【物理】2018届一轮复习人教版光学学案

【物理】2018届一轮复习人教版光学学案

专题 光学 知识导图 光学这部分内容在高考中大多数情况下以选择题形式出现，所占比重6/120.也可能考实验：测玻璃的折射率或双缝干涉测波长。‎ ‎2016年 第2题 ‎6分 考查光波的传播条件 ‎2015年 第9题 ‎6分 考查测玻璃的折射率 ‎2014年 第8题 ‎6分 考查光的折射 ‎2013年 第2题 ‎6分 考查光的色散 教学目标 1. 熟悉并记住光的基础知识，会做光的色散、波动性、粒子性的题目。‎ 2. 理解并会应用折射率和双缝干涉解决实验题。‎ 题型分类及方法技巧 类型一 光的反射、折射和全反射 方法点拨：这部分主要注意会画光路图，光密介质中的光线与法线的夹角大；发生全反射的条件：一是光线从光密介质到光疏介质；二是入射角要大于临界角C（sinC=）.‎ 例题1：一束单色光从空气射向某种介质的表面，光路如图所示，则该介质的折射率为（ ）‎ ‎45°‎ ‎30°‎ 空气 介质 ‎ A．1.50‎ ‎ B．1.41‎ ‎ C．0.71‎ ‎ D．0.67‎ A B C 练习1. 如图所示，一个玻璃三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角，玻璃三棱镜的折射率为 。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边的中点，对这条光线进入棱镜之后的光路分析正确的是（ ）‎ A. 直接射到AC边上，发生全反射现象 B. 直接射到BC边上，发生全反射现象 C. 直接射到AC边上，部分光线从AC边射出 D. 直接射到BC边上，部分光线从BC边射出 练习2. 以往，已知材料的折射率都为正值（n>0 ）。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值（ n<0 ），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角 i 与折射角r 依然满足=n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率 n=-1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是 ( )‎ ‎ A. B. ‎ ‎ C. D. ‎ 类型二 光的色散和电磁波谱 方法点拨：光的色散：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫（红光：三小【折射率小，偏折角小，频率小】；三大【临界角大，波长大，波速大】）；电磁波谱：无线电波（广播、通讯），红外线（遥控、遥感、热效应），可见光（照相），紫外线（杀菌、消毒），X射线（医学），γ射线（穿透能力最强）。‎ 例题2：如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心 O，经折射后分为两束单色光a 和b 。下列判断正确的是 ( ) ‎ ‎ ​‎ ‎ A. 玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 ‎ B. a 光的频率大于 b 光的频率 ‎ C. 在真空中 a 光的波长大于 b 光的波长 ‎ D. a 光光子能量小于 b 光光子能量 练习1：对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是 ( )‎ ‎ A. 在相同介质中，绿光的折射率最大 B. 红光的频率最高 ‎ C. 在相同介质中，蓝光的波长最短 D. 黄光光子的能量最小 ‎ ‎ 练习2：利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。IC 卡内部有一个由电感线圈L 和电容 C 构成的 LC 振荡电路。公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC 卡内的线圈 L中产生感应电流，给电容 C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是 ( )‎ ‎ A. IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 ‎ B. 仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作 ‎ C. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈 L 中不会产生感应电流 ‎ D. IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 类型三 光的波动性（干涉、衍射和偏振现象）‎ 方法点拨：干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。①干涉：图样宽度均匀，明暗相间；频率相同，振动方向一致时，波程差是半个波长的偶数倍是加强点，奇数倍是减弱点；②衍射：图样宽度不一致，中间又宽又亮；发生明显衍射条件：波长比小孔或障碍物的宽度大或者差不多③偏振现象：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，这种光叫做偏振光；只有横波才有偏振现象. 光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光.‎ 例题3：用双缝干涉的实验装置可以观察到单色光的双缝干涉图样。分别用红、蓝两种单色光和双缝间距为0.18mm、0.36mm的两种双缝挡板进行实验，可以观察到四种不同的干涉图样。下列四个选项中最有可能是蓝色光、双缝间距为0.36mm的干涉图样的是（ ）‎ A. B. C. D.‎ 练习1：如图所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（灰黑色部分表示亮纹）．则在下面四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（　　）‎ A．红蓝紫黄 B．红紫蓝黄 C．紫黄蓝红 D．