備戰(zhàn)2024年高考物理一輪重難點(diǎn)復(fù)習(xí) 第十四章 光

光1、理解光的折射定律，理解折射率的概念2、知道光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件，并學(xué)會(huì)全反射的條件進(jìn)行計(jì)算3、了解光纖的工作原理4、知道什么是光的干涉、衍射和偏振，了解這些現(xiàn)象產(chǎn)生的條件，會(huì)根據(jù)干涉條紋進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算一、光的折射定律折射率1．折射定律(1)內(nèi)容：如圖所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。(2)表達(dá)式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12。(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。2．折射率(1)折射率是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量。(2)定義式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)。(3)計(jì)算公式：n＝eq\f(c,v)，因?yàn)関＜c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1。(4)當(dāng)光從真空(或空氣)斜射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角；當(dāng)光由介質(zhì)斜射入真空(或空氣)時(shí)，入射角小于折射角。(5)折射率的大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在該介質(zhì)中傳播速度的大小v＝eq\f(c,n).(6)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，還與光的頻率有關(guān)．①同一種介質(zhì)中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越?。谕环N光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同．二、全反射光導(dǎo)纖維1．定義：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光線將全部消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象叫作全反射。2．條件(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。(2)入射角大于或等于臨界角。3．臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角。若光從光密介質(zhì)(折射率為n)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝eq\f(1,n)。介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小。4．全反射的理解(1)如果光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，則無(wú)論入射角多大，都不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。(2)光的全反射遵循光的反射定律，光路是可逆的。(3)當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射。當(dāng)折射角等于90°時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)沒(méi)有折射光了。(4)從能量角度理解全反射現(xiàn)象：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角逐漸增大的過(guò)程中，反射光的能量逐漸增強(qiáng)，折射光的能量逐漸減弱，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光的能量減弱為零，這時(shí)就發(fā)生了全反射。5．全反射的有關(guān)現(xiàn)象海水浪花呈白色、玻璃或水中的氣泡看起來(lái)特別亮、沙漠蜃景、海市蜃樓、鉆石的光彩奪目、水下的燈不能照亮整個(gè)水面等。6．全反射的應(yīng)用(1)全反射棱鏡：用來(lái)改變光的方向。(2)光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)①結(jié)構(gòu)：是一種透明的玻璃纖維絲，直徑在幾微米到一百微米之間，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，即內(nèi)芯是光密介質(zhì)，外套是光疏介質(zhì)。②原理：光在光纖的內(nèi)芯中傳播，每次射到內(nèi)芯和外套的界面上時(shí)，入射角都大于臨界角，從而發(fā)生全反射。