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光学复习(学案)一、光的直线传播例1.如图所示，在A点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S。现将小球从A点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是A.匀速直线运动B.自由落体运动C.变加速直线运动D.匀减速直线运动二、反射平面镜成像例2如图所示，画出人眼在S处通过平面镜可看到障碍物后地面的范围。例3.如图所示，用作图法确定人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。三、折射与全反射例4.直角三棱镜的顶角α=15°,棱镜材料的折射率n=1.5，一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入，试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。例5.如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=2的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α=45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：⑴该激光在光导纤维中的速度v是多大？⑵该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？四、棱镜例6.如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是A.n1n2，a为红光，b为蓝光B.n1n2，a为蓝光，b为红光C.n1n2，a为红光，b为蓝光D.n1n2，a为蓝光，b为红光例7.如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射例8.如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光a的折射率较小，那么下列说法中正确的有A.进入玻璃砖后两束光仍然是平行的B.从玻璃砖下表面射出后，两束光不再平行C.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定减小了D.从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同例9.如图所示，AB为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如图，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小。现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个A.B.C.D.例10.如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足A.折射率必须大于2B.折射率必须小于2C.折射率可取大于1的任意值D.无论折射率是多大都不可能规律：沿直线传播小孔成像本影和半影日食和月食现象同一均匀介质中光的波粒二象性光谱电磁说光子说电磁波速为c能在真空中传播波动说光电效应干涉、衍射微粒说波动说直进、反射、折射反射、折射光的本性几何光学反射定律平面镜球面镜反射定律的应用光的反射两面平行的玻璃砖棱镜折射定律光的色散全反射折射定律的应用光的折射在两种介质的界面光学MNABSMNyaθxoAByxoyxoyxoyxoααabMab例11.如图所示，一束平行单色光a垂直射向横截面为等边三角形的棱镜的左侧面，棱镜材料的折射率是2。试画出该入射光射向棱镜后所有可能的射出光线。五、光的波动性例12.用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx将增大B.如果增大双缝之间的距离，Δx将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大例13.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？例14.平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有A.在衍射图样的中心都是亮斑B.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽C.小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑D.小孔衍射的衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的例15.为了转播火箭发射现场的实况，在发射场建立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号。其中广播电台用的电磁波波长为550m，电视台用的电磁波波长为0.566m。为了不让发射场附近的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发_____信号，这是因为该信号的波长太______，不易发生明显衍射。例16.右图是伦琴射线管的结构示意图。电源E给灯丝K加热，从而发射出热电子，热电子在K、A间的强电场作用下高速向对阴极A飞去。电子流打到A极表面，激发出高频电磁波，这就是X射线。下列说法中正确的有A.P、Q间应接高压直流电，且Q接正极B.P、Q间应接高压交流电C.K、A间是高速电子流即阴极射线，从A发出的是X射线即一种高频电磁波D.从A发出的X射线的频率和P、Q间的交流电的频率相同六、光的粒子性例17.对爱因斯坦光电效应方程EK=hν-W，下面的理解正确的有A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EKB.式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C.逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W=hν0D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比例18.如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV七、光的波粒二象性例20.已知由激光器发出的一细束功率为P=0.15kW的激光束，竖直向上照射在一个固态铝球的下部，使其恰好能在空中悬浮。已知铝的密度为ρ=2.7×103kg/m3，设激光束的光子全部被铝球吸收，求铝球的直径是多大？（计算中可取π=3，g=10m/s2）八、.光的偏振例21.有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光九、物质波（德布罗意波）例22.试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。例23为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是A.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射EKAPQVAPKCBA3001、一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面，则下列说法正确的是（）A.当入射角大于450时会发生全反射B.无论入射角多大，折射角都不会超过450C.入射角为450时，折射角为300D.当入射角为arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直2.一束复色光从玻璃界面射向空气时分成a、b、c三束，如图所示.三束光相比较，可以确定（）A.在玻璃中a束光的速度较大B.在玻璃中c束光的速度较大C.c束光的频率最大D.由玻璃射向空气，三束光的临界角中a束光最大3.如图所示，abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形.一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线），则A.使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出B.使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出C.使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面D.使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面4、如图所示，一条光线从空气垂直射到棱镜的界面AB上，棱镜的折射率为2这条光线离开棱镜时与界面的夹角为：（）A.300B.450C.600D.9005．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的电动势E和极性已在图中标出.钨的逸出功为4.5eV。现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出)。那么下列图中能有电子到达金属网的是：（）6、把两枝铅笔并在一起，中间留一条狭缝，放在眼前，通过这条缝去看远处的日光灯，使狭缝的方向跟灯管平行，会看到平行的彩色条纹，这个现象是（）A．光的色散现象B.光的折射现象C．光的衍射现象D.光的偏振现象7．下列有关光现象的应用技术中，正确的说法是()（A）无影灯是应用光的衍射现象（B）检查平面的平整程度是应用光的干涉现象（C）分光镜是应用光的色散现象（D）光导纤维是应用光的全反射现象8．下列说法中正确的是()（A）天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的（B）玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说的基础上引入了量子理论（C）γ射线是波长极短的电磁波，它的贯穿能力很强（D）卢瑟福a粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构9、太阳表面温度约为6000K，主要发出可见光；人体温度约为310K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3K，所发出的辐射称为“3K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段：（）（A）无线电波（B）紫外线（C）X射线（D）γ射线10．氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。氢原子的电子由半径为ra的轨道跃迁到半径为rb的轨道时(rarb)：()（A）氢原子吸收某种频率的光子，电子的动能增加（B）氢原子放出某种频率的光子，电子的动能增加（C）氢原子吸收某种频率的光子，电子的动能减少（D）氢原子放出某种频率的光子，电子的动能减少11、设λ1、λ2是两种单色可见光1、2在真空中的波长.若λ1λ2,则这两种单色光相比()(A)单色光1的频率较小(B)玻璃对单色光1的折射率较大(C)在玻璃中,单色光1的传播速度较大(D)单色光1的光子的能量较大12、2001年10月，我国进行了第三次大熊猫普查，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等。红外遥感利用了红外线的()(A)热效应(B)相干性(C)反射性能好(D)波长大，易衍射13、井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则（）A．枯井中的青蛙觉得井口大些B．水井中的青蛙觉得井口大些C．晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星14、现代医疗器械很多专用设备是应用不同电磁波某些特性制成的，以下叙述正确的是A．胃镜利用了光的全反射现象B．肿瘤放疗仪利用了γ射线的电离作用C．红外线治疗仪利用了红外线的化学作用D．X光机利用了伦琴射线的穿透作用15、某种颜色的单色光照射到金属表面时，有光电子逸出，如果照射光的颜色不变，而光的强度减弱，那么将会出现()A.此时需照射一定的时间才有光电子逸出B.光电子的最大初动能减少C.光的强度减弱到某一值时，就没有光电子逸出D.光电子的最大初动能不变16、一束复色光由空气斜射向厚玻璃砖上表面，从下表面射出时分为a、b两束单色光，其传