2022年高中物理 第13章 第7、8節(jié) 光的顏色 色散同步練習(xí) 新人教版選修3-4

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1、2022年高中物理 第13章 第7、8節(jié) 光的顏色 色散同步練習(xí) 新人教版選修3-4 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉來解釋的是(　　) A．雨后的彩虹 B．水面上的油膜在陽光照射下呈彩色 C．透過昆蟲的翅膀看陽光呈彩色 D．荷葉上的水珠在陽光下晶瑩透亮 答案：B 解析：雨后的彩虹是色散現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；透過昆蟲的翅膀看陽光呈彩色是衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；水珠在陽光下晶瑩透亮是全反射的結(jié)果，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；油膜在陽光照射下呈彩色是薄膜干涉的結(jié)果，故選項(xiàng)B正確。 2．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(

2、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狀態(tài)不變，D對。 3．實(shí)驗(yàn)表明，可見光通過三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨著波長λ的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量。太陽光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖所示。

3、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：太陽光中紅光波長最長，紫光波長最短，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，對應(yīng)屏上d處，紅光偏折程度最小，對應(yīng)屏上a處。 4．(福州八縣一中xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期期末聯(lián)考)以下關(guān)于偏振片和增透膜的說法正確的是(　　) 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立體電影充分利

4、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。 5．將激光束的寬度聚焦到納米級(10－9m)范圍內(nèi)，可修復(fù)人體已損壞的器官，可對DNA分子進(jìn)行超微型基因修復(fù)，把至今尚令人無奈的癌癥、遺傳疾病徹底根除，以上功能是利用了激光的(　　) A．單色性好 B．平行度好 C．粒子性 D．高能量 答案：BD 解析：激光的平行度好，故可聚焦到很小的范圍；激光的亮度高、能量大

5、，故可修復(fù)器官。 6．如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一束細(xì)白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶。下面的說法中正確的是(　　) A．在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率大于b側(cè)光的傳播速率 B．b側(cè)光更容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 C．若改變白光的入射角，在屏上最先消失的是b側(cè)光 D．通過同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa>Δxb 答案：B 解析：根據(jù)色散形成的光譜，可知fa>fb，λa<λb，所以b更容易產(chǎn)生衍射，故B正確；na>nb，根據(jù)n＝，所以va

6、項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)Δx＝λ可知，Δxa<Δxb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 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＝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)紋所對應(yīng)的油層更薄些。 能力提升 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．讓激光照到VCD機(jī)、CD機(jī)或計(jì)算機(jī)的光盤上，就可以讀出盤上記錄的信息，經(jīng)過處理后還原成聲音和圖象，這是利用光的(　　) A．平行度好，可以會

7、聚到很小的一點(diǎn)上 B．相干性好，可以很容易形成干涉圖樣 C．亮度高，可以在很短時(shí)間內(nèi)集中很大的能量 D．波長短，很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 答案：A 解析：激光的特點(diǎn)之一是平行度好，它可以會聚到一個(gè)很小的點(diǎn)上，DVD、VCD、CD唱機(jī)或電腦上的光驅(qū)及刻錄設(shè)備就利用了激光的這一特點(diǎn)，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 2.兩個(gè)完全相同的等腰三棱鏡如圖所示放置，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 解析：各色光經(jīng)兩等腰棱鏡折射的光路圖如圖所示。各色光經(jīng)多次折射但由

8、于兩棱鏡相鄰兩側(cè)面平行，所以各色光出射光線與入射光線平行，最后出射光線是平行彩色帶。 3．(物理與日常生活)市場上有種燈具俗稱“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)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線，以λ表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為(　　) 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，即路程差為半波長的奇數(shù)倍

9、，故薄膜的最小厚度為紅外線在該薄膜中波長的。 4.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(　　) 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

10、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應(yīng)的薄膜厚度差跟原先一樣，故A正確。 5．激光火箭的體積小，卻可以裝載更大、更重的衛(wèi)星或飛船。激光由地面激光站或空間激光動(dòng)力衛(wèi)星提供，通過一套裝置，像手電筒一樣，讓激光束射入火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，使推進(jìn)劑受熱而急劇膨脹，于是形成一股高溫高壓的燃?xì)饬鳎詷O高的速度噴出，產(chǎn)生巨大的推力，把衛(wèi)星或飛船送入太空。激光火箭利用了激光的(　　) A．單色性好 B．平行度好 C．高能量 D．相干性好 答案：BC 解析：激光的平行度好且亮度高，可以在很小的空間和很短的時(shí)間內(nèi)集中很大的能量，這樣可

11、以給火箭提供高能量。 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。 二、非選擇題 7．用三棱鏡可使陽光折射成一條彩色光譜帶，如圖所示，請回答下列問題： (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，就會嚴(yán)重影響它的生長？ 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進(jìn)行光合作用，因而會嚴(yán)重影響其生長。