黄紫红蓝 练习2：下列说法正确的是（　　）‎ A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 ‎ ‎ 类型四 光的粒子性（光电效应和康普顿效应）‎ 方法点拨：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这种现象称为光电效应；能否发生光电效应，只与入射光的频率有关，与光照强度和光照时间均无关。‎ 例题4: 一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ A．增大入射光的频率，金属的逸出功将增大 ‎ B．增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大 ‎ C．增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大 ‎ D．延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大 练习1：用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（　　）‎ A．a光的波长一定大于b光的波长 B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转 C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c D．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大 练习2：以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为 的普通光源照射阴极 ，没有发生光电效应。换用同样频率 的强激光照射阴极 ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 ，即将阴极 接电源正极，阳极 接电源负极，在 之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大 ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 可能是下列的（其中 为逸出功， 为普朗克常量， 为电子电量） ( )‎ ‎ ‎ ‎ A. B. C. D. ‎ 类型五 测玻璃的折射率 方法点拨：这个实验主要考查折射率n=sini/sinr，主要考查实验步骤和实验误差分析。‎ 例题5在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确的操作，插好了4枚大头针P1、P2和P3、P4，如图所示。‎ ‎①在坐标纸上画出完整的光路图，并标出入射角θ1和折射角θ2；‎ 玻璃砖 ‎②对画出的光路图进行测量，求出该玻璃的折射率n=_________（结果保留2位有效数字）。‎ 甲 练习1：用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示。‎ ‎① 这块玻璃砖的折射率n=________（用图中字母表示）。 ② 如果有几块宽度d不同的玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度d较_____（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。‎ ‎ ‎ 练习2：（1）如图1所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。‎ 此后正确的操作步骤是 。（选填选项前的字母）‎ A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、 P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示。在图2中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图 （选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n= （用代表线段长度的字母ED、FG表示）。‎ 图1‎ P1‎ P2‎ P3‎ P4‎ B A C 图2‎ B A C D E G F O 甲 B A C D E G O 乙 F 类型六 双缝干涉测波长 方法点拨：这个实验主要考察条纹间距公式Δx=λ，注意实验器材的顺序，以及条纹间距Δx的计算。‎ 例题6 “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。‎ 乙 光源 滤光片 单缝 双缝 遮光管 测量头 甲 ‎0‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎15‎ 丙 ① 如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示，则读数x2=________mm；‎ ‎②已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式λ=_________； （用题目中给出的字母表示）‎ ‎③对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取_________________或_________________的方法。‎ 练习1：．在“用双缝干涉测光的波长”实验中：‎ ‎（1）分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比△x1　　△x2（填“＞”“＜”或“=”）；‎ ‎（2）若实验中双缝之间的距离为1.50mm，双缝到屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第4条亮条纹中心间的距离为0.980mm，则该光的波长为　　nm；‎ ‎（3）若实验中，将单缝s从双缝s1、s2的中央对称轴的位置稍微向下移动（如图2），则　　．‎ A．不会出现干涉条纹 B．仍然产生干涉条纹，且中央亮纹的位置不变 C．仍然产生干涉条纹，且中央亮纹的位置略上移 D．仍然产生干涉条纹，且中央亮纹的位置略下移．‎ 练习2：某同学用双缝干涉装罝测量某单色光的波长，实验装置如图（甲）所示．已知单缝与双缝间的距离L1=80mm，双缝与屏的距离L2=720mm，双缝间距d=0.36mm．