江蘇省泰州市高中物理 13-7 光的顏色 色散同步練習(xí) 新人教版選修3-4

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1、 江蘇省泰州中學(xué)高二物理選修3-4同步練習(xí)：13-7_光的顏色_色散 1．下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉來(lái)解釋的是(　　) A．雨后的彩虹 B．水面上的油膜在陽(yáng)光照射下呈彩色 C．透過(guò)昆蟲的翅膀看陽(yáng)光呈彩色 D．荷葉上的水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮 答案：B 解析：雨后的彩虹是色散現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；透過(guò)昆蟲的翅膀看陽(yáng)光呈彩色是衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；水珠在陽(yáng)光下晶瑩透亮是全反射的結(jié)果，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；油膜在陽(yáng)光照射下呈彩色是薄膜干涉的結(jié)果，故選項(xiàng)B正確。 2．(2012·臨朐高三質(zhì)檢)實(shí)驗(yàn)表明，可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨著波長(zhǎng)λ的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：n＝A＋＋，其中A、B、

2、C是正的常量。太陽(yáng)光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示。則(　　) A．屏上c處是紫光　　　　 B．屏上d處是紅光 C．屏上b處是紫光 D．屏上a處是紅光 答案：D 解析：太陽(yáng)光中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短，則紫光折射率最大，紅光折射率最小，所以紫光偏折程度最大，對(duì)應(yīng)屏上d處，紅光偏折程度最小，對(duì)應(yīng)屏上a處。 3．以下關(guān)于偏振片和增透膜的說(shuō)法正確的是(　　) A．拍攝水下景物時(shí)，為減小光在水面處的反射，使景物更加清晰，可在照相機(jī)鏡頭前加一增透膜 B．為減小光在照相機(jī)鏡面處的反射，使景物更加清晰，可在照相機(jī)鏡頭前加一偏振片 C．照相機(jī)的增透膜厚度通常為λ/2 D．3D立

3、體電影充分利用了光的偏振原理 答案：D 解析：水面的反射光是偏振光，減弱偏振光的影響，應(yīng)該加偏振片，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；照相機(jī)鏡頭前應(yīng)加增透膜，以減小反射光，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；增透膜的厚度通常為綠光在增透膜這種介質(zhì)中的波長(zhǎng)的，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；3D立體電影充分利用了光的偏振原理，故選項(xiàng)D正確。 4．(2012·棗莊模擬)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)燃的酒精燈(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

4、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(lái)狀態(tài)不變 答案：D 解析：金屬絲圈在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，不影響薄膜上薄下厚的分布，因而干涉條紋保持原來(lái)狀態(tài)不變，D對(duì)。 5．如圖所示，在水中有一厚度不計(jì)的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出時(shí)發(fā)生了色散，射出的可見(jiàn)光分布在a點(diǎn)和b點(diǎn)之間，則(　　) A．從a點(diǎn)射出的是紅光，從b點(diǎn)射出的是紫光 B．從a點(diǎn)射出的是紫光，從b點(diǎn)射出的是紅光 C．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紅光，從ab中點(diǎn)射出的是紫光 D．從a點(diǎn)和b點(diǎn)射出的都是紫光，從ab中點(diǎn)射出的

5、是紅光 答案：B 解析：本題中是空氣三棱鏡放在水中，光線由水中射入棱鏡，經(jīng)兩次折射射到水中，空氣相對(duì)于水是折射率小的介質(zhì)，據(jù)折射定律分析，出射光線將向棱鏡頂角偏折，這樣，B選項(xiàng)正確。 6. 兩個(gè)完全相同的等腰三棱鏡如圖放置，相鄰兩側(cè)面相互平行，一束白光從棱鏡A的左面入射，從B的右面出射，則出射光線是(　　) A．一束白光　　　　　　 B．白光帶 C．散射彩色帶 D．平行彩色帶 答案：D 7．雨后公路的積水上漂著薄薄的油層，看上去有許多彩色花紋，其中有一條綠色花紋與一條藍(lán)色花紋相鄰。在這兩條花紋處，哪里的油層更薄些？為什么？ 解析：根據(jù)光干涉出現(xiàn)亮紋的條件知，路程差kλ

6、＝L2－L1＝2nd(d為膜厚度)，相鄰兩條綠紋與藍(lán)紋的k值相同，而λ綠>λ藍(lán)，所以在這兩條花紋處藍(lán)紋所對(duì)應(yīng)的油層更薄些。 能力提升 1．(2011·安慶高二檢測(cè))下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．增透膜的厚度應(yīng)為入射光在薄膜中波長(zhǎng)的四分之一 B．光的色散現(xiàn)象表明了同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，各色光在同一介質(zhì)中的光速也不同 C．用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)相鄰條紋之間的距離不相等 D．光的衍射為光的波動(dòng)提供了有力的證據(jù) 答案：C 解析：增透膜厚度不宜太厚，所以增透膜的厚度應(yīng)為，使從增透膜前后兩表面反射的光路程差等于，故選項(xiàng)A正確；光的色散說(shuō)明同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，折射后偏

