专题解析：（二十七） 光学 1．如图所示是某款手机防窥屏的原理图，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射，下列说法正确的是( ) A．防窥屏实现防窥效果主要是运用了光的干涉 B．屏障的高度d越大，可视角度θ越大 C．透明介质的折射率越大，可视角度θ越大 D．从上往下观察手机屏幕，看到的图像比实际位置低 解析：选C 防窥屏实现防窥效果主要是因为某些角度范围内的光被吸光屏障吸收，没有发生干涉，A错误；如果屏障越高，则入射角越小，折射角越小，可视角度θ越小，B错误；由题可知，可视角度θ是光线进入空气中时折射角的2倍，根据折射定律n＝，透明介质的折射率越大，折射角就越大，可视角度θ越大，C正确；根据光路可逆，可知从上往下观察手机屏幕，看到的图像比实际位置高，D错误。 2．如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠C＝30°，∠A＝60°，为测定其折射率，某同学用激光笔发射一束激光垂直于AB边从其中点D入射，在AC边上恰好发生全反射。不考虑光在三棱镜中的多次反射，下列说法正确的是( ) A．该三棱镜的折射率为 B．光在BC边上也发生全反射 C．减小入射光频率，光在AC边上仍能发生全反射 D．增大入射光频率，光在三棱镜中传播时间变短 解析：选A 光在AC边上恰好发生全反射，有sin 60°＝，所以三棱镜的折射率n＝，故A正确；光在BC边上的入射角等于30°，因此不发生全反射，故B错误；减小入射光频率，折射率也减小，则光在AC边上入射角小于临界角，不会发生全反射，故C错误；增大入射光频率，折射率也增大，光的速度减小，光在三棱镜中传播路程不变，则光的传播时间变长，故D错误。 3.如图所示透明薄膜的左侧比右侧稍厚，截面ABC可视为三角形。一束单色平行光照射到该薄膜上会呈现明暗相间的条纹。以下说法正确的是( ) A．同一条纹对应的薄膜厚度相同 B．条纹平行于AC C．分别用红光和紫光照射，紫光形成的条纹较稀疏 D．这是光的色散现象 解析：选A 条纹是由薄膜的上表面和薄膜的下表面的反射光发生干涉后形成的，相邻亮条纹之间，薄膜的厚度差等于半个波长，同一亮条纹处薄膜的厚度相等，所以干涉条纹与AC边垂直，故A正确，B错误；紫光频率比红光的高，其波长更小，相邻条纹间距更小，条纹较密集，故C错误；这是光的干涉现象，故D错误。 4．水面上漂浮一半径为R＝0.25 m的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面h＝ m 的图示位置处沿水平方向以速度v＝0.05 m/s 匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为( ) A．3 s B．4 s C．5 s D．6 s 解析：选B 根据题意可知，当蝌蚪反射的光在荷叶边缘水面发生全反射时，则在水面上看不到蝌蚪，如图所示，由于sin C＝＝，则有tan C＝＝，则有OE＝R－htan C＝0.1 m，由对称性可知AB＝2OE＝0.2 m，则在水面之上看不到小蝌蚪的时间为t＝＝4 s，故选B。 5．在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体，直角边的长度为0.9 m，水的折射率n＝，细灯带到水面的距离h＝ m，则有光射出的水面形状(用阴影表示)为( ) 解析：选C 取细灯带上某一点作为点光源，点光源发出的光在水面上射出的形状为圆形，设此圆形的半径为R，点光源射出的光线在水面恰好发生全反射的光路图如图(a)所示。由sin C＝＝，可得tan C＝，R＝h·tan C＝× m＝0.3 m。 三角形发光体的每一条细灯带发出的光在水面上射出的形状的示意图如图(b)所示。三条细灯带构 ... ...
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