高中物理 第十三章 光 第7節(jié) 光的顏色 色散 第8節(jié) 激光課時(shí)作業(yè) 新人教版選修34

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1、 第十三章 第7節(jié) 光的顏色 色散 第8節(jié) 激光 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(1~4題為單選題,5、6題為多選題) 1.(華中師大附中2016年高二下學(xué)期期中)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說(shuō)法不正確的是( D ) A.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象 B.用激光束在很硬的材料上打孔是利用了激光亮度高的特點(diǎn) C.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 解析:拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時(shí),在鏡頭前加裝偏振片是為了減弱玻璃反射光的干擾,故D錯(cuò)誤,選項(xiàng)ABC中所述現(xiàn)象正確。 2.下列現(xiàn)象中可以用薄膜干涉來(lái)解釋的是( B ) A.雨后的

2、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(chóng)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 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(chóng)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。 3.(浙江省溫州中學(xué)2017年高二下學(xué)期期中)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、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( D ) A.屏上c處是紫光  B.屏上d處是紅光 C.屏上b處是

3、紫光  D.屏上a處是紅光 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。 4.2015年以美國(guó)為首的多國(guó)聯(lián)盟多次對(duì)伊拉克極端武裝分子發(fā)動(dòng)空襲,美方稱(chēng)利用衛(wèi)星可以將地面狀況看得一清二楚,而伊方稱(chēng),已在各地布滿(mǎn)了對(duì)空激光炮。試問(wèn):在戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí),伊方欲用激光器擊毀位于地平線上方的空間站,則應(yīng)將激光器( C ) A.瞄高些 B.瞄低些 C.沿視線直接瞄準(zhǔn) D.若激光束是紅色,而空間站是藍(lán)色的,則應(yīng)瞄高些 解析:空間站反射太陽(yáng)的光射向地球,通過(guò)地球大氣層要發(fā)生折射,而激光器發(fā)出的光通過(guò)大氣層

4、射向空間站也要發(fā)生折射,根據(jù)光路可逆,兩者的光路相同。因此,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。D項(xiàng)中空間站是藍(lán)色的,反射光也是藍(lán)色的,比紅色激光束的折射率大,由折射定律知應(yīng)瞄低些方能射中,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.將激光束的寬度聚焦到納米級(jí)(10-9m)范圍內(nèi),可修復(fù)人體已損壞的器官,可對(duì)DNA分子進(jìn)行超微型基因修復(fù),把至今尚令人無(wú)奈的癌癥、遺傳疾病徹底根除,以上功能是利用了激光的( BD ) A.單色性好  B.平行度好 C.粒子性  D.高能量 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,故可修復(fù)器官。 6.(福建師大附中2016年高二下學(xué)期期中)如圖所示,水下光源S向水面

5、A點(diǎn)發(fā)射一束光線,折射光線分成a、b兩束,則( AB ) A.若保持入射點(diǎn)A位置不變,將入射光線順時(shí)針旋轉(zhuǎn),則從水面上方觀察,b光先消失 B.用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn),a光的干涉條紋間距大于b光的條紋間距 C.a(chǎn)、b兩束光相比較,在真空中的傳播速度a光比b光大 D.在水中,b光波長(zhǎng)比a光波長(zhǎng)大 解析:由sinC=,則a光的臨界角較大b光的臨界角較小,故若保持入射點(diǎn)A位置不變,將入射光線順時(shí)針旋轉(zhuǎn),則從水面上方觀察,b光的折射角先達(dá)到90,發(fā)生全反射,最先消失,故A正確;根據(jù)折射角raλb,條紋間距Δx=λ,則a光的干涉條紋間距大于b光的間距

