2019版物理人教版选修3-4训练：第十三章 7. 光的颜色　色散 .docx

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1、7.光的颜色色散基础巩固1一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。则下列光路图可能正确的是()解析：由于a光的频率小于b光的频率,a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率,由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同,且出射光均应平行于入射光,可判定B项正确。答案：B2公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是()A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面

2、面积较大解析：光从水里射入空气发生折射,入射角相同时,折射率越大,折射角越大,从水面上看光源越浅,红灯发出的红光的折射率最小,看起来最深;设光源的深度为d,光的临界角为C,则光能够照亮的水面面积大小为S=(dtan C)2,可见,临界角越大,照亮的面积越大,各种色光中,红光的折射率最小,临界角最大,所以红灯照亮的水面面积较大,选项D正确。答案：D3如图所示,一显示薄膜干涉及现象的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝圈,S是一点燃的酒精灯,往火焰上撒些食盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的()解析：肥皂膜在重力作用下,形成一个上薄下厚的薄膜,入射光在薄膜的前后两个表面反射后,互相干涉,形成水平方

3、向的干涉条纹,选项D正确。答案：D4把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成空气劈尖,让单色光从上方射入,如图所示,这时可以看到明暗相间的条纹。下面关于条纹的说法正确的是()A.干涉条纹的产生是由于光在空气薄膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果,条纹间距都相等B.干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.将薄片增厚,条纹变疏D.观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的另一侧解析：干涉条纹的产生是光在空气薄膜的上、下两表面反射形成的两列光波叠加的结果,由于空气膜厚度是均匀变化的,故条纹间距都相等,选项A对;干涉条纹中的暗纹是两列反射光的波峰与波谷叠加的结果,

4、选项B错;将薄片增厚,条纹变密,选项C错;观察薄膜干涉条纹时,眼睛应在入射光的同一侧,选项D错。答案：A5下列光学现象的说法正确的是()A.用光导纤维束传送图像信息,这是光的衍射的应用B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使景象更清晰D.透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹,这是光的色散现象解析：用光导纤维束传送图像信息,这是光的全反射的应用,选项A错误;太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的色散现象,是光的折射的结果,选项B错误;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可减弱反射光,从而使景象更清晰

5、,选项C正确;透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹,这是光的衍射现象,选项D错误。答案：C6如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是()A.若增大入射角i,则b光先消失B.在该三棱镜中a光波长小于b光C.a光能发生偏振现象,b光不能发生D.a光频率小于b光频率答案：D7登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力,有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为f=8.11014 Hz,那么他设计的这

6、种“增反膜”的厚度至少是。解析：为了减少进入眼睛的紫外线,应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射出来形成的光叠加后加强,则光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长的整数倍,即2d=N(N=1,2,),因此,薄膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12。 紫外线在真空中的波长是=cf=3.710-7 m,在膜中的波长是=n=2.4710-7m,故膜的厚度至少是1.2310-7 m。答案：1.2310-7 m能力提升1表面附着油膜的透明玻璃片,当有阳光照射时,可在表面和玻璃片的边缘分别看到彩色图样,则()A.两者都是色散现象B.两者都是干涉现象C.前者是干涉现象,后者是折射现象D.前者不

7、是色散现象,后者是色散现象解析：阳光照射到油膜上,油膜前后表面的反射光干涉形成彩色图样,是干涉现象。阳光照在边缘棱角处,由于折射产生彩色图样,是折射现象,两者都属于色散现象,故选项A、C正确。答案：AC2如图所示,一束白光从顶角为的三棱镜的一个侧面AB以较大的入射角i入射,经过三棱镜后,在P上可得到彩色光带。当入射角逐渐减小到零的过程中,若屏上的彩色光带先后全部消失,则()A.红光最先消失,紫光最后消失B.紫光最先消失,红光最后消失C.紫光最先消失,黄光最后消失D.红光最先消失,黄光最后消失解析：依题意作出白光通过三棱镜的光路图,如图所示。可以看出紫光的偏折程度最大,由全反射临界角公式sin

8、C=1n知,紫光的临界角最小,所以紫光一定首先在AC界面上发生全反射而从光屏上消失。由以上分析,可知屏上彩色光带紫光最先消失,后面依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红光。故正确选项为B。答案：B3劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一同样的平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉

9、条纹()A.变疏B.变密C.不变D.消失解析：干涉条纹是由空气薄膜的上下两个表面反射的光线叠加而成的,当抽去一张纸片后,劈形空气薄膜倾角减小,相邻明条纹(或暗条纹)必须变疏时才能符合所在位置下面对应的薄膜厚度跟原先一样。故正确选项为A。答案：A4(2018全国卷)如图所示,ABC为一玻璃三棱镜的横截面,A=30。一束红光垂直AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60,则玻璃对红光的折射率为,若改用蓝光沿同一路径入射,则光线在D点射出时的折射角(填“小于”“等于”或“大于”)60。解析：玻璃对红光的折射率为n=sin60sin30=3;蓝光相对红光折射率更大,故在D点出射时偏折更明显,所以

10、折射角大于60。答案：3大于5霓、虹是由空中的小水滴对日光的折射、色散、全反射的综合效应所形成的。通常可看到两道弓形彩带,里面一道叫虹,比较明亮;外面一道叫霓,较为暗淡,如图甲所示。(1)虹是阳光在水滴内经二次折射、一次全反射形成的,如图乙所示,从内到外色序的排列是。(2)霓是阳光在水滴内经二次折射、二次全反射形成的,如图丙所示,从内到外色序的排列是。解析：根据光的折射现象和色散知,太阳光经过水滴的光路图如图所示。所以(1)中色序的排列是紫到红。同理可分析(2)中色序的排列是红到紫。答案：(1)紫到红(2)红到紫6为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂上一层增透膜,一般用折射率

11、为1.38的氟化镁。为了使波长为5.5210-7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的厚度。解析：由于人眼对绿光最敏感,所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消,但薄膜的厚度不宜过大,只需使其厚度为绿光在膜中波长的14,使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消。而光从真空进入某种介质后,其波长会发生变化。若绿光在真空中波长为0,在增透膜中的波长为,由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n=cv=0ff,即=0n,那么增透膜厚度d=14=04n=5.5210-741.38 m=110-7 m。答案：110-7 m7单色细光束

12、射到折射率n=2 的透明球表面,光束在过球心的平面内,入射角1=45,经折射进入球内后又经内表面反射一次,再经球表面折射后射出的光线,如图所示。(图上已画出入射光线和出射光线)(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向。(2)求入射光线与出射光线之间的夹角。(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色光的角最大?哪种颜色光的角最小?解析：(1)如图所示。 (2)由折射定律sin1sin2=n,得sin 2=sin1n=222=12,2=30。由几何关系及对称性,有2=2-(1-2)=22-1,=42-21把2=30,1=45代入得=30。(3)透明球对红光的折射率最小,折射角2最大,圆周角最大,故最大,同理紫光的角最小。答案：见解析