(2)光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大?(3)該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角. 圖14 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

玻璃棱鏡ABCD可以看成是由如圖所示的ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成，一束從AD面入射頻率5.3×1014Hz的單色細(xì)光束在棱鏡中的折射光線ab與AD面的夾角α＝60°，已知光在真空的速度c＝3×108m / s，玻璃的折射率n=1.5。求：
（1）這束入射光線的入射角的正弦值為多少？
（2）光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大？
（3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角正弦值為多少？

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（12分）如圖所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成。一束頻率為5.3X1014Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角α=60°。己知光在真空中的速度c=3×108m／s，玻璃的折射率n=1.5，求：

    （1）這束入射光線的入射角多大？

    （2）光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大?（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

    （3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。（結(jié)果可用三角函數(shù)表示）

 

 

 

 

 

 

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如圖所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成。一束頻率為5.3X1014Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角α=60°。己知光在真空中的速度c=3×108m／s，玻璃的折射率n=1.5，求：

    （1）這束入射光線的入射角多大？

    （2）光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大?（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

    （3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。（結(jié)果可用三角函數(shù)表示）

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如圖所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成。一束頻率5.3×1014Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角。已知光在真空中的速度c=3×108m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：

（1）這束入射光線的入射角多大？

（2）光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大？

（3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。

（結(jié)果可用三角函數(shù)表示）

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如圖所示，玻璃棱鏡ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三個(gè)直角三棱鏡組成。一束頻率5.3×1014Hz的單色細(xì)光束從AD面入射，在棱鏡中的折射光線如圖中ab所示，ab與AD面的夾角。已知光在真空中的速度c=3×108m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：

（1）這束入射光線的入射角多大？

（2）光在棱鏡中的波長(zhǎng)是多大？

（3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。（結(jié)果可用三角函數(shù)表示）

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高考真題

1．【解析】通過(guò)手指的縫隙觀察日光燈，看到彩色條紋，是光的衍射現(xiàn)象。D不正確。

【答案】D

 

 2．【解析】由題可知單色光在玻璃球體發(fā)生了全反射，如圖24所示，

為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖．A、C為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD

平行于入射光線，故，所以，

玻璃的折射率．                                

【答案】C                                                     圖24

 

3．【解析】依題意，畫(huà)出紅、藍(lán)光線經(jīng)過(guò)平板玻璃磚實(shí)的光路如圖25示。玻璃中的光速則為，設(shè)玻璃磚的厚度為d，在未發(fā)生全反射之前，光通過(guò)玻璃磚的時(shí)間為。由折射定律知，因此，，由于藍(lán)光的頻率大于紅光的頻率，故玻璃對(duì)紅光的折射率n1小于對(duì)藍(lán)光的折射率n2且都大于1.5，考慮以上因素，                                                           

 

圖25

由此式可知，在未發(fā)生全反射之前，t1＜t2。

【答案】B

4．【解析】白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋（即黑條紋）相間，B對(duì)；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯(cuò)；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對(duì)

【答案】BD

5．【解析】金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，D對(duì)。                      圖4

【答案】D

6．【解析】吹出的肥皂泡卻是彩色的，證時(shí)了光的干涉現(xiàn)象，熱中子的德布羅意波長(zhǎng)與晶體中原子間距大致相同，說(shuō)明了光的波動(dòng)性．

【答案】BD

 

7．【解析】微波是電磁波，其波長(zhǎng)在10-3m到10m之間；黑體的熱輻射是輻射電磁波；普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)

【答案】ACD

 

8．【解析】光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)的是利用了幾何光學(xué)的全反射  ，全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角等于或大于臨界角

【答案】全反射   光疏介質(zhì)   臨界角

 

9．【解析】設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為 入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角α為入射角。過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，∠COB=α。又由△OBC知sinα=   設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，

由折射定律得                                                  

由以上式得                               圖26

由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ(見(jiàn)圖26)為30°。由折射定律得                 因此，所以

