2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十六章 光與電磁波 相對(duì)論簡介 第2講 光的波動(dòng)性練習(xí).doc

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第2講　光的波動(dòng)性 板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn) 　　時(shí)間：45分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分。其中1～6為單選，7～10為多選) 1．如圖所示的四個(gè)圖形中，屬于著名的泊松亮斑的衍射圖樣的是(　　) 答案　B 解析　泊松亮斑的圖樣特點(diǎn)為中心是一個(gè)亮點(diǎn)，亮點(diǎn)周圍有一個(gè)大的陰影區(qū)，然后才是明暗相間的條紋。 2．下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的是(　　) A．用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息，這是光的衍射的應(yīng)用 B．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結(jié)果 C．在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可使景像更清晰 D．透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時(shí)能看到彩色條紋，這是光的色散現(xiàn)象 答案　C 解析　用光導(dǎo)纖維束傳送圖象信息，這是光的全反射的應(yīng)用，A錯(cuò)誤；太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的色散現(xiàn)象，是光的折射的結(jié)果，B錯(cuò)誤；在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物，可減弱反射光，從而使景像更清晰，C正確；透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時(shí)能看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。 3．如圖所示為光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，下列說法正確的是(　　) A．若P點(diǎn)是亮條紋，說明該處是光的加強(qiáng)區(qū)域，P點(diǎn)到雙縫的路程差為半波長的奇數(shù)倍 B．照射單縫S的單色光的頻率越大，光屏上出現(xiàn)的條紋間距越大 C．若將單縫S去掉，再將S1縫封住僅留下S2，則白光通過S2光屏上會(huì)出現(xiàn)彩色條紋，但不是干涉條紋 D．撤去雙縫同時(shí)逐漸增大單縫寬度，光屏上一直出現(xiàn)明暗條紋 答案　C 解析　若P點(diǎn)是亮條紋，說明該處是光的加強(qiáng)區(qū)域，P點(diǎn)到雙縫的路程差為波長的整數(shù)倍，A錯(cuò)誤；照射單縫S的單色光的頻率越大，波長越短，光屏上出現(xiàn)的條紋間距越小，B錯(cuò)誤；若將單縫S去掉，再將S1縫封住僅留下S2，則白光通過S2光屏上會(huì)出現(xiàn)單縫衍射的彩色條紋，C正確；撤去雙縫同時(shí)逐漸增大單縫寬度，光屏上將先出現(xiàn)衍射條紋后出現(xiàn)亮區(qū)，D錯(cuò)誤。 4．劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)： (1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等； (2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定。 現(xiàn)若在圖甲裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　) A．變疏 B．變密 C．不變 D．消失 答案　A 解析　如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，由于形成亮條紋(或暗條紋)的兩束光間的路程差恒定，當(dāng)傾角變小后形成該路程差的水平距離變大，因此干涉條紋變疏，A正確。 5．如圖所示是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，使用波長為600 nm的橙色光照射時(shí)，在光屏上的P0點(diǎn)和P0點(diǎn)上方的P1點(diǎn)恰好形成兩個(gè)相鄰的亮條紋，若用波長為400 nm的紫光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，則P0點(diǎn)和P1點(diǎn)形成的亮暗條紋情況是(　　) A．P0點(diǎn)和P1點(diǎn)都是亮條紋 B．P0點(diǎn)是亮條紋，P1點(diǎn)是暗條紋 C．P0點(diǎn)是暗條紋，P1點(diǎn)是亮條紋 D．P0點(diǎn)和P1點(diǎn)都是暗條紋 答案　B 解析　不管使用什么顏色的單色光做實(shí)驗(yàn)，光屏中間P0點(diǎn)始終是亮條紋，據(jù)此可先排除選項(xiàng)C、D；根據(jù)題意，P1點(diǎn)到兩雙縫的光程差為600 nm，其大小是紫光波長的1.5倍，所以若用波長為400 nm的紫光重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，P1點(diǎn)是暗條紋，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。 6．激光散斑測速是一種嶄新的測速技術(shù)，它應(yīng)用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對(duì)”相當(dāng)于雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫，待測物體的速度v與二次曝光時(shí)間間隔Δt的乘積等于雙縫間距。實(shí)驗(yàn)中可測得二次曝光時(shí)間間隔Δt、雙縫到屏的距離L以及相鄰兩條紋間距Δx。如所用激光波長為λ，則該實(shí)驗(yàn)確定物體運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式是(　　) A．v＝ B．v＝ C．v＝ D．v＝ 答案　B 解析　雙縫干涉中，兩條相鄰明條紋之間的距離大小Δx與雙縫之間距離d，雙縫到屏的距離L及光的波長λ有關(guān)，即Δx＝λ，依題意d＝vΔt，則v＝＝，故選項(xiàng)B正確。 7．關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．偏振光沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同 B．自然光在水面反射時(shí)，反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波 D．照相機(jī)鏡頭表面加濾光片是光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 答案　BD 解析　偏振光只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)，沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度不相同，A錯(cuò)誤；自然光在水面反射時(shí)，反射光和折射光都是一定程度的偏振光，B正確；光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，C錯(cuò)誤；照相機(jī)鏡頭表面所加濾光片為偏振濾光片，可以減弱所拍攝物體表面的反射光，D正確。 8．2015年8月29日，由中華人民共和國第十二屆全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十六次會(huì)議修訂通過了《中華人民共和國大氣污染防治法》，以改善人們的生活環(huán)境。