【知识点专项】2015年高考物理光学物理光学光的衍射--专练(含解析).doc

评卷人得分 一 选择题 题型注释 一 选择题 题型注释 1 关于光学现象 下列说法正确的是 A 用光导纤维束传送图象信息 这是光的衍射的应用 B 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄玻璃罩下的文物 可使文物更清晰 C 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 这是光的干涉的结果 D 透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹 这是光的色散现象 2 下列说法正确的是 A 光导纤维传递光信号是利用了光的全反射原理 B 树荫下的圆形光斑形成的原因是由于光的衍射 C 泊松亮斑是光的干涉现象 D 增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的 1 4 3 光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样 下列四幅图片中属于光的单缝衍 射图样的是 21 cn jy com abcd A a c B b c C a d D b d 4 下列有关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光的衍射造成的 B 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 C 夏天雨后的天空出现美丽的彩虹 是光的色散现象 D 光的偏振现象说明光是一种纵波 5 下列说法正确的是 A 著名的泊松亮斑是光的干涉现象 B 在光导纤维束内传送图象是利用光的衍射现象 C 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 D 在太阳光照射下 水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象 6 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 7 关于光的本性 下列描述正确的是 A 泊松亮斑说明光具有波动性 B 薄膜干涉说明光具有波动性 C 单缝衍射说明光具有波动性 D 偏振现象说明光是一种纵波 8 下列说法错误的是 A 水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹 是光的衍射现象 B 洗衣机切断电源后会经历一个剧烈振动阶段 是共振现象 C 戴上特制的眼镜观看 3D 电影产生立体视觉 是光的偏振现象 D 在站台上听到驶来的火车汽笛声音调变高 是声波的多普勒效应 9 在单缝衍射实验中 缝宽 a 0 2mm 透镜焦距 f 0 4m 入射光波长 500nm 则 在距离中央亮纹中心位置 2mm 处是亮纹还是暗纹 从这个位置看上去可以把波阵面分为几 个半波带 www 2 1 cnjy com A 亮纹 3 个半波带 B 亮纹 4 个半波带 C 暗纹 3 个半波带 D 暗纹 4 个半波带 10 下列四幅图中所涉及物理知识的论述中 正确的是 甲乙丙丁 A 甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的 B 乙图中的泊亮斑说明光具有波动性 C 丙图中经调制后的无线电波的波形是调频波 D 丁图是薄膜干涉演示实验中 将膜竖直放置 观察到的干涉图样 11 关于物理原理在技术上的应用 下列说法中正确的是 A 利用回旋加速器加速粒子时 通过增大半径 可以使粒子的速度超过光速 B 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 C 用双缝干涉测光波的波长时 若减小双缝间的距离 则同种光波的相邻明条纹间距将减 小 D 摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性 12 光在科学技术 生产和生活中有着广泛的应用 下列说法正确的是 A 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B 在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象 C 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 D 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 13 6 分 下列说法正确的是 A 某放射性元素经过 11 4 天有的原子核发生了衰变 该元素的半衰期为 3 8 天 7 8 B 在单缝衍射实验中 假设只让一个光子通过单缝 则该光子可能落在暗条纹处 C 一群氢原子从 n 3 的激发态向较低能级跃迁 最多可放出两种频率的光子 D 已知能使某金属发生光电效应的极限频率为 0 则当频率为 2 0的单色光照射该金属 时 光电子的最大初动能为 2h 0www 21 cn E 是原子核的人工转变方程 427391 213150 HeAlPn 14 平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较 下列说法中正确的有 A 在衍射图样的中心都是亮斑 B 泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽 C 小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑 泊松亮斑图样的中心是亮斑 D 小孔衍射的衍射图样中亮 暗条纹间的间距是均匀的 泊松亮斑图样中亮 暗条纹间的 间距是不均匀的 15 某复色光由空气斜射入某介质中后分解为 a b 两束单色光 如图所示 以下说法正确 的是 A a 光的频率比 b 光小 B a 光在该介质中的传播速度比 b 光小 C 光由介质射入空气时 