三、平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制特點(diǎn)平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)對(duì)光線的作用通過(guò)平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移通過(guò)三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底面偏折圓界面的法線是過(guò)圓心的直線，光線經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折四、光的干涉1．如果兩列光的頻率相同、相位差恒定、振動(dòng)方向相同，就會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象。2．光的雙縫干涉(1)原理如圖2所示。(2)出現(xiàn)亮、暗條紋的條件①光的路程差r2－r1＝±kλ(k＝0,1,2…)，光屏上出現(xiàn)亮條紋。②光的路程差r2－r1＝±(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2…)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。(3)相鄰兩條亮條紋或暗條紋的中心間距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ。(4)干涉條紋的特點(diǎn)①單色光：形成明暗相間的條紋，中央為亮條紋，如圖3所示。②白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋且中央亮條紋是白色，即發(fā)生色散，如圖4所示。3．薄膜干涉(1)原理：如圖5所示，不同位置的薄膜，厚度不同，因此在膜上不同的位置，來(lái)自前后兩個(gè)面的反射光的路程差不同，疊加后出現(xiàn)明暗相間的條紋。(2)應(yīng)用①增透膜和增反膜。②利用薄膜干涉的原理對(duì)鏡面或其他精密的光學(xué)平面的平滑度進(jìn)行檢測(cè)。五、光的衍射1．幾種典型衍射條紋的特點(diǎn)(1)單縫衍射：①單色光的衍射圖樣中間為寬且亮(填特點(diǎn))的單色條紋，兩側(cè)是明暗相間的條紋，條紋寬度比中央窄且暗；單色光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，單縫越窄，中央亮紋越寬。如圖7所示。②白光的衍射圖樣中間為寬且亮的白條紋，兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋。其中最靠近中央的色光是紫光，離中央最遠(yuǎn)的是紅光，如圖8所示，這是光在衍射時(shí)的色散。(2)圓孔衍射：如圖9所示，中央是大且亮的圓形光斑，周圍分布著明暗相間的不等距圓環(huán)，且越靠外，亮圓環(huán)越窄越暗。(3)圓盤衍射(泊松亮斑)：如圖10所示，當(dāng)光照到不透明的半徑很小的小圓盤上時(shí)，對(duì)于一定的波長(zhǎng)，在適當(dāng)?shù)木嚯x上，圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)。2．發(fā)生明顯衍射的條件在障礙物或狹縫的尺寸與光的波長(zhǎng)相當(dāng)，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)十分明顯。在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別。六、光的偏振1．偏振在橫波中，各點(diǎn)的振動(dòng)方向總與波的傳播方向垂直。不同的橫波，即使傳播方向相同，振動(dòng)方向也可能是不同的，這個(gè)現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。橫波的振動(dòng)方向稱為“偏振方向”。2．自然光太陽(yáng)以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫作自然光。如圖11所示。3．偏振光在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)的光，叫作偏振光。光的偏振證明光是橫波。自然光通過(guò)偏振片后，就得到了偏振光。偏振光并不罕見(jiàn)。除了從太陽(yáng)、白熾燈等光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光(如圖12所示)，入射角變化時(shí)偏振的程度也有變化。七、電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(如圖13所示)。2．電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。3．電磁波(1)產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成了電磁波。(2)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質(zhì)。