高三備課6-光的傳播例題

.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)的第三個像與物體的距離是（B）A．24mB．32mC．40mD．48m解析：本題考查平面鏡成像.從右向左在左鏡中的第一個像是物體的像距離物體8cm,第二個像是物體在右鏡所成像的像,第3個像是第一個像在右鏡中的像在左鏡中的像距離物體為32cm.2.一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。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邊長度相等的平行光從AB邊垂直射入玻璃磚，則（BD）A.從BC邊折射出束寬度與BC邊長度相等的平行光B.屏上有一亮區(qū)，其寬度小于AB邊的長度C.屏上有一亮區(qū)，其寬度等于AC邊的長度D.當屏向遠離玻璃磚的方向平行移動時，屏上亮區(qū)先逐漸變小然后逐漸變大解析：本題考查光的折射和全反射.寬為AB的平行光進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)生全反射仍然以寬度大小為AB長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的長度,B對.D正確。3.（1）在陽光照射下，充滿霧氣的瀑布上方常常會出現(xiàn)美麗的彩虹。彩虹是太陽光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射，再折射后形成的。光的折射發(fā)生在兩種不同介質(zhì)的上，不同的單色光在同種均勻介質(zhì)中不同。答案：（1）界面，傳播速度4.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。現(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)傳播的時間為t，若真空中的光速為c，則（AB）A.n可能為B.n可能為2C.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＝可知n≥；光在透明柱體中運動路程為L＝4r，運動時間為t＝L/V＝4nr/c，則t≥4r/c，CD均錯。5.如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面的單色光從空氣射向點，并偏折到F點，已知入射方向與邊的夾角為，、分別為邊、的中點，則（AC）A．該棱鏡的折射率為B．光在點發(fā)生全反射C．光從空氣進入棱鏡，波長變小D．從點出射的光束與入射到點的光束平行解析：在E點作出法結(jié)線可知入射角為60o

，折射角為30o，折射率為；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會發(fā)生全反射，B錯；由公式，可知C對；三棱鏡兩次折射使得光線都向底邊偏折，不會與入射到點的光束平行，故D錯。6.如圖，一透明半圓柱體折射率為，半徑為R、長為L。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。球該部分柱面的面積S。解析：半圓柱體的橫截面如圖所示，為半徑。設(shè)從A點入射的光線在B點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④7.一束由紅、藍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.已知該玻璃對紅光的折射率為1.5.設(shè)紅光與藍光穿過玻璃磚所用的時間分別為t1和t2，則在θ從0°逐漸增大至90°的過程中（B）A.t1始終大于t2B.t1始終小于t2C.t1先大于后小于t2D.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=EQ\F(sinθ,sinα)，且n=EQ\F(c,v)，在玻璃磚中的時間為t=EQ\F(h,vcosα)，聯(lián)立解得t2∝EQ\F(n4,n2-sin2θ)，紅光頻率較小，θ為零時，t1＜t2，θ為90°時，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。8.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與入射光線平行。此玻璃的折射率為(C)O60°ABCO60°ABCD解析：如圖，為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖.A、C為折射點，B為反射點，作OD平行于入射光線，故，所以，玻璃的折射率.9如圖是一個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(B)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：本題考查光的折射有關(guān)的知識，本題為中等難度題目。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。所以光線只能從圓弧NG1射出。10.已知某玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大，則兩種光（C）A.在該玻璃中傳播時，藍光的速度較大B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍光折射角較大C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生反射時，紅光臨界角較大D.用同一裝置進行雙縫干涉實驗，藍光的相鄰條紋間距較大解析：由可知，藍光在玻璃中的折射率大，藍光的速度較小，A錯；以相同的入射角從空氣中斜射入玻璃中，藍光的折射率大，向法線靠攏偏折得多，折射角應較小，B錯。從玻璃射入空氣發(fā)生全反射時的臨界角由公式可知，紅光的折射率小，臨界角大，C正確；用同一裝置進行雙縫干涉實驗，由公式可知藍光的波長短，相鄰條紋間距小，D錯。11.光在科學技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（D）A.用透明的標準平面樣板檢查光學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C.在光導纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象D.光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象解析：用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，A錯；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的折射形成的色散現(xiàn)象，B錯；在光導纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象，C錯；光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，D對。12.下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是（A）A.在光的雙縫干涉實驗中，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.紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度解析：根據(jù)干涉條紋的間距的公式△x=EQ\F(l,d)λ可知，由于紫光的波長比紅光的波長短，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)生光電效應紅光不一定發(fā)生光電效應，C錯誤，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振鏡是為了防止玻璃的反光，所以D錯誤。13.在楊氏雙縫干涉實驗中，如果(BD)（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驗，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯；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；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯；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。14．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，通過狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會看到彩色條紋，這兩種現(xiàn)象（

）（A）都是光的衍射現(xiàn)象；（B）都是光的干涉現(xiàn)象；（C）前者是光的干涉現(xiàn)象，后者是光的衍射現(xiàn)象；（D）前者是光的衍射現(xiàn)象，后者是光的干涉現(xiàn)象。4．【解析】兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋是薄膜干涉，狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會看到彩色條紋是單縫衍射【答案】C15．如圖15所示，一束截面為圓形半徑為R的平行單色光，垂直射向一玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區(qū)，已知玻璃半球的半徑為R，屏幕S到球心的距離為d（d>3R），不考慮光的干涉和衍射，玻璃對該光的折射率為n，求屏幕上被照亮區(qū)域的半徑?！窘馕觥抗馇∫l(fā)生全反射時的臨界線射到屏幕S上的E點到亮區(qū)中心O′的距離r，就是所求最大半徑，設(shè)臨界角為C，如圖所示…………①又…………②…………③解得…………④【答案】16.如圖14所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個直角三棱鏡組成。一束頻率5.3×1014Hz的單色細光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角。已知光在真空中的速度c=3×108m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：（1）這束入射光線的入射角多大？（2）光在棱鏡中的波長是多大？（3）該束光線第一次從CD面出射時的折射角。（結(jié)果可用三角函數(shù)表示）圖1410．【解析】（1）設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為i、rr=30°根據(jù)得（2）根據(jù)根據(jù)（2分）（3）光路如圖31所示ab光線在AB面的入射角為45°設(shè)玻璃的臨界解為C，則sin45°>0.67，因此光線ab在AB面會發(fā)生全反射光線在CD面的入射角r′=r=30°圖31根據(jù)，光線CD面的出射光線與法線的夾角由折射定律有： ①又由幾何關(guān)系有： ②解①②得光線PC離直線AB的距離CD=Rsinα＝10cm（1分）則距離直線AB為10cm的入射光線經(jīng)折射后能到達B點．【答案】（1）（2）（3）17．（1）下列說法中正確的是（）A．在地面附近有一高速飛過的火箭，地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變慢了；火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均無變化B．托馬斯?楊通過光的單縫衍射實驗，證明了光是一種波C．在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象D．在光的雙縫