【答案】

10．【解析】（1）設(shè)光在介質(zhì)中的傳播速度為v，波長(zhǎng)為λ,頻率為f，則

         f=                     ①

                     ②

聯(lián)立①②式得             ③

從波形圖上讀出波長(zhǎng)m，代入數(shù)據(jù)解得

f=5×1014Hz

根據(jù)光線a在AC面的的入射角和折射角知玻璃磚的折射率，設(shè)此玻璃磚的臨界角為，解得，光線b在CD面上入射角和幾何關(guān)系可知為，因?yàn)?sub> ，故b在CD面上反生全反射；射到BD面的入射角由幾何關(guān)系可知為，因 ，故不會(huì)發(fā)生全反射而從BD面射出．根據(jù)折射定律可求得出射光線與界面法線的夾角為，故上述光路如

圖27所示。

【答案】（1）f=5×1014Hz（2）圖27所示

                                                      圖27

 

11．【解析】當(dāng)線光源上某一點(diǎn)發(fā)出的光線射到未被遮光板遮住的液面上時(shí)，射到遮光邊緣Ｏ的那條光線的入射角最小。如圖28所示

若線光源底端在Ａ點(diǎn)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)剛好可以看到此光源底端，

設(shè)過(guò)Ｏ點(diǎn)液面的法線為ＯＯ1，則　　　

                ①

其中a為此液體到空氣的全反射臨界角。由折射定律有

　　　　　　　　　　�、�                             圖28

同理，若線光源頂端在Ｂ1點(diǎn)時(shí)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡剛好可以看到此光源頂端，則。設(shè)此時(shí)線光源底端位于Ｂ點(diǎn)。由圖中幾何關(guān)系可得

　　　　　　　　　�、�

聯(lián)立②③式得           　　　④

【答案】

 

名校試題

1．【解析】 紅光折射率小于藍(lán)光折射率，由折射率公式n=c/v知紅光在同種介質(zhì)中的速度較大，即V1>V2; 由全反射公式sinc=1/n知紅光折射率小臨界角大; 所以藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)紅光依然有折射現(xiàn)象。選C

【答案】C

2．【解析】由于沒(méi)有確定幾何尺寸，所以光線可能射向Q的右側(cè)面，也可能射向Q的下表面，A錯(cuò)誤；當(dāng)光線射向Q的下表面時(shí)，它的入射角與在P中的折射角相等，由于nP＜nQ，進(jìn)入空氣中的折射角大于進(jìn)入P上表面的入射角，那么出射光線與下表面的夾角一定小于θ，B、C錯(cuò)誤，D正確。

【答案】D

3．【解析】由能量守恒可知，A正確，B錯(cuò)誤；由光子學(xué)說(shuō)及光電效應(yīng)的規(guī)律可知，C錯(cuò)誤，D正確。

【答案】AD

4．【解析】?jī)蓧K捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋是薄膜干涉，狹縫觀察發(fā)光的白熾燈也會(huì)看到彩色條紋是單縫衍射

【答案】C

5．【解析】單縫衍射的條紋是不等間距，中央亮紋又寬又亮

【答案】D

6．【解析】（1）ADEG

（2）如圖29所示，   

x=d(tanr2－tanr1)=d

  【答案】（1）ADEG    （2）d

 

7．【解析】反射角60°                 ③                 

由折射定律                                                 

                        ④

解得折射角r = 30°                   ⑤

因此反射光束1和透射光束2之間的夾角

【答案】

8．【解析】①連接BC，如圖30所示

在B點(diǎn)光線的入射角、折射角分別

標(biāo)為i、r，

Sini=5/10=/2, 所以，                             圖30

i＝45°

由折射率定律：

在B點(diǎn)有：                            

Sin r=1/2  故：r＝30°　  BC=2Rcos r     t= BCn/C=2Rncos r/C

t=(/3) ×10-9s

②由幾何關(guān)系

可知        α＝30°

【答案】（1）t=(/3) ×10-9s  （2）α＝30°

 

9．【解析】①P3 應(yīng)刻的折射率  

  

② 最靠近0C邊的是紫光；

增大入射角度，紫光在刻度盤(pán)上最先消失

【答案】（1）    （2）紫光在刻度盤(pán)上最先消失

（3）該束光線第一次從CD面出射時(shí)的折射角。          

（結(jié)果可用三角函數(shù)表示）

10．【解析】（1）設(shè)光在AD面的入射角、折射角分別為i、r  r=30°

    根據(jù)  

得   

（2）根據(jù)   

  • 
 
    
  
  
    
   
    
    
    
    
    