用测量头来测量亮纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、游标尺等构成，移动游标尺，使分划板随之左右移动，让分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心如图（乙）所示，记下此时游标尺的读数，移动游标尺一段距离△x，使分划板的中心刻线对准第n条亮纹的中心．‎ ‎（1）写出单色光的波长λ的表达式　 　（用字母表示）；‎ ‎（2）若分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时，游标尺上的读数为x1=1.00cm；对准第10条亮纹的中心时，游标尺上的读数如图（丙）所示，则此时读数x2=　 　cm，计算波长λ=　 　nm（结果保留三位有效数字）‎ 巩固练习 ‎1.（2016北京高考） 下列说法正确的是 ( )‎ ‎ A. 电磁波在真空中以光速 C传播 B. 在空气中传播的声波是横波 ‎ C. 声波只能在空气中传播 D. 光需要介质才能传播 ‎ 2.（2016海淀二模）平行的 、 两种单色光的光束以相同的入射角从空气斜射向某种长方体玻璃砖上表面的同一位置，在玻璃砖下表面将分开为不同的单色光光束。若 光的频率小于 光的频率，则以下光路图中正确的是 ( )‎ ‎ A. B. ‎ ‎ C. D. ‎ ‎3.（2016西城一模）光导纤维按沿径向折射率的变化可分为阶跃型和连续型两种。阶跃型的光导纤维分为内芯和外套两层，内芯的折射率比外套的大。连续型光导纤维的折射率中心最高，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最低。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示传播路径的是 ( )‎ ‎ A. B. ‎ ‎ C. D. ‎ ‎4.（2016西城二模）下列几个光现象中，属于衍射现象的是 ( )‎ ‎ A. 水中的气泡看起来特别明亮 ‎ B. 白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带 ‎ C. 在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹 ‎ D. 通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹 ‎5.（2016东城一模）已知单色光 的频率低于单色光 的频率，则 ( )‎ ‎ A. 通过同一玻璃三棱镜时，单色光 的偏折程度小 ‎ B. 从同种玻璃射入空气发生全反时，单色光 的临界角小 ‎ C. 通过同一装置发生双缝干涉，用单色光 照射时相邻亮纹间距小9‎ ‎ D. 照射同一金属发生光电效应，用单色 照射时光电子的最大初动能大 ‎6.（2016东城一模） 物理学和计算机技术的发展推动了医学影像诊断技术的进步。‎ ‎ 彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到流向远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会降低，当超声波遇到流向靠近探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高。利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血流的方向、流速的大小和性质。‎ ‎ 计算机辅助 射线断层摄影，简称 。工作时 射线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，部分射线穿透人体被检测器接收。由于人体各种组 ‎ 根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是 ( )‎ ‎ A. 彩超工作时利用了多普勒效应 ‎ B. 工作时利用了波的衍射现象 ‎ C. 彩超和 工作时间向人体发射的波都是纵波 ‎ D. 彩超和 工作时间向人体发射的波都是电磁波 ‎7.（2016东城二模） 一束单色光在某种介质中的传播速度是其在真空中传播速度的 倍，则 ( )‎ ‎ A. 该介质对于这束单色光的折射率为 ‎ ‎ B. 这束单色光由该介质射向真空发生全反射的临界角为 ‎ ‎ C. 这束单色光在该介质中的频率为其在真空中频率的 倍 ‎ D. 这束单色光在该介质中的波长为其在真空中波长的 倍 ‎8.（2016朝阳一模） 、 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心 射向空气，其光路如图所示。下列说法正确的是 ( )‎ ‎ ‎ ‎ A. 光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小 ‎ B. 该玻璃对 光的折射率较小 ‎ C. 光的光子能量较小 ‎ D. 光在该玻璃中传播的速度较大 ‎9.（2016丰台二模） 、 两种单色光以相同的入射角从空气斜射向平行玻璃砖，界面 与 平行，光路如图所示．关于 、 两种单色光，下列说法正确的是 ( )‎ ‎ ‎ A. 该玻璃砖中 光的传播速度小于 光的传播速度 B. 、 两种单色光从玻璃砖射向空气时，两单色光可能不平行 C. 若增大从空气射入玻璃时的入射角， 、 两种单色光在 界面可能发生全反射 ‎ D. 用这两种单色光分别照射某种金属，若 光能发生光电效应现象，则 光一定能发生光电效应现象 ‎10.（2016石景山一模）如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的 、 、 三束单色光。比较 、 、 三束光，可知 ( )‎ ‎ ‎ ‎ A. 当它们在真空中传播时， 光的波长最长 ‎ B. 当它们在玻璃中传播时， 光的速度最大 ‎ C. 若它们都从玻璃射向空气， 光发生全反射的临界角最大 ‎ D. 对同一双缝干涉装置， 光干涉条纹之间的距离最小 ‎11.（2016房山一模）下列说法中正确的是 （ ）‎ A．光电效应说明光具有波动性 B．光纤通信利用了光的折射现象 C．泊松亮斑说明了光沿直线传播 D．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 ‎12.（2016房山二模）如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（ ）‎ A．a光的频率大于b光的频率 B．