【高考精粹】高考二轮复习学案专题第十四讲：光学

2019届高三二轮复习专题复习
专题十四 光学(2课时）
考纲解读
考点
要求
考点解读及预测
相对论、光的折射
Ⅱ
不要求应用公式计算全反射的临界角，透镜成像也不再考查。因此对该部分的考查，将会以定性为主，难度不会太大，灵活性会有所加强，会更注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景的分析能力的考查。
光的本性、原子和原子核是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。
“获取知识的能力”是考试说明对考生提出的五个要求中的一个。随着命题向能力立意方向的转化，要注意近代物理知识的考查以信息题的形式出现。
相对论、光的干射
Ⅱ
光学材料的折射率
Ⅱ
光的折射
Ⅱ
光的全反射
Ⅱ
知识梳理
典例分析
考点一 光的折射
光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射.
光的折射定律（1）折射光线，入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居于法线两侧（2）入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常数.（3）在折射现象中，光路是可逆的.
光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr.
某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n=c/v，因c>v，所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质。
【例1】一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA=60°，∠NOB=30°。求（1）光线在M点的折射角；（2）透明物体的折射率。
答案：如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线。
设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，，。
根据题意有①由几何关系得，，于是②， 且③， 由①②③式得④（2）根据折射率公式有⑤由④⑤式得⑥
解题思路：作好光路图是解题的关键，根据图确定入射角、折射角，由光的折射定律求出入射角的大小，最大张角是入射角的2倍，用全反射现象求第（2）问。
【例2】如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中（ ）
A．1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能
B．4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能
C．7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能
D．只能是4、6中的某一条
答案：B
解题思路：光线由左边三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定（若未知介质的折射率n与玻璃折射率相等，不侧移；若n>时，向上侧移；若n<时，向下侧移），但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条。选项B正确。
规律方法：平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的，是“有形”的，其折射率大于周围介质的折射率，这时光线的侧移方向也是我们熟悉的。而该题中，未知介质形成的两面平行的“玻璃砖”并未勾勒出来，倒是其两侧的介质（三棱镜）被清楚地勾勒出来了，而且前者的折射率未必大于后者。这就在一定程度上掩盖了两面平行“玻璃砖”的特征。因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征，而且要会灵活地运用，将新的情景转化为我们熟知的模型。
考点二 全反射
1.全反射:光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
2.全反射的条件①光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空（或空气）.②入射角大于或等于临界角临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示sinC=1/n。
【例1】一玻璃三棱镜，其截面为等腰三角形，顶角θ为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角θ可在什么范围内取值？
答案：设入射光线经玻璃折射时，入射角为I，折射角为r，射至棱镜右侧面的入射角为。根据折射定律有①由几何关系得：②③④当时，由①式知，有最大值（如图）由②式得，③同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，即由①②③④式和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为
解题思路：画好光路图，在右侧面找到了临界状态，即光发生全反射的状态，再根据折射定律和几何关系找到顶角的临界角。
考点三 光的干涉
光的干涉的条件是：有两个振动情况总是相同的波源，即相干波源。（相干波源的频率必须相同）。形成相干波源的方法有两种：⑴利用激光（因为激光发出的是单色性极好的光）。⑵设法将同一束光分为两束（这样两束光都来源于同一个光源，因此频率必然相等）。下面4个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源的示意图。
2.干涉区域内产生的亮、暗纹
⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= nλ（n=0，1，2，……）
⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ= （n=0，1，2，……）
相邻亮纹（暗纹）间的距离 。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
【例1】 把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是(　　)A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动
D观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的另一侧.
答案：AC
解题思路：本实验是薄膜干涉，是空气膜干涉，A正确，干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波峰与波谷叠加的结果，B错，因为光的等厚干涉有?其中h是空气膜的厚度，k是干涉级，可见厚度越小的地方，干涉级越小.所以，最初始的情况是：两个玻璃相接触的地方，干涉级最小，向右依次增大.现在，提升上面的玻璃，厚度增加，原来厚度为最小的地方，现在变厚了，厚度跟初始的厚度最小的地方的右边的厚度一样了，那么原理在右边的条纹，现在就应该往左边移动了，所以，此题答案是向左侧移动，C正确，观察薄膜干涉条纹时，眼睛应在入射光的同一侧.
