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1、高中物理辅导网 http:/ http:/ 光及光的本性光及光的本性 学案学案一、一、典例精析典例精析题型 1.（平行板玻璃砖）一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为 1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为 t1和 t2，则在从 0逐渐增大至 90的过程中（ ）A.t1始终大于 t2 B.t1始终小于 t2C.t1先大于后小于 t2 D.t1先小于后大于 t2解析：设折射角为 ，玻璃砖的厚度为 h，由折射定律 n= ，且 n= ，在玻璃砖中的时sinsincv间为 t= ，联立解得 t2，红光频率较小， 为零时
2、，t1t2， 为 90时，hvcosn4n2 - sin2趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入 为其它特殊值，仍然有 t1t2，故 B对。题型 2.（光现象的解释）下列说法正确的是（ ）A.用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象B.用 X 光机透视人体是利用光电效应C.光导纤维舆信号是利用光的干涉现象D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象解析：用 X 光机透视人体是利用 X 光的穿透性；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，A 正确 题型 3.（杨氏双缝干涉实验）在杨氏双缝干涉实验中，如果（ ）（A）用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹（B）
3、用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹（C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹（D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹解析：白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A 错；用红光作光源，屏上将呈现红色两条纹与暗条纹（即黑条纹）相间，B 对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C 错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D 对。高中物理辅导网 http:/ http:/ 4.（肥皂沫干涉）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图（a）是点燃酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属
4、丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是（ ）（A）当金属丝圈旋转 30时干涉条纹同方向旋转 30（B）当金属丝圈旋转 45时干涉条纹同方向旋转 90（C）当金属丝圈旋转 60时干涉条纹同方向旋转 30（D）干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D 对。题型 5. （光的折射）图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中1 4E、F、 G、H 将半径 OM 分成 5 等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径 ON,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱
5、镜的折射率 n=,若平行光束垂直入射并覆盖 OM,则光线（ ）5 3A. 不能从圆孤射出 1NFB. 只能从圆孤射出 1NGC. 能从圆孤射出 11G HD. 能从圆孤射出 1H M解析：由该棱镜的折射率为可知其临界角 C 满足：,可求出 GG1右边的35n53 n1sinC入射光线没有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧 NG1射出。题型 6.（折射定律）一半径为 R 的 1/4 球体放置在水高中物理辅导网 http:/ http:/ O 的竖直平面内的光线，3平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示已知入射光线与桌面的距离为。求出射角。2/3R
6、解析：设入射光线与 1/4 球体的交点为 C，连接 OC，OC 即为入射点的法线。因此，图中的角 为入射角。过 C 点作球体水平表面的垂线，垂足为B。依题意，COB=。又由OBC 知 sin= 3 2设光线在 C 点的折射角为，由折射定律得 sin3sin 由式得 30由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角 (见图)为 30。由折射定律得因此 解得sin1 sin3 3sin260题型 7.（光的反射） 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜 4m，右镜 8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是（ ）A24m B32m C40m
7、 D48m解析：从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体 8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第 3 个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为 32cm.题型 8.（光的折射和全反射.）一玻璃砖横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边ABC=45；ADC 为一圆弧，其圆心在 BC 边的中点。此玻璃的折射率为 1.5。P 为一贴近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光从 AB 边垂直射入玻璃砖，则( )高中物理辅导网 http:/ http:/ 从 BC 边折射出束宽度与 BC 边长度相等的平行光B. 屏上有一
8、亮区，其宽度小于 AB 边的长度C. 屏上有一亮区，其宽度等于 AC 边的长度D. 当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大解析：宽为 AB 的平行光进入到玻璃中直接射到 BC 面,入射角为 45o临界角5 . 1 1arcsin,所以在 BC 面上发生全反射仍然以宽度大小为 AB 长度的竖直向下的平行光射到 AC 圆弧面上.根据几何关系可得到在屏上的亮区宽度小于 AB 的长度,B 对.D 正确。题型 9. （光的全反射）如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为 r，外圆半径为 R，R2r。现有一束单色光垂直于水平端面 A 射入透明柱体，只经过两次
9、全反射就垂直于水平端面 B 射出。设透明柱体的折射率为 n，光在透明柱体内传播的时间为 t，若真空中的光速为 c，则A. n 可能为3B. n 可能为 2C. t 可能为2 2r cD. t 可能为4.8r c解析：只经过两次全反射可知第一次入射角为 45，反射光路图如右图所示。根据全反射可知临界角 C45，再根据 n1 sinC可知 n2；光在透明柱体中运动路程为 L4r，运动时间为 tL/V4nr/c，则 t42r/c，CD 均错。题型 10.（光的偏振）如图，P 是一偏振片，P 的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射 P 时能在 P 的另一侧观察到透射光
10、？（ ）A、太阳光 B、沿竖直方向振动的光C、沿水平方向振动的光 D、沿与竖直方向成 450角振动的光光束P高中物理辅导网 http:/ http:/ 中有部分光线通过此题正确选项为 ABD。题型 11.（激光问题）下列说法正确的是 （ ）A激光可用于测距 B激光能量十分集中，只适用于加工金属材料C外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染 D激光可用于全息照相，有独特的特点 解：A 选项利用激光平行度非常好，C 选项利用激光亮度高，平行度非常好，D 选项利用激光高度的相干性。此题选 ACD。二、二、专题突破专题突破针对典型精析的例题题型，训练以下习题。1. 一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个
11、表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是（ ）A.红光以的入射角入射B.红光以的入射角入射3045C.紫光以的入射角入射D.紫光以的入射角入射3045点拨：本题属于平行板玻璃纸问题.因为同种介质对紫光的折射率较大，故入射角相同时，紫光侧移距离较大，A、B 项错；设入射角为 i,折射角为 r,则侧移距离,可iniidx 22sin)cos1 (sin见对于同一种色光,入射角越大,侧移距离越大,D 项正确。2.下列有关光现象的说法正确的是（ ）A.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大B.
12、以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射C.紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度高中物理辅导网 http:/ http:/ 可知，由于紫光的波长比ld红光的波长短，所以改为红光后条纹间距一定增大，A 正确；紫光的临界角比红光的临界角小，所以紫光发生全反射后红光不一定发生全反射，B 错误；由于紫光的频率大于红光的频率，所以紫光的能量比红光的能量大，紫光发生光电效应红光不一定发生光电效应，C 错误，拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振镜是为了防止玻璃的反光
13、，所以 D错误。3. 光纤通信中,光导纤维递光信号的物理原理是利用光的 现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向 ，且入射角等于或大于 .点拨：本题考查光导纤维。依次填充为全反射 光疏介质 临界角4. 如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为 60。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为（ ）A B1.5 C D223点拨：本题考查光的折射。作出光路图A、C 为折射点，B 为反射点，作 OD 平行于入射光线，故，所以，玻璃的折射60CODAOD30OAB率330sin60sinn5.如图为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹的间距变
14、大可改用长更_（填长、短）的单色光，或是使双缝与光屏间的距离_（填增大、减小）。点拨：本题考查双缝干涉问题。依据双缝干涉条纹间距规律Lxd g，可知要使干涉条纹的间距变大，需要改用波长更长的单色光，应将增大双缝与屏之间的距离 L。高中物理辅导网 http:/ http:/ 2 为过轴线的截面图，调整入射角 ，光线恰好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射角为34， 的值。点拨：此题考查光的全反射。当光线在水面发生全反射时有1sinCn，当光线从左侧射入时，由折射定律有sinsin()2n C ，联立这两式代入数据可得7sin3。三、三、学法导航学法导航复习指导：回归课本夯实基础，仔细看书把书本中