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 C．a光光子能量小于b光光子能量 D．若a光能够使某种金属发生光电效应，则b光也一定能 ‎13.（2016顺义一模） 先后用两种不同的单色光，在相同的条件下用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上相邻的两条亮纹间距不同，其中两条亮纹间距较大的单色光比两条亮纹间距较小的单色光 ( )‎ ‎ A. 其光子的能量较大 ‎ B. 在玻璃中传播速度较大 ‎ C. 在真空中的波长较短 ‎ D. 在玻璃中传播时，玻璃的折射率较大 ‎14.（2016昌平二模）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，如图1所示。下列说法中正确的是 ( )‎ A．介质的折射率等于 ‎ B．介质的折射率等于1.5‎ C．介质的折射率等于 D．增大入射角，可能发生全反射现象 ‎15.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上可观察到干涉条纹。要得到相邻条纹见距离更大的干涉图样，可以 ( ) ‎ ‎ ​‎ ‎ A. 增大S1与S2的间距 B. 减小双缝屏到光屏的距离 ‎ C. 将绿光换为红光 D. 将绿光换为紫光 ‎16.关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是（ ）‎ A.用X光机透视人体是利用光电效应现象 B.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象 C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象 D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 ‎17．用a、b、c、d表示四种单色光，若 ‎①a、b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；‎ ‎②用b、c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大 ‎③用b、d照射三棱镜，b的偏向角大于d的偏向角．‎ 则可推断a、b、c、d可能分别是（　　）‎ A．紫光、蓝光、红光、橙光 B．蓝光、紫光、红光、橙光 C．紫光、蓝光、橙光、红光 D．紫光、橙光、红光、蓝光 ‎　‎ ‎18．下列关于电磁波的说法中正确的是（　　）‎ A．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线是按波长从小到大的顺序排列的 B．红外线应用在遥感技术中，是利用了它的穿透本领强的特性 C．紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度 D．医学上用透视或“CT”来检查人体内部器官，它们都用到了X射线 ‎　‎ ‎19．如图，在水中有一厚度不计的薄玻璃片制成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则下列说法正确的是（　　）‎ A．从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光 B．从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光 C．从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光 D．若蓝光能使某金属发生光电效应，则射到a点光也能使其发生光电效应 E．光在ab面上不可能发生全反射 ‎　‎ ‎20 ．如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应．图乙为其中一个光电管的遏止电压UC随入射光频率v变化的函数关系图象．对于这两个光电管，下列判断不正确的是（　　）‎ A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同 B．两个光电管的UC﹣v图象的斜率可能不同 C．光电子的最大初动能不同 D．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和光电流也可能相同 ‎　‎ ‎21．在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中，玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行，aa′边与bb′边不平行．某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′，如图所示．‎ ‎（1）实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO．接着，眼睛在玻璃砖的　 （选填“同一侧”、“另一侧”）观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线．‎ ‎（2）实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？　　（填“是”或“否”）‎ ‎（3）下列操作可以减小实验误差的是　　 （填字母代号）‎ A．适当增大大头针P1、P2的间距 B．选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量 C．选用尽可能细的笔画线 D．使AO的入射角接近于90°．‎ ‎22．在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图1所示．‎ ‎①在图中画出完整的光路图．‎ ‎②对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=　 　（保留三位有效数字）．‎ ‎③在做“测定玻璃折射率”的实验时，某同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，如图2所示，其后的操作都正确．但在画光路图时，将入射点、折射点分别确定在ab、cd上，则测出的折射率n将　　（填“变大”、“变小”、“不变”）．