(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c＝3.0×108m/s。(4)v＝λf對(duì)電磁波同樣適用。(5)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象。(6)赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，并證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。4、對(duì)電磁波的理解(1)電磁波是橫波，電磁波的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、傳播方向三者兩兩垂直，如圖所示。(2)電磁波與機(jī)械波的比較名稱項(xiàng)目電磁波機(jī)械波產(chǎn)生由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生波的特點(diǎn)橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s；在介質(zhì)中波速較小在空氣中不大(如聲波波速在空氣中約為340m/s)；在液體和固體中較大是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)傳播能量電磁能機(jī)械能八、電磁波譜1．定義按電磁波的波長(zhǎng)大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫作電磁波譜。將電磁波按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短排列順序是無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線和γ射線。2．電磁波譜的特性、應(yīng)用電磁波譜頻率/Hz真空中波長(zhǎng)/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律無(wú)線電波小于3×1011大于10－3波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無(wú)線電技術(shù)紅外線1011～101510－3～10－7eq\x(\s\up1(02))熱效應(yīng)紅外線遙感可見(jiàn)光101510－7引起視覺(jué)照明、攝影紫外線1015～101710－7～10－9化學(xué)效應(yīng)、eq\x(\s\up1(03))熒光效應(yīng)、能殺菌醫(yī)用消毒、防偽X射線1016～101910－8～10－11穿透能力強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視γ射線大于1019小于10－11穿透能力最強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療一、單選題1．將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過(guò)這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是光的（）現(xiàn)象A．色散 B．折射 C．干涉 D．衍射【答案】D【詳解】將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過(guò)這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象。故選D。2．圖示為通過(guò)3D眼鏡看電腦顯示屏的照片，下列說(shuō)法正確的是（）A．左側(cè)鏡片上涂有增反膜B．右側(cè)鏡片上涂有增透膜C．兩側(cè)鏡片為透振方向不同的偏振片D．電腦顯示屏發(fā)出的光為自然光【答案】C【詳解】D．手機(jī)、電腦、電視等電子顯示設(shè)備發(fā)出的光是偏振光，D錯(cuò)誤；ABC．3D眼鏡的2個(gè)鏡片是兩個(gè)透振方向互相垂直的偏振片，圖中電腦顯示屏發(fā)出的偏振光的透振方向與左側(cè)眼鏡垂直，沒(méi)有光穿過(guò)左側(cè)眼鏡，左側(cè)眼鏡看不見(jiàn)電腦顯示屏，電腦顯示屏發(fā)出的偏振光的透振方向與右側(cè)眼鏡平行，有光穿過(guò)右側(cè)眼鏡，右側(cè)眼鏡看得見(jiàn)電腦顯示屏，AB錯(cuò)誤，C正確。故選C。3．如圖所示為一束紅光經(jīng)過(guò)狹縫裝置得到的圖樣，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖為干涉圖樣B．圖為衍射圖樣C．只減小狹縫寬度，中央亮紋寬度會(huì)變窄D．當(dāng)狹縫寬度調(diào)到很窄時(shí)，中央亮條紋亮度升高【答案】B【詳解】AB．該圖樣中間亮條紋較寬，兩側(cè)亮條紋較窄，是衍射圖樣，A錯(cuò)誤，B正確；C．只減小狹縫寬度，衍射現(xiàn)象更明顯，中央亮紋寬度會(huì)變寬，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)狹縫寬度調(diào)到很窄時(shí)，能穿過(guò)的光線很少，能量很少，故中央亮條紋亮度降低，D錯(cuò)誤。