20182019学年粤教版高中物理选修23 第三章 光的波动性与常用新型电光源 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修2-3 第三章 光的波动性与常用新型电光源 单元测试一、单选题1.如图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷已知两列波的波长12 ， 该时刻在P点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是（ ）A.P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强B.P点始终在波峰C.P点的振动不遵守波的叠加原理，P点的运动也不始终加强D.P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强2.如图所示明暗相间的条纹是红色、蓝色单色光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样，下列说法正确的是（）A.a光是红光B.在同一种玻璃中a的速度小于b的速度C.b光的光子能量较高D.当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，若a刚好能发生全反射，则b也一定能发生全反射3.将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱如果将其中一个偏振片旋转180，在旋转过程中会观察到( ) A.灯光逐渐增强，然后逐渐减弱B.灯光强度保持不变C.灯光逐渐增强，没有减弱现象D.灯光逐渐增强，再减弱，然后增强到最亮4.以下说法正确的是（） A.真空中蓝光的波长比红光的波长长B.天空中的彩虹是由光干涉形成的C.光纤通信利用了光的全反射原理D.机械波在不同介质中传播，波长保持不变5.马路施工处警示灯是红色的，除了因为红色光容易引起视觉注意以外，还因为红色光比其它可见光传播范围更广，这是由于红色光（） A.更容易发生衍射B.光子的能量大C.更容易发生干涉D.更容易发生光电效应6.我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要的原因是() A.红光比其他色光更容易发生衍射B.红光比其他色光更容易发生干涉C.红光比其他可见光频率更大D.红光比其他可见光在玻璃中的折射率小7.下列说法中不正确的（） A.康普顿效应说明光具粒子性，光子具有动量B.光的偏振现象说明光是一种横波C.在光的双链干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽D.麦克斯韦预言电磁波存在，后来由他又用实验证实电磁波的存在二、多选题8.下列现象能反映光的偏振特性的是 ( ) A.一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为转轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B.一束自然入射到两种介质的界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角为90时，反射光是偏振光C.戴上由偏振片组成的“眼镜”观看立体电影D.通过手指间的狭缝观察日光灯时，可以看到彩色条纹9.下列关于光现象的说法中正确的是（ ） A.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是因为薄膜干涉B.光的偏振现象证明光是纵波C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变窄D.光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大10.两列简谐横波在同种介质中沿 轴相向传播,如图所示是两列波在 时的波形图, 波(实线)向右传播,周期为 , 波(虚线)向左传播。已知 波的振幅为 , 波的振幅为 。则下列说法正确的是（ ）A.， 两列波遇到同一障碍物时, 波更容易发生明显的衍射现象B.波和 波的频率之比为 C.， 两列波相遇时会发生干涉现象D.时, 处的质点的位移等于 三、填空题11.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B ， 人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则图中a光为_光图中b光为_光以SP为轴将B转过180后，在P处_（选填“能”或“不能”）看到光亮，以SP为轴将B转过90后，在P处_（选填“能”或“不能”）看到光亮12.如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的_(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的_(填“波动说”“微粒说”或“光子说”)。13.有些光，包含着在垂直光的传播方向上沿_方向振动的光，这些方向上的光的强度都_，这样的光叫_光。当这种光垂直透过某一线状狭缝后，光的振动方向只沿_方向，这样的光叫_光。 四、解答题14.