高考物理一轮复习讲义练习第十四章 学科素养聚焦　科学思维方法指导：光路控制与光的色散

这是一份高考物理一轮复习讲义练习第十四章 学科素养聚焦　科学思维方法指导：光路控制与光的色散，共3页。试卷主要包含了光的色散等内容，欢迎下载使用。
1．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱(球)体对光路的控制
【例1】 (多选)(2023·全国甲卷改编)等腰直角三角形abc为一棱镜的横截面，ab＝ac。一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束。甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射，下列说法正确的是( ABD )
A．甲光的波长比乙光的长
B．在棱镜中的传播速度，甲光比乙光大
C．该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
D．在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光大
【解析】 根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示。由图可知，乙光的折射角较小，根据折射定律可知乙光的折射率大，则乙光的频率大，根据c＝λf可知，乙光的波长短，A正确，C错误；根据v＝ eq \f(c,n)可知，在棱镜中的传播速度v甲＞v乙，B正确；根据几何关系可知，光在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大，D正确。
2．光的色散
(1)现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带，如图甲所示。
(2)成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象，光路如图乙所示。
【例2】 如图所示，一束可见光穿过玻璃三棱镜后，变为a、b、c三束单色光。其中光束b是黄光，则关于这三束光的说法正确的是( B )
A．光束c可能是红光
B．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距最大
C．玻璃对单色光c的折射率最小
D．光束a在玻璃中传播的速度最小
【解析】 由光路图可知，光束c的偏折程度大于光束b的，所以光束c的折射率大于黄光的折射率，则光束c不可能是红光，故A错误；同理可知a光的偏折程度最小，玻璃对单色光a的折射率最小，即a光的波长最长，根据Δx＝ eq \f(l,d)λ可知，用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距最大，故B正确；玻璃对单色光c的折射率最大，C错误；根据v＝ eq \f(c,n)可知，光束a在玻璃中传播的速度最大，故D错误。
【跟踪训练1】 (多选)如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃砖对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有( AC )
A．a光束在玻璃砖中传播速度比b光小
B．从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行
C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了
D．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同
解析：玻璃砖对单色光b的折射率较小，那么作出光路图如图所示。光在介质中的传播速度为v＝ eq \f(c,n)，因为玻璃砖对单色光b的折射率较小，所以a光束在玻璃砖中传播速度比b光的小，故A正确；根据光路的可逆性可知，下表面出射角等于上表面的入射角，即两束光在下表面的出射角相等，故从玻璃砖下表面射出后，两束光仍然平行，故B错误；由于a光的折射率大，偏折程度大，从下表面射出后沿水平方向侧移的距离大，故从下表面射出后，两束光之间的距离一定增大，故C正确，D错误。
【跟踪训练2】 (多选)如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则( BD )
A．na＞nb B．na＜nb
C．λa＜λb D．λa＞λb
解析：由题图可知，两束单色光a、b入射角相同时，单色光a的折射角大，由折射定律n＝ eq \f(sin θ1,sin θ2)可知，na