩次全反射就垂直于水平端面B射出。設(shè)透明柱體的折射率為n，光在透明柱體內(nèi)傳播的時(shí)間為t，若真空中的光速為c，則 A. n可能為 B. n可能為2 C. t可能為 D. t可能為 解析：只經(jīng)過兩次全反射可知第一次入射角為45°，反射光路圖如右圖所示。根據(jù)全反射可知臨界角C≤45°，再根據(jù)n＝可

13、知n≥；光在透明柱體中運(yùn)動(dòng)路程為L(zhǎng)＝4r，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝L/V＝4nr/c，則t≥4r/c，CD均錯(cuò)。 l 題型10.（光的偏振）如圖，P是一偏振片，P的透振方向（用帶箭頭的實(shí)線表示）為豎直方向。下列四種入射光束中哪幾種照射P時(shí)能在P的另一側(cè)觀察到透射光？（ ） 光束 P A、太陽光 B、沿豎直方向振動(dòng)的光 C、沿水平方向振動(dòng)的光 D、沿與豎直方向成450角振動(dòng)的光 解析：太陽光是平行光任意方向都有，通過時(shí)為豎直方向，D中有部分光線通過此題正確選項(xiàng)為ABD。 題型11.（激光問題）下列說法正確的是 （

14、 ） A．激光可用于測(cè)距 B．激光能量十分集中，只適用于加工金屬材料 C．外科研制的“激光刀”可以有效地減少細(xì)菌的感染 D．激光可用于全息照相，有獨(dú)特的特點(diǎn) 解：A選項(xiàng)利用激光平行度非常好，C選項(xiàng)利用激光亮度高，平行度非常好，D選項(xiàng)利用激光高度的相干性。此題選ACD。 二、 專題突破 針對(duì)典型精析的例題題型，訓(xùn)練以下習(xí)題。 1. 一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上，經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出，出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離。在下列情況下，出射光線側(cè)移距離最大的是（ ） A.紅光以

15、的入射角入射 B.紅光以的入射角入射 C.紫光以的入射角入射 D.紫光以的入射角入射 點(diǎn)撥：本題屬于平行板玻璃紙問題.因?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí)，紫光側(cè)移距離較大，A、B項(xiàng)錯(cuò)；設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離,可見對(duì)于同一種色光,入射角越大,側(cè)移距離越大,D項(xiàng)正確。 2.下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是（ ） A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大 B.以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射 C.紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射

16、 D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 點(diǎn)撥：本題考查光現(xiàn)象的解釋.根據(jù)干涉條紋的間距的公式△x=λ可知，由于紫光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)短，所以改為紅光后條紋間距一定增大，A正確；紫光的臨界角比紅光的臨界角小，所以紫光發(fā)生全反射后紅光不一定發(fā)生全反射，B錯(cuò)誤；由于紫光的頻率大于紅光的頻率，所以紫光的能量比紅光的能量大，紫光發(fā)生光電效應(yīng)紅光不一定發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振鏡是為了防止玻璃的反光，所以D錯(cuò)誤。 3. 光纖通信中,光導(dǎo)纖維遞光信號(hào)的物理原理是利用光的　　　　現(xiàn)象，要發(fā)生這種現(xiàn)象，必須滿足的條件是：光從

17、光密介質(zhì)射向　　　　，且入射角等于或大于　　　　. 點(diǎn)撥：本題考查光導(dǎo)纖維。依次填充為全反射 光疏介質(zhì) 臨界角 4. 如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為（ ） A． B．1.5 C． D．2 點(diǎn)撥：本題考查光的折射。作出光路圖．A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平行于入射光線，故，所以，玻璃的折射率． 5.如圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)示意圖，若要使干涉條紋的間距變大可改用長(zhǎng)更___________（填長(zhǎng)、短）的單色光，或是使雙縫與光屏間的距