‎ ‎　‎ ‎23． “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．‎ ‎（1）在插P3和P4时，应使　　（选填选项前的字母）．‎ A．P3只挡住P1的像 B．P3同时挡住P1、P2的像 C．P4只挡住P2的像 D．P4同时挡住P3及P1、P2的像 ‎（2）对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是　　（选填选项前的字母）．‎ A．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 B．为减少测量误差，P1、P2的连线与法线的夹角应适当大些 C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 D．若P1、P2连线与法线夹角较大时，有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P1、P2的像．‎ ‎　‎ ‎24．如图所示，当光线AO以一定入射角穿过一块两面平行的玻璃砖时，通过“插针法”找出跟入射光线AO对应的出射光线O'B，从而确定折射光线OO'．‎ ‎（1）如图a，用量角器量出入射角i和折射角r，根据n=　　可计算出玻璃的折射率；‎ ‎（2）如图b，以O为圆心，用圆规作圆与OA、OO′分别交于P、Q点，过P、Q点分别作法线NN'的垂线，垂足分别为P′、Q′，用刻度尺测量出PP'和QQ'的长度，则玻璃的折射率n=　　．‎ ‎　‎ ‎25．（1）“测定玻璃折射率”的实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B．在另一侧再竖直插两个大头针C、D，在插入第四个大头针D时，要使它　 ，如图1在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边，根据该图用直尺画出光路图，并说明所要测量的物理量（用符号和文字说明）　 　，并据此写出求玻璃砖的折射率的表达式n=　 　．‎ ‎（2）若做实验时，某同学在纸上画玻璃砖的两个界面ab和cd时不慎使cd边与玻璃砖的边没对齐，如图2所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将出射点确定在cd上，则测出的n值将　 　．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．‎ ‎26． 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．‎ ‎（1）以白炽灯为光源，对实验装置进形了调节并观察实验现象后，总结出以下几点，你认为正确的是　 　‎ A．单缝和双缝必须平行放置 B．各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上 C．双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密 D．将滤光片移走则无干涉现象产生 ‎（2）当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时，游标卡尺的示数如图（3）所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时，游标卡尺的示数如图（4）所示．已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图（4）中游标卡尺的示数为　 　mm，所测光波的波长为　 　m．（保留两位有效数字）‎ ‎（3）如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距△x时，测量值　 　实际值．（填“大于”、“小于”或“等于”）‎ ‎27． “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示．‎ ‎（1）测量头由分划板、目镜、手轮等构成，如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1．转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图丙所示，则读数x2=　 　mm；已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d，计算波长的公式λ=　 　（用题目中给出的字母表示）；‎ ‎（2）下述现象中能够观察到的是　 　‎ A．将滤光片由绿色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 B．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D．增大双缝与屏的距离，干涉条纹间距变窄 E．去掉滤光片后，干涉现象消失．‎ ‎28．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃．‎ ‎（1）②、③、④三个光学元件依次为　 　．‎ A．滤光片、单缝、双缝 B．单缝、滤光片、双缝 C．单缝、双缝、滤光片 D．滤光片、双缝、单缝 ‎（2）如果实验时将红光滤光片换为绿光滤光片，则相邻亮纹（暗纹）间的距离　 　．‎ A．变大 B．变小 C．不变 D．可能变大可能变小 ‎（3）若测得双缝与屏的距离为L=1.00m，双缝间距为d=1.5mm，3条亮纹中心间的距离△x=0.640mm，则对应光波的波长λ为　 　nm．‎ ‎　‎ ‎29．用双缝干涉测光的波长的实验中，已知双缝到光屏的距离l=500mm，双缝之间的距离d=0.20mm，‎ ‎（1）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离　　（多选）‎ A．增大单缝和双缝之间的距离 B．增大双缝和光屏之间的距离 C．将绿色滤光片改为红色滤光片 D．增大双缝之间的距离 ‎（2）某同学用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻度线对准某条亮纹（记作第一条）的中心，这时手轮上的示数为2.790mm；然后他转动测量头，使分划板中心刻度线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如上图所示，示数为　 　mm，由此可以计算出这次实验中所测的单色光的波长为　 　mm．