2020届高考物理一轮复习 第12章 4 第四节 光的波动性课后达标能力提升 新人教版

2020届高考物理一轮复习 第12章 4 第四节 光的波动性课后达标能力提升 新人教版

‎4 第四节 光的波动性 ‎(建议用时：60分钟)‎ 一、选择题 ‎1． 下列现象中，属于光的衍射的是(　　)‎ A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C．海市蜃楼现象 D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹 解析：选B．出现彩虹是大气对光的散射造成的；海市蜃楼是光的折射与全反射现象造成的；肥皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉的结果；通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是光的衍射现象，选项B正确．‎ ‎2．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是(　　)‎ A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”‎ B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹 D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹 解析：选BC．题图甲是小孔衍射的图样，但不是“泊松亮斑”，故A错．题图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，但其干涉条纹应为水平的，故D错．‎ ‎3．(2018·江苏八校联考)以下说法中正确的是(　　)‎ A．对于同一障碍物，波长越长的光越容易绕过去 B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象 C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变 D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉 解析：选AD．对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长λ越长的光越容易满足d≤λ，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以A 6‎ 项正确．白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，B项错误．波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进入水中，频率f不变，波速v变小，由v＝λf得，波长λ变小，所以C项错误．检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D项正确．‎ ‎4．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是(　　)‎ A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的 C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°‎ D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°‎ 解析：选D．首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有D．‎ ‎5．‎ 双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是(　　)‎ A．O点是红光的亮条纹 B．O点不是蓝光的亮条纹 C．红光的第一条亮条纹在P点的上方 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方 解析：选AC．O点处波程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，A正确；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx＝λ可知，C正确．‎ ‎6．‎ 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，‎ 6‎ 仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是(　　)‎ A．减小光源到单缝的距离 B．减小双缝之间的距离 C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源 解析：选B．在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝λ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d．根据c＝λν知要增大λ，应减小ν．选项B正确，选项A、C、D错误．‎ ‎7．‎ 如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平整的装置．所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面的反射光线叠加而成的 (　　)‎ A．A的上表面和B的下表面 B．A的上表面和B的上表面 C．A的下表面和B的上表面 D．A的下表面和B的下表面 解析：选C．样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面即A的下表面与B的上表面反射回来的两列光波形成干涉条纹．‎ ‎8．关于下列光学现象，说法正确的是(　　)‎ A．水中蓝光的传播速度比红光快 B．光从空气射入玻璃时可能发生全反射 C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深 D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 解析：选CD．在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v＝知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B错误．在岸边观察水中的鱼，视深h′＝，故视深h′小于鱼的实际深度h，选项C 6‎ 正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度Δx＝λ知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确．‎ ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象 B．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制 C．一简谐横波以速度v沿x轴正方向传播，t＝0时传播到坐标原点，此质点正从平衡位置以速度v0向下振动，已知质点的振幅为A，振动角频率为ω，则x轴上横坐标为λ处质点的振动方程为y＝－Asin ω D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄 解析：选AC．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，B错；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽，D错．‎ 二、非选择题 ‎10．(2018·扬州市高三调研测试)‎ 如图所示，两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面，进入玻璃砖后形成复合光束c，则穿过玻璃砖的过程中________光所用时间较长；在相同的条件下，________光更容易发生衍射．‎ 解析：由光路图可知，b光发生折射时，偏折角较大，故介质对b光的折射率较大，由n＝可知，b光在介质中的传播速度小于a光在介质中的传播速度，所以b光穿过玻璃砖的过程中所用时间较长；由光的色散可知，a光波长较大，更容易发生衍射．‎ 答案：见解析 ‎11．(2018·江苏省高考冲刺卷(四))飞机黑匣子是用来记录飞行数据和驾驶舱语音的电子设备．一旦飞机失事黑匣子入水，水敏开关启动水下超声波脉冲发生器工作，通过金属外壳把频率为37．5 kHz的超声波信号发射到周围水域．已知超声波在水中传播速度约1 ‎500 m/s，则该波在水中的波长约为______ m；超声波不能发生______(填“干涉”“衍射”或“偏振”)现象．‎ 解析：λ＝＝0．‎04 m，超声波是纵波，因此不能发生偏振现象．‎ 6‎ 答案：0．04　偏振 ‎12．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．‎ ‎(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：‎ A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置 B．干涉条纹与双缝垂直 C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关 D．干涉条纹间距与光的波长有关 以上几点中你认为正确的是________．‎ ‎(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹线时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm．‎ ‎(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值．‎ 解析：(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行；由Δx＝λ 可知，条纹的疏密程度与双缝间距离d、光的波长λ、双缝到屏的距离L有关，所以A、C、D选项正确，B选项错误．‎ ‎(2)固定刻度读数为0．‎5 mm，可动刻度读数为20．2，所以测量结果为0．‎5 mm＋20．2×0．‎01 mm ＝0．‎702 mm．‎ ‎(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离．‎ 答案：(1)ACD　(2)0．702　(3)大于 ‎13．‎ 6‎ 如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2．1×10－‎6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验．‎ ‎(1)已知A光在折射率为1．5的介质中波长为4×10－‎7 m，问P点是亮条纹还是暗条纹？‎ ‎(2)已知B光在某种介质中波长为3．15×10－‎7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，问P点是亮条纹还是暗条纹？‎ ‎(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象．‎ 解析：(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝＝，得λ1＝nλ2＝1．5×4×10－‎7 m＝6×10－‎7 m根据路程差Δr＝2．1×10－‎6 m，可知 N1＝＝＝3．5‎ 由此可知，从S1和S2到P点的路程差是波长λ1的3．5倍，所以P点为暗条纹．‎ ‎(2)根据临界角与折射率的关系sin C＝得 n＝＝由此可知，B光在空气中波长λ3为：‎ λ3＝nλ介＝×3．15×10－‎7 m＝5．25×10－‎‎7 m 路程差Δr和波长λ3的关系为：‎ N2＝＝＝4‎ 可见，用B光做光源，P点为亮条纹．‎ ‎(3)若让A光和B光分别照射S1和S2，这时既不能发生干涉，也不发生衍射，此时在光屏上只能观察到亮光．‎ 答案：(1)暗条纹　(2)亮条纹　(3)见解析 6‎