18、離___________（填增大、減?。? 圖2 點(diǎn)撥：本題考查雙縫干涉問題。依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律，可知要使干涉條紋的間距變大，需要改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光，應(yīng)將增大雙縫與屏之間的距離L。 6.一束單色光由左側(cè)時(shí)的清水的薄壁圓柱比，圖2為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角α，光線恰好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射角為，α的值。 點(diǎn)撥：此題考查光的全反射。當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時(shí)有，當(dāng)光線從左側(cè)射入時(shí)，由折射定律有，聯(lián)立這兩式代入數(shù)據(jù)可得。 三、 學(xué)法導(dǎo)航 復(fù)習(xí)指導(dǎo)：①回歸課本夯實(shí)基礎(chǔ)，仔細(xì)看書把書本中的知識(shí)點(diǎn)掌握到位 ②練習(xí)為主提升技能，做各

19、種類型的習(xí)題，在做題中強(qiáng)化知識(shí) ③整理歸納舉一反三，對(duì)易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)、易錯(cuò)題反復(fù)鞏固 1. 波長(zhǎng)為0.65μm的紅光，從空氣射入水中，水相對(duì)空氣的折射率為1.33。求該光在水中的波長(zhǎng)，并判斷在水中該光的顏色。 【錯(cuò)解】 得波長(zhǎng)0.49μm的光是藍(lán)色。 【錯(cuò)解原因】上述求得光在水中的波長(zhǎng)為0.49μm是正確的，但用光譜表查得光的顏色卻錯(cuò)了。人眼對(duì)光的色覺決定于光的頻率而不是波長(zhǎng)。 【分析解答】當(dāng)光從一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)時(shí)，波長(zhǎng)變化了，波速也相應(yīng)變化了，但它的頻率卻不變。所以在水中該光仍是紅色。 【評(píng)析】物理規(guī)律的因果關(guān)系是有條件的，記憶規(guī)律時(shí)應(yīng)該首先弄清規(guī)律

20、成立的條件。凡是波，無論是機(jī)械波還是電磁波，只要振源的頻率不變，波的頻率就不變。 2. 如圖13－4所示，放在空氣中折射率為n的平行玻璃磚，表面M和N平行，P，Q兩個(gè)面相互平行且與M，N垂直。一束光射到表面M上（光束不與M平行），則： A．如果入射角大于臨界角，光在表面M發(fā)生全反射。 B．無論入射角多大，光在表面M都不會(huì)發(fā)生全反射。 C．光可能在表面N發(fā)生全反射。 D．由于M與N平行，光只要通過M就不可能在表面N發(fā)生全反射。 【錯(cuò)解】光束從空氣中射到玻璃磚表面M上，是由光疏媒質(zhì)到光密媒質(zhì)，不可能發(fā)生全反射，而從表面N射出空氣，是由光密媒質(zhì)到光疏媒質(zhì)，光可能發(fā)生全反射，故選B

21、，C。 【錯(cuò)解原因】機(jī)械地記住光從光密媒質(zhì)到光疏媒質(zhì)，可能發(fā)生全反射，而不具體分析光通過表面M后射到N表面光線的入射角的大小是否大于臨界角，而錯(cuò)選C。 【分析解答】如圖13-5所示，光射到表面M的入射角為i(i≠90°)折射角為r， 面N，因M∥N，故其入射角i′=r＜C。即光只要通過M即不可能在表面N發(fā)生折射。 若光通過M先射到MN面再射到P面（如圖13－6），同樣可以證明經(jīng)P面發(fā)生反射，反射光線射至N面時(shí)，由幾何關(guān)系可以證明入射角i′=r，根據(jù)折射定律折射角r′=i，同樣不可能發(fā)生全反射。故應(yīng)選B，D。 【評(píng)析】同一個(gè)初始條件可