    （3）光路如圖31所示  
    ab光線在AB面的入射角為45°
    設(shè)玻璃的臨界解為C，則
    sin45°>0.67，因此光線ab在AB面會(huì)發(fā)生全反射
    光線在CD面的入射角r′=r=30°                              
圖31
    根據(jù) ，光線CD面的出射光線與法線的夾角
       由折射定律有：      ①
    又由幾何關(guān)系有：              ②
    解①②得  
    光線PC離直線AB的距離CD=Rsinα＝10cm（1分）
    則距離直線AB為10cm的入射光線經(jīng)折射后能到達(dá)B點(diǎn)．
    【答案】（1）    （2）    （3）
    11．【解析】光恰要發(fā)生全反射時(shí)的臨界線射到屏幕S上的
    E點(diǎn)到亮區(qū)中心O′的距離r，就是所求最大半徑，
    設(shè)臨界角為C，如圖所示
         …………①                                      

        又 …………②
         …………③
        解得 …………④
    【答案】
    12．【解析】由光電效應(yīng)規(guī)律可知：當(dāng)陰極發(fā)射的光電子全部達(dá)到陽(yáng)極A時(shí)，光電流達(dá)到飽和，由電流可知每秒到達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)，即每秒發(fā)射的電子數(shù).由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可計(jì)算最大的初動(dòng)能，光強(qiáng)加倍，每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)加倍，但入射光頻率不變，發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能不變.                                 

    （1）光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù)
    個(gè)
    根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程，光電子的最大初動(dòng)能：
    J
    J.
    （2）如果照射光的頻率不變，光強(qiáng)加倍，根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，陰極每秒發(fā)射的光電子數(shù)
    個(gè)
    光電子的最大初動(dòng)能仍然是J.
    【答案】（1）J.    （2）J.
    考點(diǎn)預(yù)測(cè)題
    1．【解析】物體S和它的虛像S'以平面鏡來(lái)說(shuō)總是對(duì)稱(chēng)的，因此平面鏡以速度v沿OS方向向光源靠近時(shí)，若以平面鏡為參照物，則不難看出S是沿SS'連線逐漸向平面鏡靠近，所以S'也是沿SS'連線逐漸向平面鏡移動(dòng)。由幾何知識(shí)和平面鏡成像特點(diǎn)可求出答案。設(shè)平面鏡從圖32所示的位置Ⅰ，移動(dòng)位置Ⅱ，沿OS方向向光源移動(dòng)的距離為L(zhǎng)，速度v=與此同時(shí)，光源S沿S'連線向平面鏡移動(dòng)距離d=Lsin30°,據(jù)物像對(duì)稱(chēng)規(guī)律可知虛像沿SS'連線向平面鏡移動(dòng)d=Lsin30°,所以像S'沿SS'連線向光源移動(dòng)的距離為d'=2d=L。則像移動(dòng)速率為v'=,故選C                                         

    【答案】C                                                   
圖32
    2．【解析】根據(jù)光的直線傳播，可以作出人影形成的圖像，由圖中的幾何關(guān)系，可以求出路燈距地面的高度。如圖33所示，設(shè)圖中A點(diǎn)為路燈位置，AB為由路燈向地面引的垂線，GE為題述某時(shí)刻人的位置，ED為此刻地面上他的影子；再過(guò)2s，人位于HF，其對(duì)應(yīng)影子則位于FC．則由題意有：EF＝vt＝2m
    由于△ABD∽△GED，故有
    即  ----------①
    由于△ABC∽△HFC，故有             
       圖33
    即  -----------②
    以GE＝HF＝1.7m，ED＝1.3m，EC＝EF十FC＝2m＋1.8m＝3.8m分別代入①②兩式聯(lián)立解之可得路燈距地面的高度為AB＝8.5m
    【答案】8.5m
    3．【解析】因?yàn)橥N介質(zhì)對(duì)紫光的折射率較大，故入射角相同時(shí)，紫光側(cè)移距離較大，A、B項(xiàng)錯(cuò)；設(shè)入射角為i,折射角為r,則側(cè)移距離,可見(jiàn)對(duì)于同一種色光,入射角越大,側(cè)移距離越大,D項(xiàng)正確。
    【答案】D
    4．【解析】點(diǎn)光源s射向圓形木板邊緣的光線進(jìn)入水中后折向水底，在水底以O(shè)為圓心，以R為半徑的圓形區(qū)域是點(diǎn)光源s發(fā)射的光線照射不到的影區(qū)（如圖34）
    由，
    得                      

