5-光的干涉光的衍射VIP

PAGEPAGE6高三物理同步检测(五)光的干涉 光的衍射说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.1.下面是四种与光有关的事实,其中与光的干涉有关的是()A.用光导纤维传播信号B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C.一束白光通过三棱镜形成彩色光带D.水面上的油膜呈彩色解析根据光的基本知识可知,与光的干涉有关的是B项和D项,它们都是薄膜干涉现象.A项利用的是光的全反射;C项是光的色散现象.答案BD2.平时我们看到的天空都是蔚蓝色的,对于其原因说法正确的是()A.太阳光中的蓝、靛、紫光波长比较短,不容易绕过空气等微粒而传播,一部分蓝、靛、紫光散射到空中形成的B.这是太阳光在大气中被吸收的结果C.这是因为大气吸收了太阳光中的蓝光形成的D.这是因为蓝光的频率比较大,折射率比较大,传播的速度比较小解析本题考查太阳光在大气中的散射现象.大气本身是无色的,天空的蔚蓝色是大气分子、冰晶、尘埃等和阳光共同作用的结果.阳光进入大气时,波长较长的红、橙光易绕过大气分子等,射向大地;而波长较短的蓝、靛、紫光碰到大气分子、冰晶等,很容易发生散射现象,一部分蓝、靛、紫光散射到天空中,天空便呈现出蔚蓝色了.答案A3.我国南宋时的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡风雨初霁，或露之未晞，其余点缀于草木枝叶之末，日光入之，五色俱足，闪烁不定，是及日之光品著色于水，而非雨露有所五色也.”文中所述是下列哪种光现象()A.反射 B.色散C.干涉 D.衍射解析本题是光学知识与语文知识的综合题.这段古代汉语的大致意思是:大体上风雨过后,天气转晴.有时会有没蒸发掉的水珠,它们点缀在草木枝叶之上,阳光照着它们,它们便呈现出五种色彩,并不停地闪烁.这是太阳光的颜色呈现在水珠上,并不是雨露水珠有五种颜色.以上现象是白光经过水珠多次折射造成的,属于光的色散现象.故正确选项为B.答案B4.关于光的干涉现象，下列说法正确的是（）A.在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的B.在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫色光，相邻亮条纹间距变宽C.只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象D.频率不相同的两列光也能发生干涉现象解析本题考查双缝干涉实验和产生的条件.在双缝干涉实验中，同种颜色光的干涉条纹间距是相等的，A错.红色光换成紫色光，波长变短，条纹间距变窄，B错.要观察到稳定的干涉现象，光波的频率必须相同，D错.故C正确.答案C5.对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时()A.其速度比在水中大,其波长比在水中长B.其速度比在水中大,其波长比在水中短C.其速度比在水中小,其波长比在水中短D.其速度比在水中小,其波长比在水中长解析本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v=知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,因而速度比在水中小;由v=λν知,光的频率不变,速度v变小,波长变短.C正确.答案C6.蚌壳内表面上有一薄层珍珠质,在白光照射下常会呈现美丽的色彩,这是()A.光的色散现象B.光的干涉现象C.光的全反射现象D.蚌壳凹面对光的会聚现象解析本题考查的是薄膜干涉.正确选项为B.答案B7.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,厚度为d,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长为（）A. B.C.4d D.4nd解析本题考查薄膜干涉.设绿光在膜中的波长为λ,则由d=λ,得λ=4d,则绿光在真空中的波长为=nλ=4nd.故正确选项为D.答案D8.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法正确的是()A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光，但一定不是干涉条纹D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光解析本题考查光的干涉和衍射,A正确.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上出现的是单缝衍射条纹,B正确.两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,透过滤光片的分别是黄色光和蓝色光,它们的频率不同,不能叠加形成干涉条纹,但屏上有亮光,故C正确，D错.答案ABC9.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则()A.绿光一定能发生全反射B.