22、能有若干個(gè)不同結(jié)果。這是對(duì)考生思維能力的考查。本題中，當(dāng)光線射到M上，發(fā)生折射。以A為分界點(diǎn)，入射點(diǎn)在AC之間，光線先要到達(dá)P界面，所以一定先要討論光線在P界面上的行為。光線在P界面一定會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，是否發(fā)生折射要看入射角是否大于臨界角。由于此問題與本題無關(guān)所以可以不討論它。如果試題提出光線在P界面的行為時(shí)，就要認(rèn)真討論。結(jié)論是：入射到M面光線的入 3. 光從玻璃射入空氣里時(shí)傳播方向如圖13－l所示，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出入射角和折射角。 【錯(cuò)解】如圖 13－2所示，α為入射角，β為折射角。 【錯(cuò)解原因】錯(cuò)解原因一是受思維定勢(shì)的影響，不加分析地認(rèn)定玻璃與空氣總是上下接觸的；二是對(duì)光

23、的折射及其規(guī)律未吃透，將題設(shè)文字條件與圖形條件結(jié)合起來的分析能力差。根據(jù)光的折射規(guī)律，光從水或玻璃等透明物質(zhì)射入空氣里時(shí)，折射角大于入射角，題設(shè)文字條件是“從玻璃射入空氣”，因此折射角大于入射角，再結(jié)合題設(shè)所給圖形，可知CD為界面，AB為法線。 【分析解答】如圖? 13－3所示， α′為入射角， β′折射角（CD左面為玻璃，右面為空氣）。 【評(píng)析】解光的折射現(xiàn)象的題目，首先應(yīng)對(duì)光線是從光疏媒質(zhì)進(jìn)入光密媒質(zhì)呢？還是光線是從光密媒質(zhì)進(jìn)入光疏媒質(zhì)作出判斷。為了保證你每次做題時(shí)，能夠不忘判斷，建議同學(xué)們做光的折射題時(shí)，先畫出光路圖，標(biāo)出入射光線和出射光線的方向，在界面處標(biāo)出哪一個(gè)是光密媒質(zhì)，哪

24、一個(gè)是光疏媒質(zhì)。然后再解題。 四、 專題綜合 1. （機(jī)械波+光路圖）麥克斯韋在1865年發(fā)表的（電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論）一文中揭示了電、磁現(xiàn)象與光的內(nèi)在聯(lián)系及統(tǒng)一性，即光是電磁波。 (l）一單色光波在折射率為1.5的介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻電場(chǎng)橫波圖象如圖1所示．求該光波的頻率。 (2）圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線。光線a在玻璃磚中的光路已給出。畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖．并標(biāo)出出射光線與界面法線夾角的度數(shù)。 解析：(l）設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長(zhǎng)為λ．頻率為f，則 f=

25、 ① v= ② ①②③ 聯(lián)立①②式得f＝ ③ 從波形圖上讀出波長(zhǎng)λ=4×10-7m，代人數(shù)據(jù)解得 f=5×1014Hz ④ （2）光路如圖所示 2．（折射率+全反射+雙縫干涉）已知某玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比對(duì)紅光的折射率大，則兩種光（ ） A.在該玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度較大 B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光折射角較大 C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時(shí)，紅光臨界角較大 D.用同一裝置進(jìn)行雙縫

26、干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的相鄰條紋間距較大 解析：由可知，藍(lán)光在玻璃中的折射率大，藍(lán)光的速度較小，A錯(cuò)；以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中，藍(lán)光的折射率大，向法線靠攏偏折得多，折射角應(yīng)較小，B錯(cuò)。從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時(shí)的臨界角由公式可知，紅光的折射率小，臨界角大，C正確；用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，由公式可知藍(lán)光的波長(zhǎng)短，相鄰條紋間距小，D錯(cuò)。 專題十 光及光的本性 考案 一、選擇題 1. 光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是（ ） A. 用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 B. 用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象

27、 C. 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象 D. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是 利用光的干涉現(xiàn)象 2. 在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形，如圖所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的地面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為（ ） A、r B、1.5r C、2r D、2.5r 3. 光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是（ ） A、內(nèi)芯的折射率比外套

