5光的色散与光的波动性练习

作业5光的色散一、选择题(每小题5分,共40分)1.一束白光从空气中通过三棱镜后发生色散,下列说法正确的是(AD)A.红光比紫光偏折小B.棱镜对红光的折射率较紫光大C.红光在棱镜中的速度比紫光小D.红光和紫光通过三棱镜时速度变小2如图所示,一束红光和一束紫光平行入射到三棱镜上,经三棱镜折射后交会在屏上同一点,若n1和n2分别表示三棱镜对红光和紫光的折射率,则有(B)A.n1n2,a为红光,b为紫光B.n1n2,a为紫光,b为红光C.n1n2,a为红光,b为紫光D.n1n2,a为紫光,b为红光3.abc为一全反射棱镜,它的主截面是等腰直角三角形,如图所示,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上全反射若光线在ac面上入射点位置不变,改变入射光的方向(不考虑自bc面反射的光线),已知C红C紫(c为临界角),那么(A)A.使入射光按顺时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则红光将首先射出.B.使入射光按顺时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则紫光将首先射出.C.使入射光按逆时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则紫光将首先射出.D.使入射光按逆时针方向逐渐偏转,如果有色光从ab面射出,则红光将首先射出.4等腰三棱镜的顶角为30°,光线垂直棱镜的一个腰射入棱镜,从另一个腰射出,出射光线偏离原来光线方向30°角,如图所示,则制成该棱镜材料的折射率是(A)A.3B.23C.33D.235.一块全反射棱镜,它改变光路的情况有(ABC)A.使光线的传播方向改变90°B.使光线传播方向改变180°C.使一束平行光上F边缘互相对调D.使一平行光束变成发散光束6.如图所示,光线斜射到一块两面平行的玻璃砖的一个侧面,出射光线相对入射光线发生甲行侧移,侧移量d的大小与下列物理量中有关的是(ABCD)A.玻璃的折射率B.玻璃砖的厚度C入射角的大小D光的频率7.如图所示,透明薄壁圆桶型水槽中装有水,置于水平桌面上,筒内有一可绕轴O转动的平面镜,一束自光水乎射向平面镜,恰使光线竖直地射出水面.设光从水射向空气时,红光的临界角为Cl,紫光的临界角为C2,则当镜面从图示位置起发生下述哪种转动时恰好无光射出水面(B)A.顺时针转过C1B.逆时针转过C1/2.C.顺时针转过C2/2D.逆时针转过C2.8.一块半圆柱形玻璃砖放在空气中,如图所示,一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖,经玻璃砖折射后在光屏P上形成由红到紫的彩色光带,当α逐渐减小时；彩色光带变化情况是(BD)A.红光最先消失B.紫光最先消失C.红光和紫光同时消失D.从左到右的色光排列为红一紫二、填空题(每小题5分,共15分)9.三棱镜的横截面为如图所示的直角三角形ABC,其中∠B=30°,当一束单色光垂直入射棱镜的BC面,到达AB面的P点时发生全反射,此后,光线再经过________次全反射,从________面射出.(3,BC)10.有一横截面为等腰三角形的玻璃棱镜,它的顶角为30°,光线垂直于棱镜的一侧面射入,从另一侧面射出,若出射光线与入射光线的夹角为30°,则此棱镜的折射率为________.(3)11.光从玻璃棱镜的一个侧面射入,从另一侧面射出,射出的方向跟射入方向相比,明显地向着棱镜的________；隔着棱镜看物体,就可以看到物体的虚像,这个虚像的位置比物体的实际位置向________.(底边偏折,顶角偏移)三、计算题(共45分)12.(12分)如图所示,棱镜的AC表面镀有反射膜,一束白光射向AB面,经折射、反射后,在光屏P上形成宽ab的彩色光带.试用作图法分析ab上色彩的排列情况.(A到b依次红光到紫光)13.(15分)水面下有一水平放置的平面镜,一束白光垂直水面射入水中并射向平面镜,已知红光由水中射向空气时临界角为C1,紫光由水中射向空气时临界角为C2,那么当平面镜绕其中心转动时,须至少转过多少角度时,才没有光线射出水面?(2C1)14.