題目列表(包括答案和解析)
在課外探究活動(dòng)中，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器．如圖所示，在一圓盤(pán)上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像．同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：
（2007?南開(kāi)區(qū)模擬）學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)．某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)液體折射率的儀器．如圖所示，在一個(gè)圓盤(pán)上過(guò)其圓心0作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P1位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察Pl、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住Pl、P2，同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值．這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則：
學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖所示．在一圓盤(pán)上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像．同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，若∠AOF=30°則（ ）| A、用該裝置能測(cè)量所有液體的折射率 | ||
| B、圖中P3位置處所對(duì)應(yīng)的折射率P4處的大 | ||
| C、作AO的延長(zhǎng)線交圓周于K，K處所對(duì)應(yīng)的折射率值應(yīng)為1 | ||
D、若OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對(duì)應(yīng)的折射率的值為
| ||
| E、測(cè)某液體折射率時(shí)，在右上方區(qū)域觀察不到P1、P2的像，說(shuō)明該液體的折射率大于2 |
Ⅰ學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖所示．在一圓盤(pán)上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2，并保持P1、P2位置不變，∠AOF=30°，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：| 3 |
| 3 |
學(xué)校開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，某研究小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量液體折射率的儀器，如圖所示．在一圓盤(pán)上，過(guò)其圓心O作兩條互相垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上，垂直盤(pán)面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2位置不變，每次測(cè)量時(shí)讓圓盤(pán)的下半部分豎直進(jìn)入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF作為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像，同學(xué)們通過(guò)計(jì)算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值，這樣只要根據(jù)P3所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值，則：| 3 |
| 3 |
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
③
聯(lián)立②③式得
�、�
【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)
|
由折射定律有：
①
②
cm（1分）
（2）
（3）
…………①
…………②
…………③
…………④
個(gè)
J
J.
個(gè)
J.
J. （2）
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
由于△ABD∽△GED，故有
----------①
圖33
-----------②
,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。
，
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。
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
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
=
，又a、b、c三束單色光波長(zhǎng)關(guān)系
a＞
①
②
