2019年高考物理一輪復習 第十六章 光與電磁波 相對論簡介 第2講 光的波動性練習.doc

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第2講　光的波動性 板塊三限時規(guī)范特訓 　　時間：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為中心是一個亮點，亮點周圍有一個大的陰影區(qū)，然后才是明暗相間的條紋。 2．下列關于光學現(xiàn)象的說法中正確的是(　　) A．用光導纖維束傳送圖象信息，這是光的衍射的應用 B．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結果 C．在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物，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)光的日光燈時能看到彩色條紋，這是光的色散現(xiàn)象 答案　C 解析　用光導纖維束傳送圖象信息，這是光的全反射的應用，A錯誤；太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的色散現(xiàn)象，是光的折射的結果，B錯誤；在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物，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)光的日光燈時能看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，D錯誤。 3．如圖所示為光的雙縫干涉實驗裝置示意圖，下列說法正確的是(　　) A．若P點是亮條紋，說明該處是光的加強區(qū)域，P點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光屏上會出現(xiàn)彩色條紋，但不是干涉條紋 D．撤去雙縫同時逐漸增大單縫寬度，光屏上一直出現(xiàn)明暗條紋 答案　C 解析　若P點是亮條紋，說明該處是光的加強區(qū)域，P點到雙縫的路程差為波長的整數(shù)倍，A錯誤；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光屏上會出現(xiàn)單縫衍射的彩色條紋，C正確；撤去雙縫同時逐漸增大單縫寬度，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劈形空氣薄膜，當光垂直入射后，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： (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應的薄膜厚度差恒定。 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驗，使用波長為600 nm的橙色光照射時，在光屏上的P0點和P0點上方的P1點恰好形成兩個相鄰的亮條紋，若用波長為400 nm的紫光重復上述實驗，則P0點和P1點形成的亮暗條紋情況是(　　) A．P0點和P1點都是亮條紋 B．P0點是亮條紋，P1點是暗條紋 C．P0點是暗條紋，P1點是亮條紋 D．P0點和P1點都是暗條紋 答案　B 解析　不管使用什么顏色的單色光做實驗，光屏中間P0點始終是亮條紋，據(jù)此可先排除選項C、D；根據(jù)題意，P1點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的紫光重復上述實驗，P1點是暗條紋，所以選項A錯誤，B正確。 6．激光散斑測速是一種嶄新的測速技術，它應用了光的干涉原理。用二次曝光照相所獲得的“散斑對”相當于雙縫干涉實驗中的雙縫，待測物體的速度v與二次曝光時間間隔Δt的乘積等于雙縫間距。實驗中可測得二次曝光時間間隔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，則該實驗確定物體運動速度的表達式是(　　) 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，即Δx＝λ，依題意d＝vΔt，則v＝＝，故選項B正確。 7．關于光的偏振現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．偏振光沿各個方向振動的光波的強度都相同 B．自然光在水面反射時，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．照相機鏡頭表面加濾光片是光的偏振現(xiàn)象的應用 答案　BD 解析　偏振光只沿著某個特定的方向振動，沿各個方向振動的光波的強度不相同，A錯誤；自然光在水面反射時，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錯誤；照相機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常務委員會第十六次會議修訂通過了《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。其中霧霾天氣嚴重影響人們的身體健康，發(fā)生霧霾天氣時能見度只有幾米，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地面 B．只有波長較長的一部分光才能到達地面 C．只有頻率較大的一部分光才能到達地面 D．只有頻率較小的一部分光才能到達地面 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，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地面，選項A、C錯誤，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兩種光組成的復色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，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，出射光應該和入射光平行；b光的折射率大，偏折程度大，A正確，B錯誤；如圖所示，穿過三棱鏡時，首先發(fā)生全反射的應該是b光，所以C錯誤，D正確。 10．下列有關光現(xiàn)象的說法不正確的是(　　) A．在光的雙縫干涉實驗中，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．照相機鏡頭涂有增透膜，是利用光的衍射 D．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度 答案　BCD 解析　在光的雙縫干涉實驗中，根據(jù)條紋間距表達式Δx＝λ，若僅將入射光由紫光改為紅光，因為紅光的波長大于紫光，則條紋間距一定變大，A正確；因為紫光的折射率大于紅光，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錯誤；照相機鏡頭涂有增透膜，是利用光的干涉，C錯誤；拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個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度，D錯誤。 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)象的實驗中： (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，條紋間距變大，當雙縫到屏的距離l減小時，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)當狹縫的寬度很小并保持一定時，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，以光的傳播方向為軸旋轉偏振片P或Q，可以看到透射光的強度會發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個實驗表明________________________________________________________________________。 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，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，光可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。 (3)紅光的中央亮紋較寬，紅光的中央兩側的亮紋離中央亮紋較遠。 (4)這個實驗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”的實驗中，請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驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長。 元件代號 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，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的排列順序應為______________。(填寫元件代號) (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位置時游標卡尺如圖2乙所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖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。