a 光的临界角比 b 光小 D a b 通过相同的单缝衍射实验装置 a 光的衍射条纹较宽 16 6 分 以下说法中正确的是 填正确答案标号 选对 1 个得 3 分 选对 2 个得 4 分 选对 3 个得 6 分 每选错 1 个扣 3 分 最低得分为 0 分 21 cnjy com A 对于同一障碍物 波长越大的光波越容易绕过去 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 E 不管光源与观察者是否存在相对运动 观察者观察到的光速是不变的 17 如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象 从图象可知 A B 侧波是衍射波 B A 侧波速与 B 侧波速相等 C 增大水波波源的频率 衍射现象将更明显 D 增大挡板之间的距离 衍射现象将更明显 18 如图甲所示 O 点为振源 OP s t 0 时刻 O 点由平衡位置开始振动 产生沿直线向右 传播的简谐横波 如图乙为 P 点从 t1时刻开始沿 y 轴正方向开始振动的振动图像 则以下 说法错误的是 21 cnjy com 甲 t1t2 t s y cm o 乙 oP A t 0 时刻振源 O 的振动方向沿 y 轴正方向 B t2时刻 P 点振动速度最大 方向沿 y 轴负方向 C 该波与另一频率为Hz 的同类波叠加能产生稳定的干涉现象 21 1 tt D 某障碍物的尺寸为 该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象 21 1 2 s tt t 19 关于衍射 下列说法中正确的是 A 干涉现象中条纹的出现是光衍射叠加后产生的结果 B 双缝干涉中也存在衍射现象 C 一切波都很容易发生明显的衍射现象 D 影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 20 点光源照在一个剃须刀片上 在屏上形成了它的影子 其边缘较为模糊 原因是 A 光的反射 B 光强太小 C 光的干涉 D 光的衍射 评卷人得分 二 填空题二 填空题 21 4 分 利用光的现象或原理填空 A 照相机镜头镀的一层膜是利用了光的 原理 B 海市蜃楼是光的 现象 C 光纤通信是利用了光的 原理 D 人们眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹 这是光的 现象 22 能证明光是一种波的实验有 证明光波是横波的现象有 激光是一种人造光 激光的主要特点是 23 如图所示 A B 两幅图是由单色光分别入射到两圆孔形成的图像 由图判断 A 是光的 选填 干涉 或 衍射 图像 图 A 所对应的圆孔径 选填 大于 或 小于 图 B 所对应的圆孔孔径 21 教育网 24 在一个小电灯和光屏之间 放一个带圆孔的遮光板 在圆孔直径从 1 cm 左右逐渐变小 直到闭合的整个过程中 在屏上依次可看到 几种现 象 选择下列现象 将序号填入空中 完全黑暗 小孔成像 衍射光环 圆形亮斑 25 分 下图所示的 4 种明暗相间的条纹 分别是红光 蓝光各自通过同一个双缝干 涉仪器形成的干涉图样以及黄光 紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样 黑色部分表 示亮纹 则在下面的四个图中从左往右排列 亮条纹的颜色依次是 A B C D 选填 红 黄 蓝 紫 26 4 分 验钞机上发出的 能使钞票上的荧光物质发光 电视机的遥控器发出的 可控制电视机 光的 现象说明光是一种横波 用激光垂直照射一个不透 光的小圆板时 光屏上影的中心会出现一个亮斑 这是光的 现象 27 日出和日落时 太阳看起来特别红 关于其原因的说法正确的是 A 红光沿直线传播 B 红光的波长最长 C 空气分子对红光散射得最少 D 红光的衍射现象最明显 28 抽制细丝时可用激光监控其粗细 如图所示 激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光 板上的一条同样宽度的窄缝规律相同 则以下说法正确的是 A 这是利用光的干涉现象 B 这是利用光的衍射现象 C 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝粗了 D 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝细了 29 沙尘暴是由于土地沙化而引起的一种恶劣的气候现象 发生沙尘暴时能见度只有几十 米 天空变黄发暗 这是由于在这种情况下 A 只有波长较短的一部分光容易发生衍射才能到达地面 B 只有波长较长的一部分光容易发生衍射才能到达地面 C 只有频率较大的一部分光容易发生衍射才能到达地面 D 只有能量较小的光子容易发生衍射才能到达地面 30 下列现象中 由于衍射产生的是 A 泊松亮斑 B 阳光下 大树下地面上树影中的圆形亮斑 C 小孔成像 D 光照射到细金属丝后在其后面的屏上的阴影中间出现亮线 评卷人得分 三 计算题三 计算题 31 1 6 分 在同一地点有两个静止的声源 发出声波 1 和声波 2 在同一空间的空气 中沿同一方向传播 如图1 所示为某时刻这两列波的图像 则下列说法中正确的是 图 1 A 波 1 速度比波 2 速度大 B 相对于同一障碍物 波2 比波1 更容易发生衍射现象 C 这两列波传播的方向上 不会产生稳定的干涉现象 D 这两列波传播的方向上运动的观察者 听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率 相同 2 6 分 如图 2 所示是一透明的圆柱体的横截面 其半径为 折射率是 AB 是R3 一条直径 今有一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体 试求离 AB 多远的入射光线经折射后经 过 B 点 21 教育名师原创作品 图 2 评卷人得分 四 实验题四 实验题 32 双缝干涉实验装置如图所示 双缝间距离为 d 双缝到像屏间距为 L 