利用发波水槽观察波的衍射现象时，看到了图示9所示的图样为使现象更明显，可采用办法有那些？五、实验探究题15.如图(甲)是用“双缝干涉测量光的波长”实验设备实物图。（1）已知单缝与双缝间的距离 ,双缝与屏的距离 ,双缝间距 。用测量头来测量亮纹中心的距离，测量头由分划板、目镜手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数_ ,转动测量头,使分划板中心刻线对准第4条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数，如图(丙)所示。则该光被的波长为_ 。 (保留两位有效数字) （2）若在调节过程中观察到如右图(丁)所示的千涉条纹,则出现这种现象的原因是_A.单缝与双缝不平行B.单缝与双缝的距离太近C.设备安装时,没有调节光源的高度,使光线把整个光屏都照亮 六、综合题16.登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为f=8.11014Hz（1）他设计的这种“增反膜”所依据的原理是_ （2）这种“增反膜”的厚度是_ （3）请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是 A.薄膜干涉说明光具有波动性B.如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C.干涉条纹一定是彩色的D.利用薄膜干涉也可以“增透”17.如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由（1）在单色自 然光源S后加一偏振片P （2）在(1)情况下，再加P1、P2 ， P1与P2透振方向垂直 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】解：波动干涉的条件是两列波的频率相同，由于12；同种介质，波速一定相同；根据v=f，频率不同，不能发生干涉现象，只能叠加；故质点P不可能一直振动加强，ABC不符合题意，D符合题意；故答案为：D【分析】P点的振动遵循波的叠加原理，当P点是两个波峰或波谷相交时，振动是加强的，如果一个是波峰一个是波谷，那么就是减弱的。2.【答案】B 【解析】【解答】根据双缝干涉相邻条纹间距公式 可得在其它条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知a光的波长小于b光的波长，那么a光是蓝色光，b是红色光，A、由上分析可知，a光是蓝色光，且b光的光子能量较低，故AC错误；B、因a光的波长小于b光的波长，则a光的频率大于b光的频率，那么a光的折射率大于b光，根据v= ，因此在玻璃中，a的速度小于b的速度，故B正确；D、当a和b以相同入射角从玻璃射入空气时，若a刚好能发生全反射，因a光的临界角小，若a刚好能发生全反射，则b一定不能发生全反射，故D错误故选：B【分析】根据干涉条纹的宽度可以确定入射光的波长的大小关系来确定两列光的频率的大小关系，从而确定各自什么光，再利用全反射临界角与折射率的关系，从而即可求解3.【答案】A 【解析】【解答】眼睛通过两偏振片看到的光很弱，是因为两偏振片的透振方向垂直，在旋转其中一个偏振片的过程中，透振方向逐渐一致，光逐渐增强，当两个偏振片的透振方向一致时， 光线最强，继续旋转 偏振片时，透振方向又逐渐偏离，光线逐渐减弱，所以选项A正确 【分析】根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片。4.【答案】C 【解析】【解答】A、波长和频率成反比，红光的频率比蓝光低，所以波长比蓝光长，故A错误；B、天空中的彩虹是由光散射形成的，故B错误；C、光纤通信之所以能进行远距离通信，主要是利用了光的全反射原理故C正确；D、根据波速与波长和频率的关系公式v=f ， 当机械波由一种介质进入另一种介质中时，波速变化（波速由介质决定）而频率不变（频率由波源决定），故波长一定变化，故D错误；故选：C【分析】根据光谱分布比较波长，天空中的彩虹是由光散射形成的，光纤通信利用了光的全反射原理，波长和频率成正比，公式v=f 5.【答案】A 【解析】【解答】A、红色光的波长较长，而频率较小，所以比其他可见光更容易发生衍射，A正确；B、由E=hf知比其他可见光的光子能量更小，B错误；C、发生干涉的条件是两束光同频、同向、同相位，与光的颜色无关故C错误；D、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，红色光的频率小，不容易发生光电效应，故D错误故选：A【分析】红色光的波长较长，容易发生衍射现象，能使较大范围内的人看到红色的电灯6.【答案】A 【解析】【解答】色光的波长较长，而频率较小，所以比其他可见光更容易发生衍射；只要频率相同，均能发生干涉现象；频率都是相同的，但是在不同的介质中其折射率是不同的。【分析】红色光的波长较长，容易发生衍射现象，能使较大范围内的人看到红色的电灯7.