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1、1 第 2 讲 光的波动性 时间 45 分钟满分 100 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题6 分 共 60 分 其中1 6 为单选 7 10 为多选 1 如图所示的四个图形中 属于著名的泊松亮斑的衍射图样的是 答案B 解析泊松亮斑的图样特点为中心是一个亮点 亮点周围有一个大的阴影区 然后才是 明暗相间的条纹 2 下列关于光学现象的说法中正确的是 A 用光导纤维束传送图象信息 这是光的衍射的应用 B 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 这是光的干涉的结果 C 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物 可使景像更清晰 D 透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹 这是光的
2、色散现 象 答案C 解析根据光的干涉 衍射 偏振 色散各现象的特点分析求解 用光导纤维束传送图 象信息 这是光的全反射的应用 A 错误 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 这是光的色散 现象 是光的折射的结果 B 错误 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物 可 减弱反射光 从而使景像更清晰 C 正确 透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯 时能看到彩色条纹 这是光的衍射现象 D错误 3 如图所示为光的双缝干涉实验装置示意图 下列说法正确的是 2 A 若P点是亮条纹 说明该处是光的加强区域 P点到双缝的路程差为半波长的奇数倍 B 照射单缝S的单色光的频率越大 光屏上出现的条纹间距越大 C
3、若将单缝S去掉 再将S1缝封住仅留下S2 则白光通过S2光屏上会出现彩色条纹 但 不是干涉条纹 D 撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度 光屏上一直出现明暗条纹 答案C 解析在双缝干涉实验的装置中 缝的宽度跟光的波长相差不多 若P点是亮条纹 说 明该处是光的加强区域 P点到双缝的路程差为波长的整数倍 选项A错误 照射单缝S的 单色光的频率越大 波长越短 光屏上出现的条纹间距越小 选项 B错误 若将单缝S去掉 再将S1缝封住仅留下S2 则白光通过S2光屏上会出现单缝衍射的彩色条纹 选项C正确 撤 去双缝同时逐渐增大单缝宽度 光屏上将先出现衍射条纹后出现亮区 选项D错误 4 劈尖干涉是一种薄膜干涉 其装置
4、如图 甲 所示 将一块平板玻璃放置在另一平板玻 璃之上 在一端夹入两张纸片 从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜 当光垂直入 射后 从上往下看到的干涉条纹如图 乙 所示 干涉条纹有如下特点 1 任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等 2 任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定 现若在图 甲 装置中抽去一张纸片 则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后 从上往下 观察到的干涉条纹 A 变疏B 变密 C 不变D 消失 答案A 解析如图所示 若抽去一张纸片 则三角截面空气层的倾角变小 由于形成亮条纹 或 暗条纹 的两束光间的路程差恒定 当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大 因此干涉条
5、 3 纹变疏 选项A正确 5 如图所示是双缝干涉实验 使用波长为600 nm 的橙色光照射时 在光屏上的P0点和 P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹 若用波长为400 nm 的紫光重复上述实验 则 P0点和P1点形成的亮暗条纹情况是 A P0点和P1点都是亮条纹 B P0点是亮条纹 P1点是暗条纹 C P0点是暗条纹 P1点是亮条纹 D P0点和P1点都是暗条纹 答案B 解析不管使用什么颜色的单色光做实验 光屏中间P0点始终是亮条纹 据此可先排除 选项 C D 根据题意 P1点到两双缝的光程差为600 nm 其大小是紫光波长的1 5 倍 所以 若用波长为400 nm 的紫光重复上述实验
6、 P1点是暗条纹 所以选项A错误 B正确 6 激光散斑测速是一种崭新的测速技术 它应用了光的干涉原理 用二次曝光照相所获 得的 散斑对 相当于双缝干涉实验中的双缝 待测物体的速度v与二次曝光时间间隔 t 的乘积等于双缝间距 实验中可测得二次曝光时间间隔 t 双缝到屏的距离L以及相邻两 条纹间距 x 如所用激光波长为 则该实验确定物体运动速度的表达式是 A v x L t B v L x t C v L x x t D v L t x 答案B 4 解析干涉条纹之间的距离总是相等的 两条相邻明条纹之间的距离大小 x与双缝之 间距离d 双缝到屏的距离L及光的波长 有关 即 x L d 依题意d v
7、t 则v d t L x t 故选项B正确 7 关于光的偏振现象 下列说法中正确的是 A 偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B 自然光在水面反射时 反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C 光的偏振现象说明光是一种纵波 D 照相机镜头表面加滤光片是光的偏振现象的应用 答案BD 解析偏振光沿各个方向振动的光波的强度不相同 自然光在水面反射时 反射光和折 射光都是一定程度的偏振光 选项B 正确 A 错误 光的偏振现象说明光是一种横波 照相 机镜头表面所加滤光片为偏振滤光片 选项D正确 C错误 8 2015 年 8 月 29 日 由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第十六 次会议修
