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专题强化练(十四)几何光学与物理光学
1.以下现象不属于衍射的是()
A.白光经过狭窄的单缝得到彩色图样
B.白光照耀肥皂膜呈现出彩色图样
C.光照耀刀片的阴影轮廓模糊不清
D.光照耀不透亮圆盘的阴影中心出现亮斑
解析:白光照耀单缝后,在光屏上出现彩色条纹是光的衍射现象,A项错误;白光照耀肥皂膜呈现彩色图样是光的薄膜干涉现象,B项正确;光照耀刀片的阴影轮廓模糊不清是光的衍射造成的,C项错误;白光照耀不透亮的小圆盘,在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造成的,D项错误.故选B.
答案:B
2.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).在下面的4幅图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是()
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
解析:双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹除中心亮条纹最宽、最亮之外,两侧条纹亮度、宽度都渐渐减小,因此1、3为双缝干涉条纹,2、4为单缝衍射条纹.双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx=eq\f(l,d)λ,红光波长比蓝光波长长,则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距,即1、3分别对应于红光和蓝光.而在单缝衍射中,当单缝宽度肯定时,波长越长,衍射越明显,即中心条纹越宽越亮,2、4分别对应于紫光和黄光.综上所述,1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是:红、紫、蓝、黄,B正确.
答案:B
3.一束单色光穿过两块两面平行的玻璃砖,出射光线与入射光线的位置关系可能正确的是()
解析:一束单色光穿过两块玻璃砖,分别经过两次从空气中射入到玻璃,和两次从玻璃射入空气的折射,且两块玻璃砖的两面都是平行的,依据折射定律可知,最终的出射光线与最初的入射光线平行,B、C两项错误.光由空气斜射进入玻璃砖,折射光线、入射光线在空气和玻璃砖两种介质中,折射角小于入射角;当光再由玻璃砖斜射进入空气时,折射角大于入射角,故最终的出射光线应当位于最初的入射光线延长线的左侧,A项正确,D项错误.故选A.
答案:A
4.如图所示为一光导纤维的示意图.光纤内芯的折射率为n(n1.1),外套的折射率为1.1.已知光在内芯和外套界面发生全反射时的临界角为C,且sinC=eq\f(1.1,n).为使光在内芯和外套界面发生全反射,光在光纤一端端面由空气干脆射入内芯时的入射角θ应满意()
A.sinθ≤eq\r(n2-1.21) B.sinθ≥1.1eq\r(n2-1)
C.sinθ≤eq\f(10,11)eq\r(n2-1) D.sinθ≤1.1eq\r(1-\f(1,n2))
解析:若光在内芯和外套界面恰能发生全反射,则在端面入射时eq\f(sinθ,sinα)=n在内芯与外套发生全反射时sin(90°-α)=sinC=eq\f(1.1,n),解得sinθ=eq\r(n2-1.21),则光在光纤一端端面由空气干脆射入内芯时的入射角θ应满意sinθ≤eq\r(n2-1.21),故选A.
答案:A
5.(2024·江苏卷)用某种单色光进行双缝干涉试验,在屏上视察到的干涉条纹如图甲所示,变更双缝间的距离后,干涉条纹如图乙所示,图中虚线是亮纹中心的位置.则双缝间的距离变为原来的()
A.eq\f(1,3)倍 B.eq\f(1,2)倍
C.2倍 D.3倍
解析:依据双缝干涉的条纹间距与波长关系有Δx=eq\f(L,d)λ,由题图知Δx乙=2Δx甲,则d乙=eq\f(1,2)d甲,故选B.
答案:B
6.(多选)某半导体激光器放射波长为1.5×10-6m,功率为5.0×10-3W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10-7m,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,该激光器发出的()
A.是紫外线
B.是红外线
C.光子能量约为1.3×10-18J
D.光子数约为每秒3.8×1016个
解析:波长的大小大于可见光的波长,属于红外线,故A项错误,B项正确.光子能量E=heq\f(c,λ)=6.63×10-34×eq\f(3×108,1.5×10-6)J=1.326×10-19J.故C项错误.每秒钟发出的光子数n=eq\f(Pt,E)=3.8×1016.故D项正确.故选BD.
答案:BD
7.(多选)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员放射激光信号,设激光光束与水面的夹角为α,如图所示.他发觉只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是()
A.水的折射率为eq\f(1,sin41°)
B.水的折射率为eq\f(1,sin49°)
C.当他以α=
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