7、折角不同，才分散開形成彩色光帶，故選項(xiàng)B正確；單色光雙縫干涉條紋的距離相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；干涉、衍射是波具有的特性，故選項(xiàng)D正確。所以說(shuō)法不正確的是C選項(xiàng)。 2．劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖(a)所示。將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜。當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖(b)所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)：(1)任意一條明條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰明條紋或暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定?，F(xiàn)若在圖(a)裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　)

8、 A．變疏　　　B．變密　　　C．不變　　　D．消失 答案：A 解析：干涉條紋是由空氣薄膜的上下兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的，當(dāng)抽去一張紙片后，劈形空氣薄膜傾角減小，相鄰明條紋(或暗條紋)必須變疏才能符合所在位置下面對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差跟原先一樣，故A正確。 3．(物理與日常生活)市場(chǎng)上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線，以λ表示此紅外線的波長(zhǎng)，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為(　　)

9、A.λ　　　B.λ　　　C.λ　　　D．λ 答案：B 解析：為減小反射的熱效應(yīng)顯著的紅外線，則要求紅外線在薄膜的前后表面反射后疊加作用減弱，即路程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故薄膜的最小厚度為紅外線在該薄膜中波長(zhǎng)的。 點(diǎn)評(píng)：光的干涉應(yīng)用范圍很廣，如薄膜干涉就是其中一種，它可應(yīng)用到日常生活檢測(cè)零件平整度等，但百變不離其宗，干涉的條件(明、暗條紋的分布規(guī)律)不變。 4．(思維拓展題)如圖所示，水盆中盛有一定濃度的水，盆底處水平放置一個(gè)平面鏡。平行的紅光束和藍(lán)光束斜射入水中，經(jīng)平面鏡反射后，從水面射出并分別投射到屏MN上兩點(diǎn)，則有(　　) A．從水面射出的兩束光彼此平行，紅光投射點(diǎn)靠近M端

10、B．從水面射出的兩束光彼此平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端 C．從水面射出的兩束光彼此不平行，紅光投射點(diǎn)靠近M端 D．從水面射出的兩束光彼此不平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端 答案：B 解析：由于藍(lán)光和紅光從空氣射入水中時(shí)，藍(lán)光折射角較小，經(jīng)平面鏡反射后，藍(lán)光從水中折射到空氣的折射角與藍(lán)光開始射入時(shí)的入射角相同，紅光同理，故從水面射出的兩束光彼此平行，藍(lán)光投射點(diǎn)靠近M端，故B正確。 5. 如圖所示，一個(gè)小的光源S發(fā)出白光，經(jīng)三棱鏡分光。若人沿著折射光線的反方向觀察，通過(guò)棱鏡可以看到(　　) A．白光點(diǎn) B．光點(diǎn)上部紅色，下部紫色 C．光點(diǎn)上部紫色，下部紅色 D．看不到光源的像 答案：

11、C 解析：由于各種單色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，紅光的折射率最小，偏折射角也最小，成的像最低，故C正確。 6. 一復(fù)色光中只含有a、b兩種單色光，用該復(fù)色光照射一豎直理想透明薄膜(膜層厚度從零開始，上薄下厚)時(shí)，得到如圖所示的干涉圖樣。若用此復(fù)色光通過(guò)玻璃半球射向空氣，下列四個(gè)光路圖中可能符合實(shí)際情況的是(　　) 答案：AD 解析：根據(jù)薄膜干涉圖象，可知λa<λb，所以a光的折射率大，故選項(xiàng)A、D正確。 7．用三棱鏡可使陽(yáng)光折射成一條彩色光譜帶，如圖所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)B、C、D區(qū)域分別是什么色光區(qū)？ (2)將一瓶綠藻放在A處，則B、C、D哪一處變暗？ (3)將一瓶綠藻放在B、C、D的哪一位置上，就會(huì)嚴(yán)重影響它的生長(zhǎng)？ 解析：(1)B為紅光區(qū)，C為綠光區(qū)，D為藍(lán)光區(qū) (2)由綠藻呈綠色可知其對(duì)綠光的吸收最弱，故B和D處變暗。 (3)由(1)可知，C為綠光區(qū)，故綠藻只能得到極少量可利用的光來(lái)進(jìn)行光合作用，因而會(huì)嚴(yán)重影響其生長(zhǎng)。 - 7 -