(18分)如图所示,透明介质球的半径为R,光线DC平行于直径AB射到介质球的C点,DC与AB的距离H=O.8R.(1)试证明：DC光线进入介质球后,第一次到达介质球的界面时,在界面上不会发生全反射；(要求说明理由)(2)若DC光线进入介质球后,第二次再到达介质球的界面时,从球内折射出的光线与入射光线平行,求介质的折射率.((1)略，(2)1.79)作业6单元训练卷一、选择题(每小题3分,共36分)1.人站在岸上看清澈水中的鱼和水草,看到的是(C)A.鱼和水草本身B.鱼和水草的实像C.鱼和水草的虚像D.斜看时,看到的是虚像；垂直于水面看时,看到的是鱼和水草本身.2.如图所示,虚线表示两种介质的界面及其法线,实线分别表示入射光线、反射光线和折射光线对此,下列说法中正确的是(ABD)A.BO不可能是入射光线B.AO可能是入射光线.C.CO可能是入射光线D.OB可能是反射光线.3.夏天中午时,若发生日偏食,在树阴下,可以看见地面上有一个个亮斑,这些亮斑是太阳光透过浓密的树叶之间的缝隙照到地面上形成的亮斑的形状是(C)A.不规则图形B规则的圆形C.规则的月牙形D.以上都有可能4.如图所示,两束颜色不同的单色光束A和B分别沿半径方向射入半圆形玻璃砖,出射光线都沿OP方向,下列说法正确的是(C)A.A穿过玻璃砖所需的时间较长.B.光由玻璃射向空气发生全反射时,A的临界角小.C.光由玻璃射向空气发生全反射时,B的临界角小.D.以上都不对.5.在完全透明的水下某深度处.放一点光源.在水面上可见一个圆形透光平面,如果透光圆面的半径在匀速增大则光源正在(D)A.加速上升B.加速下降C.匀速上升D.匀速下降6.如图所示,在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜,里面是空气,一束光从三棱镜左边A点射入,从三棱镜右边射出时拉生色散,各色光分布在a点和b点之间,则(B)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a、b中点射出的是紫光.D.从a点和b点射出的都是紫光,从a、b中点射出的是红光.7.如图所示,光从真空中入射到一块平的透明材料上,入射角是40°,问反射光线和折射光线之间的夹角的可能范围是(C)A.小于40°B.在40°～100°之间C.在100°～140°之间D.大于140°8.如图所示为一截面为1/4圆的玻璃棱镜,一束平行单色光平行于OA面且垂直于OB面入射到圆弧面上已知棱镜玻璃的折射率为2(临界角为45°),则以下说法正确的是(A)A.所有入射光线通过棱镜后都能从OB面出射.B.当光线与入射点处半径夹角大于45°时,这部分光将在OB面上发生全反射.C.当光线与入射点处半径夹角小于45°时,这部分光将在OB面上发生全反射.D.当光线与入射点处半径夹角大干75°时,这部分光将在OB面上发生垒反射.9.平行的红光、绿光、紫光同时斜射到一块长方形玻璃砖上,通过玻璃砖后从另一表面射出,则下列叙述中错误的是(D)A.在玻璃中速度最大的是红光.B.通过玻璃砖后侧移距离摄大的是紫光.C.红光、绿光、紫光通过玻璃砖后仍然是平行光.D.该入射光中的红光从玻璃中射出时有可能发生全反射.10一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃表面,如图所示,i代表入射角,则(BCD)A.当i45°时会发生全反射.B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°.C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射.D.当入射角i=arctan2时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直.11.一强点光源放在10cm厚的玻璃板下表面上,在玻璃板的上面可以看到点光源的周围有一圆形暗圈.若玻璃的折射率为1.5,则暗圈的直径约为(C)A.36cmB.30cmC.18cmD.15cm12.人站在湖边观察稍远处水下的一条鱼,人看到鱼的位置应在鱼实际位置的(B)A.正上方某处B.上方偏向观察者某处.C.下方偏离观察者某处D.无法确定.二、填空题(每题3分,共15分)13.