考点四 光的衍射与偏振
光的衍射----光通过很小的孔、缝或障碍物时，会在屏上出现明暗相间的条纹，且中央条纹很亮，越向边缘越暗。
⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。
⑵发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小。（当障碍物或孔的尺寸小于0.5mm时，有明显衍射现象。）
⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大，而亮度变暗。
光的偏振现象：通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动，称为偏振光。光的偏振说明光是横波。
【例1】列有关光现象的说法中正确的是（　　）
A.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
C.光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
D.光的偏振现象说明光是一种纵波
答案：B
考点五 电磁波
电磁波：
　电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.
2、电磁波的特点：
　（1）电磁波是横波,电场强度E和磁感应强度B按正弦规律变化,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直。　（2）电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同。
　（3）v=λf
3、电磁波具有波的特性
【例1】列关于电磁波的说法，正确的是（ ）
A.电磁波只能在真空中传播
B.电场随时间变化时一定产生电磁波
C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
答案：C
解题思路:赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
专题训练：
一．选择题
1.下列现象中属于光的干涉现象的是(　　)
A.天空出现彩虹
B.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹
C.阳光通过三棱镜形成彩色光带
D.光线通过一个极窄的缝呈现明暗相间的条纹
2.红光和紫光相比(　　)
A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大
B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大
C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小
D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小
3.在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源)，小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔.设水中无杂质，且水面平静，则下面的说法中正确的是(　　)
A.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关
B.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置有关
C.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关
D.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关
4.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是(　　)
A.一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C.质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波波长约为10－23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
5.下表给出了一些金属材料的逸出功.
材料
铯
钙
镁
铍
钛
逸出功(10－19 J)
3.0
4.3
5.9
6.2
6.6
现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h=6.6×10－34 J·s，光速c=3.0×108 m/s)(　　)
A.2种　 B.3种　 C.4种　 D.5种
6.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过.如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下列哪一种现象(　　)
A.透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零
B.透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值
C.透过的光强在整个过程中都增强
D.透过的光强先增强，再减弱，然后又增强
7.一束激光以入射角i=30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示.如果反射光斑位置向左移动了2 cm，说明液面高度(　　)
A.上升了 B.上升了 C.下降了 D.下降了
8.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则(　　)
A.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C.当照射光的频率大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D.当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
9.如图所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，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，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是图中的(　　)
10.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成，板面积为S，间距为d.现用波长为λ(λ1＜λ＜λ2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于(　　)
A. B. C. D.
填空实验题
11.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(　　)
A.a、c B.b、c C.a、d D.b、d
12.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、A.
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.
在操作步骤②时还应注意_________和__________.
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=_________，求得所测红光波长为__________nm.
三、计算题
13.(10分)如图14-7所示，置于空气中的一个不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.
14.(10分)为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=3的玻璃砖,如图148所示.试问:
(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?
(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率多大的玻璃砖?
15.(10分)用金属钠作阴极的光电管，如图所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为540 nm，若用波长为4.34×10－7 m的紫外线照射阴极，求:
(1)阴极所释放光电子的最大初速度为多少？
(2)将滑片C向左移动，使K的电势高于A的电势时，电流表中还有无光电流？当O、C间的电压U1为多大时，电流表中的电流为零？
16.(12分)一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10 m，如图所示，转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60 s，光束转动方向如图中箭头所示，当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上，如果再经过Δt=2.5 s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？(结果保留两位有效数字)
参考答案
专题训练：
一．选择题
1.下列现象中属于光的干涉现象的是(　　)
A.天空出现彩虹
B.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹
C.阳光通过三棱镜形成彩色光带
D.光线通过一个极窄的缝呈现明暗相间的条纹
解析:A、C为光的色散现象，D为光的衍射.