（结果留三位有效数字）‎ ‎　‎ ‎30．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D，和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长．‎ ‎（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序为 C、E、D、B、A．‎ ‎（2）本实验的步骤有：‎ ‎①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；‎ ‎②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；‎ ‎③用米尺测量双缝到屏的距离；‎ ‎④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹之间的距离．‎ 在操作步骤②时还应该注意　 　；‎ ‎（3）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第l条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数　 　mm，求得相邻亮纹的间距△x为　 　mm．‎ ‎（3）已知双缝间距d为2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离为0.700m，由计算式λ=　 　（用题目中的物理量表示），求得所测红光波长为　 　nm．‎ ‎　‎ ‎31．在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，装置如图1所示．‎ ‎（1）若测定红光的波长，应选用　红　色的滤光片；‎ ‎（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2﹣甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图2﹣乙中手轮上的示数为　 　mm，求得相邻亮纹的间距△x=　 　mm；‎ ‎（3）已知双缝间距d=2.0×10﹣4m，测得双缝到屏的距离l=0.700m，由计算公式λ=　 　，可求得所测红光波长为　 　m（保留两位有效数字）．‎ 参考答案 类型一 例题1 答案：B 练习一 :A ‎ 练习二 :B ‎ 类型二 例题2 答案：B ‎ 练习1：C 练习2：B 类型三 例题3 答案：A ‎ 练习1：B ‎ 练习2：BDE 类型四 例题4 答案：B 练习1：D 练习2：B 类型五 例题5 答案：① 如图所示 ②1.4 ‎ 练习1：sinθ1/sinθ2 ; 大 练习2：①BD； ②乙； ‎ ‎ ‎ 类型六 例题6 答案：①1.700 ② ③ 减小双缝间距离， 增大双缝到屏的距离 ‎ ‎ 练习1：（1）红光的波长大于绿光的波长，由公式△x=λ，可知红光的干涉条纹间距△x1与绿光的干涉条纹间距△x2相比，△x1＞△x2，‎ ‎（2）x=0.980mm=0.98×10﹣3m，d=1.50mm=1.50×10﹣3m，L=1.00m；‎ 由公式△x=λ，得：λ==4.9×10﹣7m=490nm；‎ ‎（3）在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中心对称轴位置稍微向上移动，通过双缝S1、S2的光任是相干光，仍可产生干涉条纹，中央亮纹的位置经过s1、s2到s的路程差任等于0．ss1＜ss2，ss1+s1p=ss2+s2p那么s1p＞s2p，中央亮纹P的位置略向下移．‎ 故D正确，A、B、C错误．‎ 练习2：（1）根据△x=λ知，‎ 移动游标尺一段距离△x，使分划板的中心刻线对准第n条亮纹的中心，波长的表达式λ=，‎ ‎（2）图丙中，对准第10条亮纹时，10等分游标尺的精确到为0.1mm，游标卡尺的主尺读数为2.2cm，‎ 游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为6×0.1mm=0.6mm，所以最终读数为：2.2cm+0.6mm=2.26cm．‎ 再根据△x=，‎ 解得：△x= cm=0.14cm；‎ 根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得：‎ λ==7.00×10﹣7m=700nm．‎ 巩固练习 ‎1. A 2. A 3. C 4. D 5. A 6. A 7. D 8. B 9. D 10. D 11. D 12. A 13. B 14. A 15.C 16.D 17 .A． 18 .D． 19. BDE． 20. B．‎ ‎21.（1）实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO；‎ 接着，眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线；‎ ‎（2）实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽；‎ ‎（3）A、大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故A正确．‎ B、作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误．‎ C、为了准确确定入射光线和折射光线，选用尽可能细的笔画线，故C正确．‎ D、为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，但不是接近90°，故D错误．‎ ‎22.①实验时，P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，则通过P1、P2的光线折射后通过P3、P4，作出光路图，标出入射角i和折射角r，如图所示．‎ ‎②由图可得：sini=≈0.79，‎ sinr=≈0.57‎ 则该玻璃的折射率 n==1.39；‎ ‎③画出的ab和cd都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在ab、cd上，如图，实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率n将变小；‎ ‎　‎ ‎23.