在水面上沿竖直方向观察水下的物体,感觉到物体深度为1.5m,水的折射率是4/3,该物体实际距水面________________m.(2)14已知某种无色透明液体对红、绿和蓝光的折射率分别为1.512、1532、1534如果这些光从液体中射向液体与空气的交界面并且射角等于绿光的临界角.从液面上方俯视看,液体将呈现_____色.(红)15.在厚度为d、折射率为n的大玻璃板的下表面,紧贴着一个半径为r的圆形发光面,如图所示为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面,可在玻璃板的上表面贴一张纸片,所贴纸片的最小面积为________.答案：221ndr16如图所示为一块用折射率n=2的玻璃制作的透明体的横截面,ab是半径为________R的圆弧,ac边与bc边垂直,∠aOc=60°当一束平行黄光垂直照到ac时,ab弧的外表面只有一部分是黄亮的,其余是暗的,那么黄亮部分的弧长为______________.答案：6R17.厚度为d的平行玻璃板,其下表面镀银,一束光线以60°的入射角从空气射到玻璃板的上表面,其上表面的反射光与进入玻璃经下表面反射再射向空气的光线平行,设这两束平行光相距也为d,则此玻璃板的折射率为________.答案：26三、计算题(共49分)18.(6分)厚度不计的平面镜MN放在水平地面上,平面镜的左端有一根足够长的标杆OO′,右端直立着一个人SD,S为人眼所在的位置,如图所示.请用作图法求出人跟通过平面镜所看到的标杆部分,并写出作图步骤.答案：略19.(8分)折射率为3的玻璃球,被一束光线照射,若入射角i=60°求：(1)入射处反射线与折射线的夹角；90°.(2)光线从球射入空气的折射角60°.答案：(1)90°(2)60°20.(10分)光线从甲介质投射到甲、乙两种介质分界面时,入射线与界面的夹角为30°,它的折射线与反射线间的夹角是90°(如图),求介质乙对甲的折射率光线由哪种介质射向两介质的界面时有可能发生全反射?临界角为多大?答案：3,由乙介质射向界面有可能发生全反射,33arcsin.21.(12分)半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O,两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直光线①的入射点A为圆柱面的顶点,光线②的入射点为B,∠AOB=60°,已知该玻璃对红光的折射率n=3求：(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d；(2)若入射的是单色蓝光,则距离d比上面求得的结果是大是小?答案：(1)R/3，(2)小22.(13分)如图所示,宽度为a的平行光束从空气斜射到两面平行的玻璃板上表面,入射角为45°,光束中含有两种不同波长的单色光玻璃对两种单色光的折射率分别为n1=2,n2=3求：(1)这两种波长的光通过玻璃板所需的时间之比；(2)要使光束从玻璃板下表面出射时能分成不相交叠的两束光,玻璃板的厚度d至少为多少?(结果可以用根式表示)答案：(2)2a10365,(1)9152第二十章光的波动性作业1光的干涉(1)一、选择题(每小题5分,共50分)1两只普通的白炽灯发出的光相遇时,我们观察不到干涉条纹,这是因为()A.两只灯泡的亮度不同.B.灯光的波长太短.C.它们是非相干光源.D.电灯发出的光不稳定.答案：C2.关于杨氏双缝下涉,下列说法正确的是()A.该实验证明光具有波动性.B.凡波峰与波谷相遇处必为暗条纹.C.凡由同一光源发出的两束光线叠加后,总能形成干涉图像.D.干涉条纹的间距与光波的波长成正比.答案：ABD3.分别用橙光和绿光做双缝干涉实验(实验中双缝间的距离以及缝到屏的距离保持不变),下列说法正确的是()A.橙光相邻亮纹的间距比绿光小,因为橙光的频率比绿光小.B.橙光相邻亮纹的间距比绿光小,因为橙光的波长比绿光小.C.橙光相邻亮纹的间距比绿光大,因为橙光的频率比绿光大.D.橙光相邻亮纹的间距比绿光大,因为橙光的波长比绿光大.答案：D4.如图所示是光的双缝干涉的示意图,下列说法中正确的是()①单缝S的作用是为了增加光的强度.②双缝S1、S2的作用是为了产生