高中物理人教版选修3-4第十三章 光的颜色+色散+激光+测试题 Word版含答案

十六） 光的颜色 色散 激光
一、单项选择题
1．关于激光与自然光，下列说法不正确的是(　　)
A．激光的频率单一，而自然光是含有各种色光频率的光，所以激光的相干性好
B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的
C．激光和自然光都具有相同的本质，它们都是由原子的跃迁产生的
D．相干性好是激光与普通光的重要区别
解析：选B　光都是由物质的原子中发射出来的，激光的频率单一，相干性很好，是与普通光的重要区别所在，自然光中含有各种频率的光，A、C、D正确，B错误。
2．一个半径较大的透明玻璃球体，若截去其上面的一大部分，然后将这一部分放到标准的水平面上，现让单色光竖直射向截面，如图所示，在反射光中看到的是(　　)
A．平行的、明暗相间的干涉条纹
B．环形的、明暗相间的干涉条纹
C．只能看到同颜色的平行反射光
D．一片黑暗
解析：选B　薄膜干涉条纹可看做等厚线，题图中，厚度相同的空气薄膜应是以切点为圆心的一个个圆，故干涉条纹应是环形的条纹，又因是单色光照射，所以是明暗相间的条纹，故选项B正确，A、C、D错误。
3．如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带。下面的说法中正确的是(　　)
A．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
B．b侧光更容易产生衍射现象
C．若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光
D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa>Δxb
解析：选B　根据色散形成的光谱，可知fa>fb，λa<λb，所以b侧光更容易产生衍射现象，故选项B正确；na>nb，根据n＝，所以va4．在一次讨论中，老师问道，“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断”？有同学回答如下：
①c光的频率最大　②a光的传播速度最小　③b光的折射率最大　④a光的波长比b光的短
根据老师的假定，以上回答正确的是(　　)
A．①②　　 　B．①③　　 　C．②④　　 　D．③④
解析：选C　由视深h′＝，知b光的折射率最小，由c光照亮的面积比a的大，知临界角Cc＞Ca，由sin C＝，得折射率na＞nc，则三种色光的折射率关系为na＞nc＞nb，③错，故选项B、D错误；由na＞nc＞nb知三种色光的频率为νa＞νc＞νb，①错，故选项A错误，则选项C正确。
5．下列现象中，属于光的衍射的是(　　)
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
解析：选B　雨后的彩虹是光的色散，则A错误；通过一个狭缝观察到的彩色条纹属于光的衍射，则B正确；海市蜃楼是全反射和折射现象产生的，则C错误；日光下的肥皂膜出现的彩色条纹是薄膜干涉现象，则D错误。
6．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音或图像，这是利用激光的(　　)
A．平行度好，可以会聚到很小的一点上
B．相干性好，可以很容易形成干涉图样
C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量
D．波长长，很容易发生明显的衍射现象
解析：A　激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或计算机上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误。
7．(福建高考)如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是(　　)
A．减弱，紫光　　　　　　 B．减弱，红光
C．增强，紫光 D．增强，红光
解析：选C　入射点由A向B缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。七色光中紫光的折射率最大，由sin C＝可知紫光的临界角最小，所以最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光增强，故C正确。
二、多项选择题
8．如图所示，一束白光从左侧射入肥皂液薄膜，下列说法正确的是(　　)
A．人从右侧向左看，可以看到彩色条纹
B．人从左侧向右看，可以看到彩色条纹
C．彩色条纹是水平的
D．彩色条纹是竖直的
解析：选BC　一束白光射到薄膜上，经前后两个界面反射的光相遇，产生干涉现象，从左侧向右看可看到彩色条纹。又由于薄膜同一水平线上的厚度相同，所以彩色条纹是水平的。故B、C正确。
9.虹是由阳光射入雨滴(视为球形)时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。现有白光束L由图示方向射入雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图。下列说法正确的是(　　)
A．光线b在雨滴中传播时的波长较长
B．光线b在雨滴中的折射率较大
C．若分别让a、b两色光通过同一双缝装置，则b光形成的干涉条纹的间距较大
D．光线b在雨滴中的传播速度较大
解析：选ACD　由题图可知，发生第一次折射时，光线b的折射角rb大于光线a的折射角ra，由n＝知，na>nb，由v＝知，vb>va，选项B错误，D正确；由于na>nb，则频率fa>fb，λa<λb，由Δx＝λ知，Δxa<Δxb，选项A、C正确。
三、非选择题
10．单色细光束射到折射率n＝的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i＝45°，经折射进入球内后又经内表面反射一次，再经球表面折射后射出的光线，如图所示。(图上已画出入射光线和出射光线)。
(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方向；
(2)求入射光线与出射光线之间的夹角α；
(3)如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，则哪种颜色光的α角最大？哪种颜色光的α角最小？
解析：(1)如图所示。
(2)由折射定律
n＝，得
sin r＝，r＝30°。
由几何关系及对称性，有
＝r－(i－r)＝2r－i。
α＝4r－2i，把r＝30°，i＝45°代入得
α＝30°。
(3)透明球对红光的折射率最小，折射角r最大，对应圆周角β最大，故α最大，同理可知，紫光的α角最小。
答案：见解析