（1）根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像．故AC错误，BD正确．‎ ‎（2）A、实际点有大小，故为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些，故A正确；‎ B、为了减小测量的误差，入射角应适当大一些，则P1、P2的连线与玻璃砖界面的夹角适当小一些，故B正确；‎ C、根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，则即使P1、P2的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像，故C错误；‎ D、由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射．故D错误；‎ ‎　‎ ‎24.（1）根据折射定律得，n=．‎ ‎（2）依据三角知识，则有，sini=，‎ sinr=‎ 所以n=．‎ ‎　‎ ‎25.（1）在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D，使C挡住A、B的像，要使D挡住C和A、B的像，说明CD在AB的出射光线上，CD连线即为AB的出射光线．‎ 作出光路图如图1，入射角i，折射角r，则折射率n=．‎ ‎（2）如图2所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由n=得，折射率测量值偏小；‎ ‎　‎ ‎26.（1）A、在用狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的干涉现象时狭缝必需与灯丝平行，这时干涉条纹与狭缝平行，狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的干涉条纹．故A正确；‎ B、各元件的中心必须在遮光筒的轴线上，故B错误．‎ C、干涉条纹的间距公式为△x=λ；那么双缝间距离越大，则条纹间距越小，故C正确．‎ D、去掉滤光片，干涉现象不消失，光屏上出现彩色的干涉条纹．故D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎（2）图1中游标尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.1×4mm=0.4mm，所以最终读数为11.4mm．‎ 图4中游标尺的主尺读数为16mm，游标读数为0.1×7mm=0.7mm，所以最终读数为16.7mm．‎ 相邻干涉条纹的间距为：△x==1.325mm．‎ 根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ得：λ=≈6.6×10﹣7 m．‎ ‎（3）如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值△x偏大；‎ 根据干涉条纹的间距公式为△x=λ，波长测量值也是偏大；‎ ‎　‎ ‎27.（1）测第四条时固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0=0.200mm，‎ 所以最终读数为1.700mm．‎ 根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ，得：‎ λ=d•．‎ ‎（2）A、将滤光片由绿色的换成红色的，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ，知条纹间距增大，故A正确；‎ B、将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误；‎ C、换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ，知条纹间距减小．故C正确．‎ D、增大双缝与屏的距离，即L变大，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ，知条纹间距增大，故D错误；‎ E、去掉滤光片后，透过缝的将是多种颜色的光，波长不同干涉后形成的条纹间距不同，在屏上形成彩色条纹，故E错误．‎ ‎28.（1）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，‎ 故选：A．‎ ‎（2）根据△x=λ知增大光屏到双缝的距离L或者减小双缝间距d，可以使条纹间距增大；当将红光滤光片换为绿光滤光片，即波长减小，则相邻亮纹（暗纹）间的距离变小，故B正确，ACD错误；‎ ‎（3）根据△x=λ得：λ==4.8×10﹣7m=480nm ‎　‎ ‎29.（1）根据△x=λ知若想增大条纹间距，可以改用波长较长的色光，或者增大双缝与屏即④⑤之间的距离L，还可以减小双缝间距d，‎ 故B正确，ACD错误．‎ 故选：B．‎ ‎（2）螺旋测微器的固定刻度读数为10mm，可动刻度读数为0.01×29.3mm=0.293mm ‎，所以最终读数为10.293mm．‎ ‎△x==1.251mm 根据△x=λ得λ=，‎ 代入数据得：λ==2.50×10﹣7m=2.50×10﹣4mm；‎ ‎　‎ ‎30.（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，在安装以上器材时应注意，各光学元件中心与遮光筒轴线水平共线；单缝与双缝竖直平行放置．‎ ‎（2）图2螺旋测微器的固定刻度读数为2.0mm，可动刻度读数为0.01×32.0mm=0.320mm，则最终读数为2.320mm，图3螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0mm=0.370mm，则最终读数为13.870mm．‎ 相邻亮条纹的间距△x=mm=2.31mm．‎ ‎（3）根据△x=λ得，λ==6.6×10﹣7m=660nm．‎ ‎　‎ ‎31.（1）根据干涉条件，必须频率相同，则应选用红色的滤光片；‎ ‎（2）图中螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加为13.870mm．‎ 图的读数为：2.310mm，因此相邻亮纹的间距为：‎ ‎△x==2.312mm；‎ ‎（3）根据△x=λ知：λ=△x=‎ 代入数据得：λ=×2.0×10﹣4m=6.6×10﹣7m．‎ ‎　‎