故選B。4．如圖所示，一束白光通過(guò)三棱鏡發(fā)生色散，a、b是其中的兩束單色光，這兩束光相比較（）A．在真空中，a光的速度大B．在真空中，a光的波長(zhǎng)大C．三棱鏡對(duì)b光的折射率小D．光從三棱鏡中射向空氣，b光的臨界角大【答案】B【詳解】A．在真空中光速都相同，都為，故A錯(cuò)誤；BC．由題圖可看出，a光的折射角大于b光的折射角，根據(jù)折射定律有而b光的折射角更大，因此隨著光的波長(zhǎng)增大，同一物質(zhì)對(duì)其的折射率減小，可知故B正確，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知故D錯(cuò)誤。故選B。5．如圖所示，一束紅光以30°入射角射向半圓玻璃磚的平直邊，在玻璃磚與空氣的分界面上發(fā)生了反射和折射。若保持入射光方向不變，以過(guò)圓心O垂直玻璃磚的軸順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)玻璃磚60°的過(guò)程中（

）A．反射角變小 B．反射光的亮度不變C．折射光的亮度不變 D．折射光會(huì)消失【答案】D【詳解】保持入射光方向不變，以過(guò)圓心O垂直玻璃磚的軸順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)玻璃磚60°的過(guò)程中，入射角變大，根據(jù)可知，順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)玻璃磚60°時(shí)，入射角變?yōu)?0°，會(huì)發(fā)生全反射，折射光線消失，并且隨著入射角變大，折射角變大，反射光變強(qiáng)，折射光變?nèi)?。故選D。6．關(guān)于光在豎直肥皂液薄膜上產(chǎn)生的干涉條紋，下列說(shuō)法正確的是（

）A．若明暗相間的條紋相互平行，說(shuō)明薄膜厚度均勻B．薄膜上的干涉條紋基本上是豎直的C．用紫光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比用紅光照射時(shí)大D．干涉條紋是光在薄膜前、后兩個(gè)表面反射后疊加的結(jié)果【答案】D【詳解】A．若明暗相間的條紋間距相等時(shí)，說(shuō)明薄膜厚度均勻，故A錯(cuò)誤；B．薄膜上的干涉條紋基本上是水平的，故B錯(cuò)誤；C．類似于雙縫干涉條紋間距公式紫光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)短，故用紫光照射薄膜產(chǎn)生的干涉條紋間距比用紅光照射時(shí)小，故C錯(cuò)誤；D．干涉條紋是光在薄膜前、后兩個(gè)表面反射后疊加的結(jié)果，故D正確。故選D。7．如圖所示，a、b兩種單色光從三棱鏡的左側(cè)射入，恰好從右側(cè)的同一點(diǎn)O射出，并照射到光屏上的P點(diǎn)。則（

）A．a(chǎn)光在三棱鏡中的折射率比b光的大B．a(chǎn)光在真空中傳播的速度比b光的大C．a(chǎn)光在三棱鏡中傳播的速度比b光的大D．a(chǎn)光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)大【答案】A【詳解】A．根據(jù)圖像可知，a光偏折程度比b光大，所以在三棱鏡中a光的折射率比b光的大，故A正確；B．真空中傳播速度相同，均為光速，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知，a光在三棱鏡中傳播的速度比b光的小，故C錯(cuò)誤；D．在三棱鏡中a光的折射率比b光的大，a光頻率高，根據(jù)可知，a光的波長(zhǎng)比b光的波長(zhǎng)小，故D錯(cuò)誤。故選A。8．某光學(xué)儀器中有一半徑為R的圓形玻璃磚，其截面圖如圖所示。C為圓弧上一點(diǎn)，圓弧AC的長(zhǎng)度是圓弧BC長(zhǎng)度的2倍，一束單色光以平行于AO的方向照射到C點(diǎn)，從BO邊上的D點(diǎn)出射，出射光線與CO平行，光在真空中傳播速度為c。下列說(shuō)法正確的是（）A．出射光線與入射光線的偏向角為30° B．光在玻璃磚中的傳播速度大小為C．玻璃磚對(duì)光的折射率為 D．光從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)所用的時(shí)間為【答案】B【詳解】A．光路如圖所示由題意可知所以，出射光線與入射光線的偏向角為60°，故A錯(cuò)誤；BC．由幾何關(guān)系得由折射定律得所以玻璃磚對(duì)光的折射率光在玻璃磚中的傳播速度大小故B正確，C錯(cuò)誤；D．由幾何關(guān)系得所以光從C點(diǎn)傳播到D點(diǎn)所用的時(shí)間為故D錯(cuò)誤。故選B。9．一半圓柱形玻璃磚的橫截面如圖所示，一束復(fù)色光從點(diǎn)沿半徑射入，在圓心點(diǎn)分成三束光。則（）A．該復(fù)色光一定由三種單色光組成B．該復(fù)色光可能由兩種單色光組成C．與兩束光比較，前者在玻璃磚中的折射率較大D．與兩束光比較，后者在玻璃磚中的速率較大【答案】B【詳解】AB．