【答案】D 【解析】【解答】A、康普顿效应揭示了光具有粒子性，光子具有动量故A正确；B、偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波故B正确；C、根据 可知在其它条件不变的情况下，波长越大，干涉条纹间距越大；故C正确；D、麦克斯韦提出电磁场理论并预言光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实电磁波的存在故D错误故选：D【分析】在康普顿效应中，散射光子的动量减小，根据德布罗意波长公式判断光子散射后波长的变化，康普顿效应进一步表明光子具有动量，体现光的粒子性偏振是横波的特有现象；根据 可知在其它条件不变的情况下，波长越大，干涉条纹间距越大；麦克斯韦提出电磁场理论并预言光是一种电磁波，后来赫兹用实验证实电磁波的存在二、多选题8.【答案】A,B,C 【解析】【解答】一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直能反映光的偏振特性；一束自然光入射到两种介质的表面时，一定有反射光线如果折射光线与反射光线垂直，反射光为偏振光；通过手指间缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象，而不是偏振现象。【分析】偏振光具有的性质是光子的振动具有方向性当两个偏振片的偏振方向夹角增大时，透射光的强度减弱。9.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，故A正确B、偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波；故B错误C、干涉条纹的间距与波长成正比，黄光的波长比绿光长，所以若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽故C错误D、产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，则知光从光导纤维丝内芯射入外套时要产生全反射，必须使内芯材料的折射率比外套材料的折射率大故D正确故选：AD【分析】根据常见的光现象分析油膜出现彩色花纹是光的干涉现象；干涉条纹的间距与波长成正比；根据产生全反射的条件分析光导纤维丝内芯材料与外套折射率的大小；光的偏振现象说明光是一种横波10.【答案】A,D 【解析】【解答】A.实线波的波长为 1=4m，虚线波的波长为 2=6m，依据波长越长的越容易发生明显衍射现象，A符合题意；BC.实线波的波长为 1=4m，虚线波的波长为 2=6m，它们的波速相等，由波速公式v=f得：实线波和虚线波的频率之比为 f1：f2=2：1=3：2，两列波的频率不同，不能发生干涉现象。BC不符合题意；D.依据=vT，则有TB=2TA ， 在t=TA=2s时间内，实线波A向右传播一个周期，而虚线波B向左传播半个周期，因此根据波形的平移法，结合波的叠加原理可知t=2s时，x=5m处的质点位移|y|=y1+y2=10cm，D符合题意。故答案为：AD【分析】光是横波，会发生衍射，波长越长，衍射效果越明显；利用波的的叠加原理求解即可。三、填空题11.【答案】自然；偏振；不能；能 【解析】【解答】由题意可知，人眼在P处看不到光亮，是因为偏振片A与偏振片B相互垂直，a光是自然光，经过偏振片后，b光是偏振光；由上分析可知，以SP为轴将B转过180后，偏振片B仍然与偏振片A相互垂直，在P处仍然不能看到光亮；当SP为轴将B转过90后，两个偏振片的方向平行，在P处将能看到光亮；故答案为：自然；偏振；不能；能【分析】根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片12.【答案】衍射；波动说 【解析】【解答】该图片中的亮斑为“泊松亮斑”，从图看亮条纹为从里向外越来越窄，越来越暗，为典型的衍射条纹，故这是光的衍射现象。光的衍射现象是光的波动性的独有特征，故该实验支持了光的波动说。【分析】本题的突破口是：当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，可见是光绕过障碍物传到了障碍物的后面，即光发生了衍射现象13.【答案】各个；都相同；自然；狭缝；偏振 【解析】【解答】有些光，包含着在垂直光的传播方向上沿各个方向振动的光，这些方向上的光的强度都都相同，这样的光叫自然光。当这种光垂直透过某一线状狭缝后，光的振动方向只沿狭缝方向，这样的光叫偏振光。【分析】加强相关概念、原理的理解。四、解答题14.【答案】解答：发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不大，所以为使现象更明显，可采用办法有（1）缩小挡板间距（2）降低波源频率 【解析】【分析】发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不大五、实验探究题15.【答案】（1）；（2）【解析】【解答】（1）手轮测量装置为螺旋测微器，第一条读数为2mm+19.20.01mm=2.192mm，第4条读数为7.5mm+37.00.01mm=7.870mm。根据 ， ，代入数据得： m（2）分析可知，出现丁图原因为光路调节中，没有调节好光源得高度，导致光路不正。【分析】（1）螺旋测微器的读数需要注意的是旋钮上每一个刻度对应的数值；求解波长利用公式 =求解即可。（2）单缝与双缝不平行与单缝与双缝的距离太近时，还会观测到条纹。六、综合题16.【答案】（1）两反射光叠加后加强（2）1.23107m（3）A,D 【解析】【解答】解：（1）为了减少进入眼