红光一定能发生全反射C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最大D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长解析同一介质对红光折射率小,对绿光折射率大,所以发生全反射时,红光的临界角最大,绿光的临界角最小.若黄光发生全反射,则绿光一定能发生全反射.由v=c/n得,红光速率大,红光在空气中的波长比在介质中要长.故正确选项为AC.答案AC10.如下图所示,用单色光做双缝干涉实验时,设两个狭缝、到屏上某点的路程差为d,则(波长为λ)()A.距O点(d=0)最近的一条暗纹必是d=λ/2B.对屏上某点d=nλ/2(I为正整数)时,出现暗纹C.距O点越远的点d越长,就越容易出现暗条纹D.用各色光在同一条件下实验时,频率越大的色光条纹间距越小解析本题考查光的干涉实验.在路程差d=0处,出现中心亮纹.从中心向两侧延伸,若某点的路程差d等于半波长的偶数倍,则该点出现亮条纹;若路程差d等于半波长的奇数倍,则该点出现暗条纹,d=处的暗纹是距离O点最近的暗纹.光的频率越大,波长越短,条纹间距越小,故正确选项为AD.答案AD第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、本题共5小题,每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.1801年英国物理学家托马斯·杨在实验室里成功地观察到了光的干涉现象.他用单色光照射屏上的一个小孔,是为了获得 ;由小孔射出来的光再射到两个小孔上,是为了获得 .答案一个点光源 两个振动情况总相同的光源,即相干光源12.在双缝干涉实验中,屏上一点P到双缝的路程差是2.6×m.若P点恰是暗纹,且和中央之间还有一条亮纹,则光的波长是 m.解析本题考查双缝干涉.由题意知λ=2.6×m解得λ=1.73×m.答案1.73×13.和是两个相干的光源,发出的光波的波长为4.00×m,A点与和的路程差为1.80×m.若光源和的振动方向相同,则A点将出现条纹;若光源和的振动方向相反,则A点将出现条纹.(填“亮”或“暗”）解析本题考查光的干涉中出现明暗条纹的条件.n==若光源和的振动方向相同,则A点将出现暗条纹;若光源和的振动方向相反,则A点将出现亮条纹.答案暗 亮14.下图是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图.(1)图中①是光源,⑤是光屏,它们之间的②、③、④依次是 、 和 .(2)下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是 .A.增大③和④之间的距离B.增大④和⑤之间的距离C.将绿色滤光片改为红色滤光片D.增大双缝之间的距离解析本题考查双缝干涉实验.(1)根据实验装置知,②、③、④依次是滤光片、单缝和双缝.(2)由Δx=λ知,增大④和⑤之间的距离,是增大l,Δx变大;增大双缝之间的距离,Δx变小;将绿色滤光片改为红色滤光片,波长变长,Δx变大.故B、C选项能增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离.答案(1)滤光片 单缝 双缝 (2)BC15.在利用双缝干涉测光的波长的实验中,当分划板中心刻线对齐某明条纹的中心时,记下此时手轮上的读数;转动测量头使分划板中心刻线对齐第4条明纹的中心时,记下此时手轮上的读数.利用刻度尺测出双缝到屏的距离l,要求出相应光波的波长λ,还需已知的物理量是 .如果这一已知量用x表示,则λ的数学表达式是 .解析本题考查双缝干涉实验.还需已知双缝的宽度x,由得:λ=.答案双缝的宽度三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.(10分)为了减少玻璃表面光的反射损失,在玻璃表面涂上一层折射率n=1.25的增透膜.设入射光在真空中的波长=700nm,为使这种波长的反射光能最大限度地被减弱,所涂薄膜的最小厚度应是多少?解析为了使玻璃表面的反射光最大限度地被减弱,要求在玻璃表面所涂的增透膜的厚度,恰好满足从薄膜前后两个表面反射的光干涉相消,但薄膜的厚度不宜过大,其最小厚度应为光在薄膜中波长的.设该光在真空中的波长为,频率为,则:n==λ==m=5.6×m增透膜的最小厚度:d=λ=1.4×m=140nm.答案140nm17.（10分）在双缝干涉实验中，已知双缝间距离是0.2mm，双缝到光屏的距离为80cm.某单色光的干涉图样中第一条亮纹中央到第四条亮纹中央的距离为7.80mm，据此求单色光的波长是多少.解析本题考查光的双缝干涉实验.Δx=mm=2.60mml=80cm=800mm由Δx=λ得λ=mm=6.5×mm=650nm.答案650nm18.(10分)在真空中波长是6×m的光是黄色光,波长是4×m的光是紫色光.现有一束频率=5×Hz的单色光,它在折射率n=1.5的玻璃中传播时的波长是多少?它在该玻璃中是什么颜色?解析该单色光的波长m=6×m可见该单色光是黄色光.光从真空进入玻璃时频率不变,速度变为:v=,所以光在玻璃中的波长:λ=m=4×m光的颜色是由光的频率决定的,光进入玻璃后,频率不变,故颜色不变,仍是