其中霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的身體健康，發(fā)生霧霾天氣時(shí)能見度只有幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種情況下(　　) A．只有波長較短的一部分光才能到達(dá)地面 B．只有波長較長的一部分光才能到達(dá)地面 C．只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面 D．只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面 答案　BD 解析　根據(jù)光發(fā)生明顯衍射的條件，發(fā)生霧霾天氣時(shí)，只有波長較長、頻率較小的一部分光才能發(fā)生衍射繞過空氣中的顆粒物到達(dá)地面，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B、D正確。 9．如圖所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣?，F(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時(shí)，光的傳播路徑與方向可能正確的是(　　) 答案　AD 解析　由題圖可知，a光兩個(gè)相鄰的條紋間距大于b光的，根據(jù)Δx＝λ可知，a光的波長大于b光的波長，a光的頻率小于b光的頻率，則a光的折射率小于b光的折射率；a光的臨界角大于b光的臨界角；穿過平行玻璃磚時(shí)，出射光應(yīng)該和入射光平行；b光的折射率大，偏折程度大，A正確，B錯(cuò)誤；如圖所示，穿過三棱鏡時(shí)，首先發(fā)生全反射的應(yīng)該是b光，所以C錯(cuò)誤，D正確。 10．下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法不正確的是(　　) A．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大 B．以相同入射角從水中射向空氣，若紫光能發(fā)生全反射，則紅光也一定能發(fā)生全反射 C．照相機(jī)鏡頭涂有增透膜，是利用光的衍射 D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 答案　BCD 解析　在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)條紋間距表達(dá)式Δx＝λ，若僅將入射光由紫光改為紅光，因?yàn)榧t光的波長大于紫光，則條紋間距一定變大，A正確；因?yàn)樽瞎獾恼凵渎蚀笥诩t光，根據(jù)sinC＝，則紫光的臨界角小于紅光，故以相同入射角從水中射向空氣，若紫光能發(fā)生全反射，則紅光不一定能發(fā)生全反射，B錯(cuò)誤；照相機(jī)鏡頭涂有增透膜，是利用光的干涉，C錯(cuò)誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片使來自玻璃表面的反射光減弱，但不能增加透射光的強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。 二、非選擇題(本題共3小題，共40分) 11．(12分)在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中： (1)將激光束照在如圖甲所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖乙中的________。 (2)換用間距更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋間距將________；保持雙縫間距不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋間距將________。(以上均選填“變大”“變小”或“不變”) 答案　(1)A　(2)變大　變小 解析　(1)雙縫干涉圖樣是平行且等間距的明暗相間的條紋，A圖正確。 (2)根據(jù)Δx＝λ知，雙縫間的距離d減小時(shí)，條紋間距變大，當(dāng)雙縫到屏的距離l減小時(shí)，條紋間距變小。 12．(16分)(1)肥皂泡在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是________現(xiàn)象；露珠在太陽光照射下呈現(xiàn)的彩色是________現(xiàn)象；通過狹縫看太陽光時(shí)呈現(xiàn)的彩色是________現(xiàn)象。 (2)凡是波都具有衍射現(xiàn)象，而把光看作直線傳播的條件是________________________________________________________________________； 要使光產(chǎn)生明顯的衍射，條件是________________________________________________________________________。 (3)當(dāng)狹縫的寬度很小并保持一定時(shí)，分別用紅光和紫光照射狹縫，看到的衍射條紋的主要區(qū)別是________________________________________________________________________。 (4)如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明________________________________________________________________________。 答案　(1)光的干涉　光的色散　光的衍射　(2)(3)(4)見解析 解析　(1)肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象。 (2)障礙物或孔的尺寸比波長大得多時(shí)，可把光看作沿直線傳播；障礙物或孔的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時(shí)，光可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。 (3)紅光的中央亮紋較寬，紅光的中央兩側(cè)的亮紋離中央亮紋較遠(yuǎn)。 (4)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了光是一種橫波。 13．[2018湖北八校聯(lián)考](12分)在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問題。 (1)如圖1中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________。 (2)將下表中的光學(xué)元件放在圖1丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測量紅光的波長。 元件代號(hào) A B C D E 元件名稱 光屏 雙縫 白光光源 單縫 透紅光的濾光片 將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為______________。(填寫元件代號(hào)) (3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50 mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖2甲所示，分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖2乙所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖2丙所示。由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m。 答案　(1)甲　(2)CEDBA　(3)111.10　6.510－7 解析　(1)干涉圖樣是平行且等間距的明暗相間的條紋，因此是甲圖。 (2)由左至右各光學(xué)元件的排列順序是白光光源，然后是濾光片，使之變?yōu)榧t光，然后是單縫、雙縫，使一束紅光變?yōu)橄喔傻膬墒t光，最后是光屏，應(yīng)填CEDBA。 (3)圖乙示數(shù)為111.10 mm，圖丙示數(shù)為115.65 mm相鄰條紋間距Δx＝＝0.65 mm 由Δx＝λ可得λ＝6.510－7 m。