如果該復(fù)色光由兩種單色光組成，則這兩種單色光都發(fā)生了折射和反射，與兩束光分別為其折射光束，為重合的反射光束；如果該復(fù)色光由三種或三種以上單色光組成，則與兩束光分別為折射率較小的兩種色光的折射光束，為折射率較小的兩種色光的反射光束及其他折射率較大的單色光發(fā)生全反射時(shí)光束的重合；所以選項(xiàng)錯(cuò)誤，B正確；CD．與兩束光比較，前者在玻璃磚中的偏折程度較小，則折射率較小，根據(jù)可知，在玻璃磚中的速率較大，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。故選B。10．某實(shí)驗(yàn)小組利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別觀察a、b兩單色光的干涉條紋，發(fā)現(xiàn)在相同的條件下光屏上a光相鄰兩亮條紋的間距比b光的小。他們又將a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，發(fā)現(xiàn)a光的折射角比b光的大，則（）A．在空氣中傳播時(shí)，a光的波長(zhǎng)比b光的大B．在水中傳播時(shí)，a光的速度比b光的大C．在水中傳播時(shí)，a光的頻率比b光的小D．由水射向空氣時(shí)，a光的全反射臨界角比b光的小【答案】D【詳解】A．根據(jù)相鄰兩條亮條紋的間距計(jì)算公式由此可知故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)折射定律a、b光以相同的入射角由水斜射入空氣，a光的折射角比b光的大，則根據(jù)光在介質(zhì)中的傳播速度與折射率的關(guān)系可得在水中傳播時(shí)，a光的速度比b光的小，故B錯(cuò)誤；C．在水中傳播時(shí)，a光的折射率比b光的大，所以a光的頻率比b光的大，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系可得在水中傳播時(shí)，a光的折射率比b光的大，a光的全反射臨界角比b光的小，故D正確。故選D。11．白光通過(guò)三棱鏡會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象，如圖所示，一細(xì)白光束通過(guò)玻璃三棱鏡折射后，在光屏上得到一條彩色光帶，a、b是這條光帶的最上面和最下面的兩條光線，關(guān)于這條彩色光帶，下列說(shuō)法正確的是（）A．光線a為紫光，光線b為紅光B．光線a在玻璃中的傳播速度最大C．光線a的折射率最大D．光線a、b分別通過(guò)同一雙縫干涉儀，b光線產(chǎn)生的干涉條紋的間距大【答案】B【詳解】C．光偏折程度越大，折射率越大，根據(jù)圖示可知，a光比b光偏折程度小，可知光線a的折射率最小，故C錯(cuò)誤；A．根據(jù)上述，光線a的折射率小于光線b的折射率，由于折射率越大，光的頻率越高，可知光線a的頻率小于光線b的頻率，即光線a為紅光，b為紫光，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)可知，折射率越大，光在介質(zhì)中的光速越小，根據(jù)上述，光線a在玻璃中的折射率最小，則光線a在玻璃中的傳播速度最大，故B正確；D．根據(jù)上述，光線a的折射率小于光線b的折射率，由于折射率越大，波長(zhǎng)越短，則光線b的波長(zhǎng)最短，根據(jù)可知，b光線產(chǎn)生的干涉條紋的間距小，D錯(cuò)誤。故選B。12．以下四幅圖都源自教材插圖，下列說(shuō)法正確的是（）

A．圖甲為一定波長(zhǎng)的光照射到不透明圓盤上，在圓盤后得到的衍射圖樣B．圖乙為雙縫干涉示意圖，雙縫間距越大，則相鄰亮條紋間距越大C．圖丙為光導(dǎo)纖維工作原理示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小D．圖丁為自然光照射兩個(gè)豎直放置的偏振片，若只旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，光屏上的亮度不變【答案】A【詳解】A．圖甲為一定波長(zhǎng)的光照射到不透明圓盤上，在圓盤后得到的衍射圖樣，稱為泊淞亮斑，選項(xiàng)A正確；B．圖乙為雙縫干涉示意圖，根據(jù)可知，雙縫間距越大，則相鄰亮條紋間距越小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．圖丙為光導(dǎo)纖維工作原理示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．圖丁為自然光照射兩個(gè)豎直放置的偏振片，若只旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，偏振方向不平行，此時(shí)光屏上的亮度變暗，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。13．某同學(xué)在學(xué)習(xí)光學(xué)時(shí)，對(duì)神奇的光現(xiàn)象產(chǎn)生了興趣，但對(duì)光現(xiàn)象的理解有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)幫他指出（）A．