28、大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 B、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 C、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射 D、內(nèi)芯的折射率比外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用 4. 光通過各種不同的障礙物后會(huì)產(chǎn)生各種不同的衍射條紋，衍射條紋的圖樣與障礙物的形狀相對(duì)應(yīng)，這一現(xiàn)象說明 （ ） （A）光是電磁波。（B）光具有波動(dòng)性。（C）光可以攜帶信息（D）光具有波粒二象性。 5. 關(guān)于光的性質(zhì)，下列說法正確的是( ) A．光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度 B．雙縫干涉說明光具有波動(dòng)性 C．光在同種

29、介質(zhì)種沿直線傳播 D．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波 6. 光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是( ) A、一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化 B、一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光與折射光線之間的夾角恰好是900時(shí)，反射光是偏振光 C、日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振光片可以使景象更清晰 D、通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到秋色條紋 7. 現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，光和實(shí)物粒子都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是( ) A、一定頻率

30、的光照射到鋅板上，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)鋅板上發(fā)射的光電子就越多 B、肥皂液是無色的，吹出的肥皂泡卻是彩色的 C、質(zhì)量為10-3kg、速度為10-2m/s的小球，其德布羅意波長(zhǎng)約為10-23 m，不過我們能清晰地觀測(cè)到小球運(yùn)動(dòng)的軌跡 D、人們常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu)，因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長(zhǎng)一晶體中原子間距大致相同 8. 夏天，海面上的下層空氣的溫度比上層空氣的溫度低，設(shè)想海面上的空氣是由折射率不同的許多水平氣層組成的，遠(yuǎn)處的景物發(fā)出的光線由于不斷被折射，越來越偏離原來的方向，以至發(fā)生全反射人們逆看光線看去就出現(xiàn)了蜃景，如圖所示。下列說法中正確的是 （ ） A．A是蜃景，

31、B是景物 B．B是蜃景，A是景物 C．海面上上層空氣的折射率比下層空氣折射率要小 D．海面上上層空氣的折射率比下層空氣折射率要大 C B A 300 9. 如圖示，直角三角形ABC為一透明介質(zhì)制成的三棱鏡的截面，且∠A=300，在整個(gè)AC面上有一束垂直于它的平行光線射入，已知透明介質(zhì)的折射率n＞2，以下關(guān)于光線經(jīng)過各個(gè)界面出射情況的說法中錯(cuò)誤的是：：（ ） A．一定有光線垂直于AB面射出 B．光線一定不會(huì)由AB面射出 C．一定有光線垂直于BC面射出 D．一定有光線垂直于AC面射出 O P M 10. 一束只含紅光和紫光的復(fù)色

32、光沿PO方向射入玻璃三棱鏡然后分成兩束光，并沿OM和ON方向射出（如圖所示）已知OM和ON兩束光中只有一束是單色光，則 ( ) A． OM為復(fù)色光，ON為紫光 B．OM為復(fù)色光，ON為紅光 C. OM為紫光，ON為復(fù)色光 D．OM為紅光，ON為復(fù)色光 11. 如圖所示，一個(gè)棱鏡的橫截面ABC為等腰直角三角形一細(xì)束紅光從AC面上的P點(diǎn)沿平行于AB的方向射入棱鏡，從BC面上的Q點(diǎn)平行于AB射出，且PQ//AB（圖中未畫出光在棱鏡里的光路）．如果將一細(xì)束紫光也從P點(diǎn)沿同樣的方向射入棱鏡，則從BC面上射出的光線將（ ） A．仍從Q點(diǎn)射出，射出光線仍平行于AB

33、B．仍從Q點(diǎn)射出，但射出光線不再平行于AB C．從Q點(diǎn)上方的某一點(diǎn)處射出，射出光線仍平行于AB D．從Q點(diǎn)下方的某一點(diǎn)處射出，射出光線仍平行于AB 二、計(jì)算題 12. 一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30o，斜邊AB＝a。棱鏡材料的折射率為n= 在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45o的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡射出的點(diǎn)的位置（不考慮光線沿原來路返回的情況）。 13. 如圖，一透明半圓柱體折射率為，半徑為R、長(zhǎng)為L(zhǎng)。一平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入，從部分柱面有光線射出。求該部分柱面的面積S。 14. 圖丙是北京奧運(yùn)會(huì)期間安

