4．如图14－2－19所示，在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡，一人站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是(　)

A．红光　 　　　　B．黄光

图14－2－19

C．蓝光　 　　　　D．紫光

解析：选D.从空气中观察灯泡时，灯泡P发出的光经水面折射后进入观察者的眼睛，折射光线的延长线交于P′点，P′就是灯P的虚像，P′的位置比实际位置P离水面的距离要近些，如图所示．

当入射角β较小时，P′的位置在P的正上方，有：

sinα=，sinβ=，n=＝ ，

竖直向下看时，d接近于零，故n＝，即：h＝H，

因紫光的折射率最大，故紫光的视深最小．

图14－2－20

5．如图14－2－20所示，一个大游泳池，池底是水平面，池中水深1.2 m，有一直杆竖直立于池底，浸入水中部分BC恰为杆长AC的1/2.太阳光以与水平方向成37°角射在水面上，测得杆在池底的影长是2.5 m．求水的折射率．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

解析：作出光路图如右图所示，由图可知：

s=hcot37°=1.2× m =1.6 m　　　　　　

因为s+s′=2.5 m，所以

s′=2.5 m-1.6 m=0.9 m

又tanr=＝，所以r=37°

所以n=＝＝≈1.33.

答案：1.33

3．光导纤维的结构如图14－2－18所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是(　)

图14－2－18

A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射

D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用

解析：选A.光导纤维内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，从而使载有声音、图象以及各种数字信号的激光在光纤中远距离传递．故只有A正确．

2．一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图14－2－17所示．设玻璃对a、b的折射率分别为n_a和n_b，a、b在玻璃中的传播速度分别为v_a和v_b，则(　)

图14－2－17

A．n_a>n_b　　　　　B．n_a<n_b

C．v_a>v_b 　　　　　　　　　　D．v_a<v_b

解析：选AD.由图可知a光偏折程度大于b光，则n_a>n_b，又v＝，v_a<v_b，所以A、D选项正确．

1．对于某单色光，玻璃的折射率比水的大，则此单色光在玻璃中传播时(　)

A．其速度比在水中的大，其波长比在水中的长

B．其速度比在水中的大，其波长比在水中的短

C．其速度比在水中的小，其波长比在水中的短

D．其速度比在水中的小，其波长比在水中的长

解析：选C.由光在介质中的波速与折射率的关系式v＝可知，n_玻>n_水，所以v_玻<v_水，光的频率与介质无关，只由光源决定，即光在玻璃及水中传播时ν不变，据v＝λν，知λ_玻<λ_水．

4．如图14－3－12所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种光束照射P时能在P的另一侧观察到透射光(　)

图14－3－12

A．太阳光

B．沿竖直方向振动的光

C．沿水平方向振动的光

D．沿与竖直方向成45°角振动的光

解析：选ABD.光是横波，振动方向与传播方向互相垂直，振动方向垂直于偏振片的透振方向的光不能通过偏振片，其他方向的光可以全部或部分通过偏振片．

图14－3－13

5．如图14－3－13所示为某双缝干涉的实验装置，当用波长为0.4 μm的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧只看到各有3条亮纹，若换用波长为0.6 μm的橙光做实验，那么该像屏上除中央条纹外，两侧各有几条亮条纹？

解析：设用波长为0.4 μm的紫光入射时，条纹宽度为Δx₁，则Δx₁＝ λ₁，屏上两侧各有3条亮纹，则屏上第三条亮纹到中心距离为3Δx₁.

用0.6 μm橙光入射时，设条纹宽度为Δx₂，则Δx₂＝ λ₂，设此时屏上有n条亮纹，则有nΔx₂＝3Δx₁

所以n λ₂＝3 λ₁

代入数据解得n＝2，所以两侧各有2条亮纹．

答案：2条

3．(2010年河南郑州模拟)如图14－3－11所示，是用干涉法检查某块厚玻璃块的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的(　)

图14－3－11

A．a的上表面和b的下表面

B．a的上表面和b的上表面

C．a的下表面和b的上表面

D．a的下表面和b的下表面

解析：选C.该题主要考查对薄膜干涉的认识和理解．样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面反射回两列光波形成干涉条纹．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面．

2．(2010年西城模拟)如图14－3－10所示是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，S₁、S₂为双缝，P为光屏．用绿光从左边照射单缝S时，可在光屏P上观察到干涉条纹．下列说法正确的是(　)

A．减小双缝间的距离，干涉条纹间的距离减小

B．增大双缝到屏的距离，干涉条纹间的距离增大

C．将绿光换为红光，干涉条纹间的距离减小

D．将绿光换为紫光，干涉条纹间的距离增大

解析：选B.根据条纹间距公式Δx＝λ，d减小时，Δx增大，A错误；l增大时，Δx增大，B正确；λ增大时，Δx增大，红光波长大于绿光，紫光波长小于绿光，故C、D错误．

1．(2010年北京宣武区模拟)在下列自然现象之中，可以用光的干涉理论解释的是(　)

A．天上的彩虹

B．阳光在树林中的地面上形成圆形光斑

C．肥皂泡上的彩色花纹

D．水中十分明亮的空气泡

答案：C

图14－3－10

5．用波长为4×10^－7 m的紫光照射某金属，发出的光电子垂直进入3×10^－4 T的匀强磁场中，光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2 cm.(电子电荷量e＝1.6×10^－19 C，其质量m＝0.91×10^－30 kg)求：

(1)紫光光子的能量；

(2)光电子的最大初动能；

(3)该金属发生光电效应的极限频率．

解析：(1)光子的能量E＝hν＝h＝6.63×10^－34× J≈4.97×10^－19 J.

(2)光电子进入磁场后，受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力，则由qvB＝m，得v＝，

光电子的最大初动能

E_km＝mv_m²＝

＝ J

≈1.82×10^－19 J.

(3)金属的极限频率满足W＝hν₀

由爱因斯坦光电效应方程：

E_km＝hν－W＝hν－hν₀

ν₀＝＝ Hz

≈4.75×10¹⁴ Hz.

答案：(1)4.97×10^－19 J　(2)1.82×10^－19 J　(3)4.75×10¹⁴ Hz

4．(2010年河北保定联考)如图15－1－4所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝6.63×10^－34 J·s，由图可知(　)

图15－1－4

A．该金属的极限频率为4.27×10¹⁴ Hz

B．该金属的极限频率为5.5×10¹⁴ Hz

C．该图线的斜率表示普朗克常量

D．该金属的逸出功为0.5 eV

解析：选AC.由光电效应方程E_km＝hν－W知图线与横轴交点为金属的极限频率，即ν₀＝4.27×10¹⁴ Hz，A对，B错；该图线的斜率为普朗克常量，C对；金属的逸出功W＝hν₀＝6.63×10^－34×4.27×10¹⁴/1.6×10^－19≈1.8(ev)，D错．