可以利用X射線衍射探測(cè)晶體的結(jié)構(gòu)B．利用激光平行度好的特性，可以較準(zhǔn)確的測(cè)量地球到月球的距離C．光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加增透膜【答案】D【詳解】A．構(gòu)成晶體的粒子在微觀空間里呈現(xiàn)周期性的有序排列，晶體的這一結(jié)構(gòu)特征可以通過(guò)X射線衍射圖譜反映出來(lái)，所以可以利用X射線衍射探測(cè)晶體的結(jié)構(gòu)，以用來(lái)區(qū)分晶體和非晶體，故A正確，不符合題意；B．激光方向集中，也就是平行度好，所以可比較精確測(cè)量月球到地球的距離，故B正確，不符合題意；C．光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都利用了光的全反射原理，故C正確，不符合題意；D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，玻璃有反光，所以往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以削弱反射光的干擾，使照片清晰，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。二、多選題14．下列關(guān)于光現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)結(jié)果說(shuō)法正確的是（

）A．光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光是一種波B．3D電影是利用了光的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光是一種縱波C．水較容易繞過(guò)較大障礙物發(fā)生衍射，而光波不能，說(shuō)明光波的波長(zhǎng)比水波的波長(zhǎng)長(zhǎng)D．用同一裝置觀測(cè)紅光和綠光雙縫干涉條紋，綠光條紋間距較窄，說(shuō)明綠光波長(zhǎng)較短【答案】AD【詳解】A．光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光是一種波，A正確；B．3D電影是利用了光的偏振現(xiàn)象，說(shuō)明光是一種橫波，B錯(cuò)誤；C．水較容易繞過(guò)較大障礙物發(fā)生衍射，而光波不能，說(shuō)明光波的波長(zhǎng)比水波的波長(zhǎng)短，C錯(cuò)誤；D．用同一裝置觀測(cè)紅光和綠光雙縫干涉條紋，根據(jù)，綠光條紋間距較窄，說(shuō)明綠光波長(zhǎng)較短，D正確。故選AD。15．下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的描述正確的是（）A．如圖甲，光導(dǎo)纖維能夠使光在有機(jī)玻璃內(nèi)傳播，內(nèi)芯的折射率比外套大B．圖乙是圓孔衍射所形成的圖樣C．圖丙是劈尖干涉，右側(cè)墊塊是兩張紙片，當(dāng)抽去一張紙片后條紋間距變大D．如圖丁，相機(jī)使用偏振濾光片能減弱玻璃表面反射光的影響，說(shuō)明光是橫波【答案】ACD【詳解】A．圖甲，根據(jù)光的全反射，光導(dǎo)纖維能夠使光在有機(jī)玻璃內(nèi)傳播，內(nèi)芯的折射率比外套大，故A正確；B．圖乙相鄰兩明（暗）條紋間距相等，是光的干涉所形成的圖樣，故B錯(cuò)誤；C．抽去一張紙片后，空氣薄膜的厚度變化范圍減小，以致干涉時(shí)的光程差的變化范圍減小，故條紋數(shù)減少，條紋變疏，故C正確；D．相機(jī)使用偏振濾光片能減弱玻璃表面反射光的影響，說(shuō)明光是橫波，故D正確。故選ACD。16．關(guān)于光的干涉、衍射及偏振，下列說(shuō)法中正確的是（）A．分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，藍(lán)光的條紋間距寬B．光傳播不需要介質(zhì)，其偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波C．光的雙縫干涉條紋的中間是寬度最大且最亮的明紋D．抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，主要應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象E．水面上油膜、肥皂泡的彩色條紋是由于光的干涉而形成的現(xiàn)象【答案】BDE【詳解】A．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋間距與波長(zhǎng)成正比，由于紅色光的波長(zhǎng)比藍(lán)色光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以紅光產(chǎn)生的干涉條紋間距大于藍(lán)光產(chǎn)生的干涉條紋間距，故A錯(cuò)誤；B．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波，故B正確；C．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋間距是等寬的，故C錯(cuò)誤；D．