8、订通过了 中华人民共和国大气污染防治法 以改善人们的生活环境 其中雾霾天 气严重影响人们的身体健康 发生雾霾天气时能见度只有几米 天气变黄变暗 这是由于这 种情况下 A 只有波长较短的一部分光才能到达地面 B 只有波长较长的一部分光才能到达地面 C 只有频率较大的一部分光才能到达地面 D 只有频率较小的一部分光才能到达地面 答案BD 解析根据光发生明显衍射的条件 发生雾霾天气时 只有波长较长 频率较小的一部 分光发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面 选项A C错误 B D正确 9 如图所示为用a b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样 现让a b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱
9、镜时 光的传播路径与方向可能正确的是 答案AD 5 解析由干涉条纹可看出 a光的条纹间距大于b光 故根据 x l d 可知 a光的波 长大于b光 a光的频率小于b光 则a光的折射率小于b光 a光的临界角大于b光的临界 角 B图中出射光应该和入射光平行 C D 图中首先发生全反射的应该是b光 所以选项D 正确 A图中 b光的折射率大 偏折程度大 并且出射光应与入射光平行 A选项正确 10 下列有关光现象的说法不正确的是 A 在光的双缝干涉实验中 若仅将入射光由紫光改为红光 则条纹间距一定变大 B 以相同入射角从水中射向空气 若紫光能发生全反射 则红光也一定能发生全反射 C 照相机镜头涂有增透膜
10、是利用光的衍射 D 拍摄玻璃橱窗内的物品时 往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 答案BCD 解析在光的双缝干涉实验中 根据条纹间距表达式 x l d 若仅将入射光由紫光改 为红光 因为红光的波长大于紫光 则条纹间距一定变大 选项A正确 因为紫光的折射率 大于红光 根据sinC 1 n 则紫光的临界角小于红光 故以相同入射角从水中射向空气 若 紫光能发生全反射 则红光不一定能发生全反射 选项B错误 照相机镜头涂有增透膜 是 利用光的干涉 选项C错误 拍摄玻璃橱窗内的物品时 往往在镜头前加一个偏振片使反射 减弱 但不能增加透射光的强度 故D错误 本题选错误选项 故选B C D 二 非选择
11、题 本题共 3 小题 共40 分 11 12分 在观察光的双缝干涉现象的实验中 1 将激光束照在如图乙所示的双缝上 在光屏上观察到的现象是图甲中的 2 换用间隙更小的双缝 保持双缝到光屏的距离不变 在光屏上观察到的条纹宽度将 保持双缝间隙不变 减小光屏到双缝的距离 在光屏上观察到的条纹宽度将 以上均选填 变宽 变窄 或 不变 答案 1 A 2 变宽变窄 解析 1 双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹 A图正确 6 2 根据 x l d 知 双缝间的距离d减小时 条纹间距变宽 当双缝到屏的距离l减 小时 条纹间距变窄 12 16分 1 肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是 现象 露珠在太阳光照射
12、下 呈现的彩色是 现象 通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是 现象 2 凡是波都具有衍射现象 而把光看作直线传播的条件是 要使光产生明显的衍射 条件是 3 当狭缝的宽度很小并保持一定时 分别用红光和紫光照射狭缝 看到的衍射条纹的主 要区别是 4 如图所示 让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q 以光的传播方向为轴旋转偏振片 P或Q 可以看到透射光的强度会发生变化 这是光的偏振现象 这个实验表明 答案见解析 解析 1 肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象 露珠呈现的彩色是光的色散 通过狭缝看 太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 2 障碍物或孔的尺寸比波长大得多时 可把光看作沿直线传播 障碍物或孔的尺寸跟波 长相差不
13、多或比波长更小时 可产生明显的衍射现象 3 红光的中央亮纹宽 红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 4 这个实验说明了光是一种横波 13 2015 湖北八校联考 12分 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 请按照题目 要求回答下列问题 1 如图 1 中甲 乙两图都是光的条纹形状示意图 其中干涉图样是 2 将下表中的光学元件放在图1 丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实 验装置 并用此装置测量红光的波长 元件代号A B C D E 元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片 7 将白光光源C放在光具座最左端 依次放置其他光学元件 由左至右 表示各光学元件 的排列顺序应为 填写元件代号 3
14、已知该装置中双缝间距d 0 50 mm 双缝到光屏的距离l 0 50 m 在光屏上得到的 干涉图样如图2 甲所示 分划板在图中A位置时游标卡尺如图2 乙所示 则其示数为 mm 在B位置时游标卡尺如图2 丙所示 由以上所测数据可以得出形成此干涉图样 的单色光的波长为 m 答案 1 甲 2 CEDBA 3 111 10 6 5 10 7 解析 1 干涉图样是平行且等宽度的明暗相间的条纹 因此是甲图 2 由左至右各光学元件的排列顺序是白光光源 然后是滤光片 使之变为红光 然后是 单缝 双缝 使一束红光变为相干的两束红光 最后是光屏 应填CEDBA 3 图乙示数为111 10 mm 图丙示数为115 65 mm 相邻条纹间距 x a2 a1 n 1 0 65 mm 由 x l d 可得 6 5 10 7 m