答案:B
2.红光和紫光相比(　　)
A.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大
B.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大
C.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小
D.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小
解析:红光的频率比紫光的频率小，由E=hν可知红光的能量比紫光小，据此可排除选项A、C；红光在介质中的折射率比紫光在介质中的折射率小，由可知在同一种介质中红光的传播速度比紫光的大，所以B选项正确，D选项错误.
答案:B
3.在没有月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源)，小鱼在水中游动，小鸟在水面上方飞翔.设水中无杂质，且水面平静，则下面的说法中正确的是(　　)
A.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置无关
B.小鱼向上方水面看去，看到的亮点的位置与鱼的位置有关
C.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置无关
D.小鸟向下方水面看去，看到的亮点的位置与鸟的位置有关
解析:小鱼通过水面看灯是反射成像，不同位置射入鱼眼的反射光线不同，但反射光线的延长线交于一点，即为“平面镜”成的像.而鸟看灯是折射成像，鸟在不同位置射入鸟眼的折射光线不同，折射光线的延长线在不同位置交于不同点，故选项A、D对.
答案:AD
4.现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是(　　)
A.一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多
B.肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的
C.质量为10－3 kg、速度为10－2 m/s的小球，其德布罗意波波长约为10－23 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹
D.人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同
解析:一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多，反映的是光电效应规律，体现光的粒子性，A错误；C项是单个物体的低速运动，也不能突出体现波动性，C错误；B、D正确.
答案:BD
5.下表给出了一些金属材料的逸出功.
材料
铯
钙
镁
铍
钛
逸出功(10－19 J)
3.0
4.3
5.9
6.2
6.6
现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有(普朗克常量h=6.6×10－34 J·s，光速c=3.0×108 m/s)(　　)
A.2种　 B.3种　 C.4种　 D.5种
解析:设入射光子的能量为E、频率为ν、波长为λ，则存在E=hν和c=λν，两式联立代入数据可得E=4.95×10－19 J.由此可见，波长为400 nm的单色光可以使表中铯、钙两种金属发生光电效应.
答案:A
6.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过.如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下列哪一种现象(　　)
A.透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零
B.透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值
C.透过的光强在整个过程中都增强
D.透过的光强先增强，再减弱，然后又增强
解析:当两偏振片的偏振方向相同时，透过两偏振片的光强最强，当两偏振片的偏振方向垂直时，通过两偏振片的光强最弱，理想情况下可以认为是零.现在通过两偏振片的光强为零，说明两偏振片的偏振方向是互相垂直的.当其中一个偏振片转过180°的过程中，两偏振片的偏振方向由互相垂直到互相平行再到互相垂直，所以通过两偏振片的光强由零增强到最强再减弱到零，即选项A正确.
答案:A
7.一束激光以入射角i=30°照射液面，其反射光在固定的水平光屏上形成光斑B，如图所示.如果反射光斑位置向左移动了2 cm，说明液面高度(　　)
A.上升了 B.上升了 C.下降了 D.下降了
解析:由题图可知，若光斑左移2 cm，则液面上升
答案:B
8.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则(　　)
A.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C.当照射光的频率大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D.当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
解析:由爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν－W、逸出功W=hν0知，当入射光频率为2ν0时，一定能产生光电子，其最大初动能Ekm=2hν0－hν0=hν0，故A、B正确，D错误；逸出功与金属材料有关，与入射光频率无关，故C错.
答案:AB
9.如图所示为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，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，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是图中的(　　)
解析:我们可以将该光学材料分成水平的若干层，则光线每由下一层(光密介质)射入上一层(光疏介质)其折射角都会大于入射角，从而最终造成全反射，就如大气中的一种全反射(形成蜃景)一样，所以该单色光a在该材料内部可能的传播途径为D选项所示路线.本题正确选项为D.
答案:D
10.真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成，板面积为S，间距为d.现用波长为λ(λ1＜λ＜λ2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于(　　)
A. B. C. D.
解析:根据题意可知，波长为λ的单色光能够使钾发生光电效应，根据光电效应方程有(①式)，Q=CU(②式)，(③式)，由①②③式联立有
答案:D
填空实验题
11.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是(　　)
A.a、c B.b、c C.a、d D.b、d
解析:根据衍射图样特点“条纹不等间距且中央条纹最亮最宽”可知本题正确选项为D.