    【答案】  
     
    圖34
    5．【解析】本題考查光的折射有關(guān)的知識(shí)，本題為中等難度題目。由該棱鏡的折射率為可知其臨界角C滿足：,可求出GG1右邊的入射光線沒(méi)有發(fā)生全反射，其左邊的光線全部發(fā)生全反射。所以光線只能從圓弧NG1射出。
    【答案】B
    6．【解析】如圖35所示,光線射到A或B時(shí),入射角大于臨界角,發(fā)生全反射,而后由幾何關(guān)系得到第二次到達(dá)界面的時(shí)候垂直打出.O點(diǎn)為∆ABC的重心,設(shè)EC=x,則由幾何關(guān)系得到: .解得光斑半徑x=2r
    【答案】C            
                                      圖35
     
    7．【解析】衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性，利用衍射條紋的圖樣與障礙物的形狀對(duì)應(yīng)，可以讓光攜帶不同的信息。所以選項(xiàng)BC正確。
    【答案】BC
    8.【解析】撤去一張紙后劈形空氣的薄膜的劈勢(shì)減緩，相同水平距離上，劈勢(shì)厚度變化減小，以致波程差變化減小，條紋變寬，條紋數(shù)量變少（變疏）故A正確。
    【答案】A
    9．【解析】真空玻璃管上采用鍍膜技術(shù)，利用的是從鍍膜前后表面反射回的相互疊加，增加光的強(qiáng)度，該技術(shù)對(duì)鍍膜的厚度有要求，即鍍膜厚度應(yīng)為自然光中主要色光的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，故該技術(shù)運(yùn)用了光的干涉原理
    【答案】C
    10．【解析】太陽(yáng)光是自然光，沿各個(gè)方向振動(dòng)的光都有，所以在偏振片另一側(cè)可看到透射光；沿豎直方向振動(dòng)的光，與的透振方向相同，能透過(guò)偏振光；沿與豎直方向成45°角的透振光，有部分能透過(guò)偏振片，故選ABD正確。
    【答案】ABD
    11．【解析】玻璃的透振方向是允許透過(guò)的偏振方向。要能看清自己車(chē)燈發(fā)出的光所照亮的物體，即車(chē)燈的透射炮經(jīng)對(duì)面物體反射后能進(jìn)入本車(chē)車(chē)窗玻璃，則同一車(chē)前窗玻璃和前燈玻璃的透振方向必須相同，選項(xiàng)AC錯(cuò)；若使對(duì)面的車(chē)燈不進(jìn)入車(chē)窗玻璃，則車(chē)窗玻璃的透振方向和對(duì)面車(chē)燈的透振方向必須豎直，B項(xiàng)中對(duì)面車(chē)燈光的偏振方向和本車(chē)車(chē)窗玻璃的透射方向相同，而D項(xiàng)符合垂直條件，故選項(xiàng)D正確。
    【答案】D
    12．【解析】因光子的頻率為=，又a、b、c三束單色光波長(zhǎng)關(guān)系a＞b＞c，得a＜b＜d，已知用b光束照射某種金屬時(shí)，恰能發(fā)生光電效應(yīng)，則c光束照射能發(fā)生光電效應(yīng)，a光不能，故B、C錯(cuò)，由光電效應(yīng)方程Ek=h－W，則c光束照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最大，D錯(cuò)，所以只有A正確。
    【答案】A
    13．【解析】由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程列式    ①
    又因?yàn)?sub>                                    
②
    聯(lián)立上式得：
    【答案】
     
    14．【解析】(1) hνmin= hc/λmax =13.6×1.6×10-19=2.2×10-18  J
           
λmax=6.63 ×10-34×3×108 /2.2×10-18 =9.1×10-8  m
    （2）       hν0 =hc/λ=w=3.6×1.6×10-19
=5.76×10-19J
    λ極=6.63
×10-34×3×108 /5.76×10-19 =3.5×10-7m
    （3）  EKA ?EKK = e U ，EKK=hν-w
                 
EKA=eU+ EKK =eU+hν-w=20+13.6-3.6=30eV
    【答案】（1）9.1×10-8  m （2）3.5×10-7m    （3）30eV
     
     
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