高中物理 13.4光的颜色色散课时作业 新人教版选修3-4

1、13.4光的颜色 色散课时作业 1白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()A白光是由不同频率的光组成的B棱镜材料对各种色光的折射率不同C棱镜对红光的折射率大，对紫光的折射率小D出现色散现象是棱镜改变了颜色解析：从红光到紫光，频率越来越大，折射率也越来越大。答案：A、B2如图201所示，一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上，经折射后交会到屏上同一点，若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，则有()图201An1n2，a为红光，b为蓝光Bn1n2，a为红光，b为蓝光Cn1n2，a为蓝光，b为红光Dn1n2，a为蓝光，b为红光解析：由图知a光通过三棱镜的偏折比b光大，故a为蓝光，b为

2、红光。答案：D3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解析：在红、黄、绿、蓝四种单色光中，蓝光的折射率最大，频率最高，波长最短，光子能量最大。答案：C4如图202所示，是用干涉法检测某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源中的滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()图202Aa的上表面和b的下表面Ba的上表面和b的上表面Ca的下表面和b的上表面Da的下表面和b的下表面解析：干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板

3、与待测玻璃之间的空气层。空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃的上表面是否平整，因此选项C是正确的。答案：C5一个半径较大的透明玻璃球体，截去其下面的一部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图203所示，在反射光中看到的是()图203A平行的明暗相间的直涉条纹B环形的明暗相间的干涉条纹C只能看到同颜色的平行反射光D一片黑暗解析：这是薄膜干涉模型，由于以接触点为圆心的同一圆周上，光通过空气楔的光程差是相同的，故干涉条纹是环形的。答案：B6.如图204所示，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

4、，一束光A从棱镜的左边射入，从棱镜的右边射出时发生色散，散出的可见光分布在a点和b点之间，则()图204A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点射出的是紫光，从ab中点射出的是红光D从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光解析：本题考查光的色散产生原理。由红光的折射率小于紫光的折射率知，紫光偏离原来方向比红光严重，并且向顶端偏折，光路图如图所示，所以a点出射为紫光，b点出射为红光，选项B正确。答案：B7一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。图中的光路图可能正确的是()解析

5、：由于a光的频率小于b光的频率，a光在玻璃中的折射率小于b光在玻璃中的折射率，由两种单色光进入玻璃后偏折程度不同，且出射光均应平行入射光，可判定B正确。答案：B8如图205所示，两束不同的单色光P和Q，以适当的角度射向半圆形玻璃砖，其射出光线都是从圆心O点沿OF方向射出，则下面说法正确的是()图205AP光束在玻璃中折射率大BQ光束的频率比P光束的频率大CP光束穿过玻璃砖后频率变大DQ光束穿过玻璃砖所需时间长解析：根据折射定律知F相对Q偏折更多，其Q光束在玻璃中的折射率更大，Q光的频率会更大，由于两光束在玻璃中的路程相等，v，Q光束速率小，穿过的时间长，P、Q光从玻璃进入空气中时频率不变，波长

6、会变长。答案：B、D9用如图206所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()图206A当金属丝圈旋转30时干涉条纹同方向旋转30B当金属丝圈旋转45时干涉条纹同方向旋转90C当金属丝圈旋转60时干涉条纹同方向旋转30D干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时，楔形薄膜形状各处厚度形状几乎不变。因此，形成的干涉条纹保持原状态不变，D正确，A、B、C错误。答案：D10市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品所产生的热效应大大降低，从而

7、广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以表示红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为()A. B. C. D解析：为减小反射的热效应显著的红外线，则要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即光程差为半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的。答案：B11如图207所示，发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若

8、以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则()图207Al1l2l2l0Cl2l1l0Dl2l1l0解析：由视深公式h，可知，线光源ab的像长l。因为介质的折射率n大于1，所以像长ll0。由光的色散知识可知，水对红光的折射率n1小于水对蓝光的折射率n2，由l1和l2可得l1l2。答案：D12一块透明光学材料，AB为其一个端面，建立平面直角坐标系如图208所示，设该光学材料的折射率沿y轴正方向(即BA方向)均匀减小，有一光线PO从真空中以某一入射角射向O点，并进入该材料内部，则该光线在光学材料内部可能的传播路径是图中的()图208解析：由于沿BA方向折射率均匀减小，当光在该种透明的

9、光学材料传播时始终处于由光密介质到光疏介质的阶段，因此折射角越来越大，相应的入射角也越来越大，最后发生全反射，又由光疏介质射向光密介质，发生折射，所以选项D正确。答案：D13凸透镜的弯曲表现是个球面，球面的半径叫做这个曲面的曲率半径，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入(如图209所示)。从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹。这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫做牛顿环，它是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的。如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径是更大还是更小？如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径是变大还是变小？图209解析：由于

10、以接触点为圆心的同一圆周上空气楔厚度相同，光通过空气楔的光程差是相同的，所以干涉条纹是环形的，若某一厚度空气楔环，光通过它的光程差为的偶数倍，对应一亮环。若换作曲率半径更大的凸透镜，则这一厚度要外移，对应牛顿亮环半径要变大。其他环半径依次变大，所以圆环半径要变大。同理，若改用波长更长的单色光照射，观察到圆环半径变大。答案：变大变大14为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁。为了使波长为5.52107 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度？解析：由于人眼对绿光最敏感，所以通常所用的光学仪器其镜头表面所涂的增

11、透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消，但薄膜的厚度不宜过大，只需使其厚度为绿光在膜中波长的，使绿光在增透膜的前后两个表面上的反射光互相抵消。而光从真空进入某种介质后，其波长会发生变化。若绿光在真空中的波长为0，在增透膜中的波长为，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n即那么增透膜厚度h m1107 m。答案：1107 m15单色细光束射到折射率n的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i45，经折射进入球内后又经内表面反射一次，再经球表面折射后射出的光线，如图2010所示(图上已画出入射光线和出射光线)。图2010(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向；(2)求入射光与出射光之间的夹角；(3)如果入射的是一束白光，透明