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2022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(jiǎn)介 第2講 光的波動(dòng)性練習(xí)

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1、2022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(jiǎn)介 第2講 光的波動(dòng)性練習(xí) 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

2、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

3、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

4、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.

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

6、,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。 6.激光散斑測(cè)速是一種嶄新的測(cè)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(cè)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(cè)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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、。 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

12、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)

13、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

14、 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(cè)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

15、座上組裝成用雙縫干涉測(cè)光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置,并用此裝置測(cè)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(cè)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 6.5×10-7 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=6.5×10-7 m。

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