激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)會(huì)產(chǎn)生衍射條紋，越過(guò)不同粗細(xì)的細(xì)絲產(chǎn)生的衍射條紋的寬度不同，所以觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，故D正確；E．水面上油膜、肥皂泡的彩色條紋是由于光的薄膜干涉而形成的現(xiàn)象，故E正確。故選BDE。17．以下說(shuō)法中不正確的是（）A．圖甲可知，系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f0B．圖乙是雙縫干涉示意圖，若只將光源由紅色光改為綠色光，兩相鄰亮條紋間距離增大C．圖丙是用干涉法檢測(cè)工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，若只增大薄片的厚度，條紋間距將變大D．圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏。當(dāng)M固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)。從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，光屏P上的光亮度最暗【答案】BC【詳解】A．從圖甲可以看出共振曲線在f0處振幅最大，則系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率為f0，故A正確；B．乙圖中，根據(jù)若只將光源由紅色光改為綠色光，波長(zhǎng)減小，兩相鄰亮條紋間距離將減小，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)增大薄片的厚度，即增大空氣薄層的厚度，導(dǎo)致同級(jí)的光程差的間距變小，則干涉條紋間距會(huì)變小，故C錯(cuò)誤;D．當(dāng)M固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)。從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，則M、N的振動(dòng)方向垂直，此時(shí)光屏P上的光亮度最暗。故D正確。本題選錯(cuò)的，故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題18．“用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示（1）某次測(cè)量中，分劃板中心刻線對(duì)齊某一條亮紋的中心時(shí)，游標(biāo)卡尺的游標(biāo)尺位置如圖乙所示，該讀數(shù)為mm；（2）下列說(shuō)法中正確的是（填選項(xiàng)前的字母）；A．去掉濾光片后，光屏上的干涉條紋消失B．去掉單縫后，光屏上仍然呈現(xiàn)清晰的干涉條紋C．實(shí)驗(yàn)中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上得到清晰的干涉條紋（3）若雙縫間距為d，測(cè)出雙縫與光屏間的距離L及n條亮紋中心間的距離x，則計(jì)算該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式為λ＝（用題中所給字母表示）?！敬鸢浮?3.50C【詳解】（1）[1]讀數(shù)為13mm+10×0.05mm=13.50mm（2）[2]A．若測(cè)量去掉濾光片，能觀察到干涉圖樣，只不過(guò)是各色光重疊產(chǎn)生的彩色條紋，故A錯(cuò)誤；B．雙縫干涉的條件是頻率相同、相差恒定，當(dāng)僅撤去單縫屏，不能獲取相干光源，所以光屏上雙縫干涉的條紋不存在了，故B錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)中要注意使單縫與雙縫相互平行，以便在光屏上得到清晰的干涉條紋,故C正確。故選C。（3）[3]n條亮紋中心間的距離x，則條紋間距該單色光波長(zhǎng)的表達(dá)式為四、解答題19．如圖所示，一種光學(xué)傳感器是通過(guò)接收器Q接收到光的強(qiáng)度變化而觸發(fā)工作的。當(dāng)光從玻璃內(nèi)側(cè)P點(diǎn)以入射角a=37°射向外側(cè)M點(diǎn)時(shí)，其折射光線與反射光線恰好垂直；而當(dāng)光從P點(diǎn)射向外側(cè)的N點(diǎn)時(shí)，在N點(diǎn)恰好發(fā)生全反射后被Q接收。已知光在真空中的傳播速度為c，PQ的距離為L(zhǎng)，sin37°=0.6。求：（1）玻璃的折射率；（2）光由P點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)發(fā)生全反射到達(dá)接收器Q的時(shí)間。【答案】（1）；（2）【詳解】（1）光線在M點(diǎn)發(fā)生折射，光路如下圖所示由幾何關(guān)系得β=53°由折射定律得代入數(shù)值可得（2）在N點(diǎn)全反射，則有PNQ的光程為光在介質(zhì)中的傳播速度為速度得解得20．如圖所示為半圓柱體玻璃磚的截面示意圖。MN為