6、,故B正確D錯(cuò)誤;真空中所有光的傳播速度是相同的,故C錯(cuò)誤。 二、非選擇題 7.原子發(fā)生受激輻射時(shí),發(fā)出的光的頻率、發(fā)射方向等都跟入射光子完全一樣,形成激光。激光測(cè)距儀——激光雷達(dá)(發(fā)出極短時(shí)間的激光脈沖)用來(lái)測(cè)量距離可以達(dá)到很高的精度,同時(shí)它還能測(cè)定被測(cè)目標(biāo)的方位、運(yùn)動(dòng)速度和軌道,甚至能描述目標(biāo)的形狀,進(jìn)行識(shí)別和自動(dòng)跟蹤。 (1)說(shuō)明激光的主要特點(diǎn)。 (2)1969年7月,美國(guó)“阿波羅”宇宙飛船在登月科考活動(dòng)中,在月球上安放了一臺(tái)激光反射器,這臺(tái)反射器成功地解決了用激光測(cè)量月地間距離的問(wèn)題。請(qǐng)分析這臺(tái)激光反射器用什么光學(xué)儀器好。 (3)在光的干涉實(shí)驗(yàn)中,為什么使用激光產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象

7、最清晰? (4)激光束可切割物質(zhì),焊接金屬以及在硬質(zhì)難溶物體上打孔,是利用了激光的什么性質(zhì)? 答案:(1)高亮度,單色性好,方向性好,相干性好,平行度好 (2)全反射棱鏡 (3)激光單色性好,相干性好 (4)激光高能量,且方向性好 解析:(1)激光的主要特點(diǎn)是:高亮度,單色性好,方向性好,相干性好,平行度好。 (2)要想利用激光測(cè)量月地間距離,需要讓從地球射向月球的激光沿原路反射回來(lái),全反射棱鏡可以做到這一點(diǎn)。 (3)激光具有單色性好,易得到穩(wěn)定的相干光源。 (4)激光束可切割物質(zhì),焊接金屬以及在硬質(zhì)難溶物體上打孔,是利用了激光高能量,且方向性好的特性。 能力提升

8、一、選擇題(1~4題為單選題,5、6題為多選題) 1.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,P是附有肥皂泡薄膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈,往火焰上灑些鹽后,在肥皂膜上觀察到的干涉圖象應(yīng)是圖中的( D ) 解析:鐵絲圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚,在同一水平線上厚度基本一致,如果某一厚度處前后表面反射的同一列光波疊加得到加強(qiáng),那么這一水平線上同一厚度處光波會(huì)加強(qiáng),所以干涉條紋應(yīng)是基本水平的。 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( D ) A.一束白光  B.白光帶 C.散射彩色帶 

9、 D.平行彩色帶 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.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

10、條紋( A ) A.變疏  B.變密 C.不變  D.消失 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。 4.以下關(guān)于偏振片和增透膜的說(shuō)法正確的是( D ) 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立體電影充分利用了光的偏振原理 解析:水面的反射光是偏振光,減弱

11、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。 5.一復(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(kāi)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( 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。 6.(河南鄭州一中2016年高二下學(xué)期期中)在研究材料A的熱膨脹特性時(shí),可采用如圖所

12、示的干涉實(shí)驗(yàn)法,A的上表面是一光滑平面,在A的上方放一個(gè)透明的平行板B,B與A上表面平行,在它們間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜?,F(xiàn)在用波長(zhǎng)為λ的單色光垂直照射,同時(shí)對(duì)A緩慢加熱,在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性變化,當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮,然后亮度逐漸減弱至最暗;當(dāng)溫度升到t2時(shí),亮度再一次回到最亮。則( AD ) A.出現(xiàn)最亮?xí)r,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng) B.出現(xiàn)最亮?xí)r,B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消 C.溫度從t1升到t2的過(guò)程中,A的高度增加 D.溫度從t1升到t2的過(guò)程中,A的高度增加 解析:出現(xiàn)最亮?xí)r,是B下表面反射光與A上表面反射光發(fā)生干涉,疊加

13、后加強(qiáng),故A正確,B錯(cuò)誤。溫度從t1升 到t2的過(guò)程中,亮度由最亮又變到最亮,當(dāng)路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍,出現(xiàn)明條紋,知路程差減小λ,則A的高度增加,故C錯(cuò)誤,D正確。 二、非選擇題 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)。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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