答案:D
12.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、__________、A.
(2)本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.
在操作步骤②时还应注意_________和__________.
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为________mm.
(4)已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=_________，求得所测红光波长为__________nm.
解析:(1)滤光片E是从白光中滤出单色红光，单缝屏作用是获取点光源，双缝屏作用是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上.所以排列顺序为:C、E、D、B、A.
(2)在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时，必须使缝平行；单缝、双缝间距离大约为5～10 cm.
(3)螺旋测微器的读数应该:先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距
(4)由条纹间距离公式得:代入数值得:λ=6.6×10－7 m=6.6×102 nm.
答案:(1)E、D、B
(2)见解析
(3)13.870　2.310
(4)　6.6×102
三、计算题
13.(10分)如图14-7所示，置于空气中的一个不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.
解析:若线光源底端在A点时，望远镜内刚好可看到线光源的底端，则有:∠AOO′=α
其中α为此液体到空气的全反射临界角，由折射定律得:
同理，线光源顶端在B1点时，望远镜内刚好可看到线光源的顶端，则:∠B1OO′=α
由图中几何关系得:
解得:
答案:1.25
14.(10分)为从军事工事内部观察外面的目标,在工事壁上开一长方形孔,设工事壁厚d=34.64 cm,孔的宽度L=20 cm,孔内嵌入折射率n=3的玻璃砖,如图148所示.试问:
(1)嵌入玻璃砖后,工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少?
(2)要想使外界180°范围内的景物全被观察到,则应嵌入折射率多大的玻璃砖?
解析:工事内部的人从内壁左侧能最大范围观察右边的目标.光路如图所示.
已知d=34.64 cm,L=20 cm,,所以β=30°.
(1)由折射定律有得α=60°
即视野的张角最大为120°.
(2)要使视野的张角为180°,即α′=90°
由折射定律有所以n=2.
答案:(1)120°　(2)2
15.(10分)用金属钠作阴极的光电管，如图所示连入电路，已知能使电路中有光电流的最大波长为540 nm，若用波长为4.34×10－7 m的紫外线照射阴极，求:
(1)阴极所释放光电子的最大初速度为多少？
(2)将滑片C向左移动，使K的电势高于A的电势时，电流表中还有无光电流？当O、C间的电压U1为多大时，电流表中的电流为零？
解析:(1)逸出功W＝hc/λ0＝3.68×10－19 J
最大初动能
则光电子最大初速度
vm＝4.46×105 m/s.
(2)当K极板电势高于A极时，还可能有光电流，因为K极板逸出的光电子尚有初动能，可克服电场力做功到达A板，从而形成光电流.但电压升高到U1，使得时，就不能形成光电流了，即
答案:(1)4.4 6×105 m/s
(2)可能有，也可能没有　0.56 V
16.(12分)一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上，到轨道的距离MN为d=10 m，如图所示，转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描，扫描一周的时间为T=60 s，光束转动方向如图中箭头所示，当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上，如果再经过Δt=2.5 s光束又射到小车上，则小车的速度为多少？(结果保留两位有效数字)
解析:本题考查光的直线传播和匀速圆周运动规律，是一道设计新颖的好题，要求学生画出小车运动位置的示意图，才能求出符合题意的两个结果.在Δt内光束转过角度为(①式)，如图所示，有两种可能:
(1)光束照射小车时，小车正在接近N点，Δt内光束与MN的夹角从45°变为30°，小车走过l1，速度应为(②式)；由图可知
l1=d(tan45°－tan30°)(③式)
由②③两式并代入数值，得v1=1.7 m/s(④式).
(2)光束照射小车时，小车正在远离N点，Δt内光束与MN的夹角从45°变为60°，小车走过l2，速度应为(⑤式)
由图可知l2=d(tan60°－tan45°)(⑥式)
由⑤⑥两式并代入数值，得v2=2.9 m/s.
答案:(1)当光束照射小车时，小车正在接近N点，这时小车的速度应为1.7 m/s；(2)当光束照射小车时，小车正远离N点，这时小车的速度应为2.9 m/s.