34、置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上照片中，水利方運(yùn)動(dòng)館的景象呈現(xiàn)在半徑的圓型范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長(zhǎng)度，若已知水的折射率為，請(qǐng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 15. 如圖，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0cm長(zhǎng)的線光源?？拷€光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源。開始時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分。將一光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可能看到線光源

35、底端。再將線光源沿同一方向移動(dòng)8.0cm，剛好可以看到其頂端。求此液體的折射率n。 16. 一束截面為圓形（半徑為R）的平行單色光正面射向一玻璃半球的平面，如圖所示，經(jīng)折射后在屏S上形成一圓形光斑。已知入射光的波長(zhǎng)為λ、功率為P，玻璃半球的半徑為R，折射率為n，屏S 到球心O的距離為d（d>3R） （1）從O點(diǎn)射入玻璃磚的光線要多長(zhǎng)時(shí)間能到達(dá)屏S？ （2）光從圓弧面上什么范圍射出？ （3）屏S上光斑的半徑為多大？ 參考答案 一、選擇題 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 D C

36、 A BC B D BD AC A D C 二、計(jì)算題 12.解：設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得 ① 由已知條件及①式得 ② 如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖1所示。設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得 ③ 即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)的位置。 如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖2所示。設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D。 由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角

37、 ④ 設(shè)全發(fā)射的臨界角為，則 ⑤ 由⑤和已知條件得 ⑥ 因此，光在D點(diǎn)全反射。 設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E，由幾何關(guān)系得 ∠DEB= ⑦ ⑧ 聯(lián)立③⑦⑧式得 ⑨ 即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)的位置。 13.解：半圓柱體的橫截面如圖所示，為半徑。設(shè)從A點(diǎn)入射的光線在B點(diǎn)處恰好滿足全 反射條件，由折射定律有 式中，為全反射臨界角。由幾何關(guān)系得 ② ③ 代入題所給條件得

38、 ④ 評(píng)分參考：本題5分。①式2分，②③④式各1分。 14. 解：設(shè)照片圓形區(qū)域的實(shí)際半徑為,運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際長(zhǎng)為，光路如圖： 折射定律 幾何關(guān)系 得 取，解得 （本題為估算題，在取運(yùn)動(dòng)員實(shí)際長(zhǎng)度時(shí)可以有一個(gè)范圍，但要符合實(shí)際，故求得h值可以不同均可） 15.解：當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí)，射到遮光邊緣Ｏ的那條光線的入射角最小。 若線光源底端在Ａ點(diǎn)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端，設(shè)過Ｏ點(diǎn)液面的法線為ＯＯ1，則　　　 ① 其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有

39、　　　　　　　　　　　② 同理，若線光源頂端在Ｂ1點(diǎn)時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端，則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于Ｂ點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得 　　　　　　　　　?、? 聯(lián)立②③式得 　　　　　　?、? 由題給條件可知 　　　， 代入③式得 　　　n=1.3 評(píng)分參考：，①式2分，②式１分，③式2分,⑤式2分（n=1.2－1.3都給這2分） 16． 解（1）； （2）臨界角，光從圓弧AO1B部分出射，； （3）,，解得： 如圖，紫光剛要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線射在屏幕S上的點(diǎn)E到亮區(qū)中心G的距離r就是所求最半徑。 設(shè)紫光臨界角為C，由全反射的知識(shí)： （2分） 由幾何知識(shí)可知: （1分） （1分） （1分） （1分） （1分） 所以有: （1分） 紫色。 課堂練習(xí) 課后作業(yè) 學(xué)生課堂表現(xiàn) 作業(yè)完成情況 學(xué)生主要問題 家長(zhǎng)簽字：