调整实验装置使像屏 上见到清晰的干涉条纹 关于该干涉条纹及改变条件后干涉条纹的变化情况 下列叙述中正确 的是2 1 c n j y A 屏上所有亮线都是从双缝出来的两列光波的波峰与波峰叠加形成的 而所有暗线是波谷 与波谷叠加形成的 B 若将像屏向右或向左平移一小段距离 屏上仍有清晰的干涉条纹 C 若将双缝间距 d 减小 像屏上两相邻明条纹间距变小 D 若改用频率较大的色光进行实验 在其他条件不变的前提下 像屏上两相邻暗条纹间距变 小 33 A B 两图是由单色光分别照射到圆孔所形成的图样 其中图 A 是光的 填 干涉 或 衍射 图样 由此可以判断出图 A 所对应的圆孔的孔径 填 大于 或 小于 图 B 所对应的圆孔的孔径 出处 21 教育名师 参考答案参考答案 1 B 解析 试题分析 用光导纤维束传送图象信息 这是利用了光的全反射现象 A 错误 物体经过 照相机镜头的偏振滤光片后变为互相垂直的折射光和反射光 利用的是光的偏振原理 会 使文物影像更清晰 B 正确 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 这是光的色散 C 错误 透 过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹 这是光的衍射现象 D 错误 考点 考查了光的色散 衍射 偏振 全反射 2 AD 解析 试题分析 光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 当光射入时满足光的全反射条件 从而 发生全反射 最终实现传递信息的目的 A 正确 树荫下的圆形光斑形成的原因是小孔成 像 B 错误 泊松亮斑是光的衍射现象 C 错误 增透膜 其厚度应为入射光在该介质中波 长的 故 D 正确 1 4 考点 考查了光现象 3 D 解析 试题分析 单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽 而双缝则是明暗条纹间距相同 a 是双缝干涉现象条纹 b 单色光的单缝衍射现象的条纹 c 是圆孔衍射条纹现象 d 是白光 的单缝衍射图样 因此 bd 属于光的单缝衍射图样 D 正确 版权所有 21 教育 考点 考查了光得衍射 4 C 解析 试题分析 在太阳光照射下 水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象 A 错误 绿光的 波长小于黄光的波长 由双缝干涉条纹间距公式 可知 在光的双缝干涉实验中 L x d 若仅将入射光由绿光改为黄光 则干涉条纹间距变宽 故 B 错误 彩虹是光的色散现象 C 正确 光的偏转现象说明光是一种横波 D 错误 考点 考查了光的干涉 双缝干涉 光的偏振 光的色散 5 D 解析 试题分析 著名的泊松亮斑是光的衍射现象 A 错误 在光导纤维束内传送图象是利用光 的全反射现象 B 错误 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象 C 错误 在太阳光照射下 水面上的油膜上出现彩色花纹是光的干涉现象 D 正确 考点 考查了光的干涉与衍射 6 B 解析 试题分析 雨后天空出现彩虹属于光的色散 A 错误 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩 色条纹属于光的衍射 B 正确 海市蜃楼现象属于光的折射 C 错误 日光照射在肥皂膜上 出现彩色条纹属于光的干涉 D 错误 考点 光的一些现象辨析 7 ABC 解析 试题分析 由于泊松亮斑 薄膜干涉 单缝衍射都说明光具有波动性 故 A B C 都是正 确的 D 中的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波 故 D 错误 考点 光的波动性 8 A 解析 试题分析 水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹 是光的干涉现象 A 错误 洗衣机切 断电源 脱水缸的转动逐渐慢下来 在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动 说明此 时脱水缸转动的频率与洗衣机固有频率相同 发生了共振 此后脱水缸转速减慢 则驱动 力频率小于固有频率 所以共振现象消失 洗衣机的振动幅度随之减弱 B 正确 偏振片 式立体电影技术的基本原理是光的偏振 C 正确 当火车向你驶来的时候 笛的音调变高 当火车离开你向远处驶去时 音调在降低 只是当听者和声源之间发生相对运动时 听者 感觉到频率的改变 这种现象称为多普勒效应 D 正确 考点 考查了光现象 多普勒效应 共振现象 9 D 解析 沿衍射方向 最大光程差为 即 3 36 2 10 sin0 2 1010 m 1000nm 2 0 4 x aa f 因此 根据单缝衍射亮 暗纹条件 可判断出该处是暗纹 从该方向224 22 上可分为 4 个半波带 10 B 解析 试题分析 甲图中的海市蜃楼是光的全反射现象引起的 选项 A 错误 乙图中的泊亮斑说 明光具有波动性 选项 B 正确 丙图中经调制后的无线电波的波形是调幅波 选项 C 错误 薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹 故从肥皂薄膜的观察到水平 干涉条纹 用复色光时出现彩色条纹 由重力作用 肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐 增大 从而使干涉条纹的间距变密 故 D 错误 来源 21 世纪 教育 网 考点 全反射 光的波动性 无线电波的发射与接收 薄膜干涉 11 B 解析 试题分析 利用回旋加速器加速粒子时 即使通过增大半径 也不可能使粒子的速度超过 光速 选项 A 错误 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 选项 B 正确 用双缝干 涉测光波的波长时 若减小双缝间的距离 根据可知 同种光波的相邻明条纹 L x d 间距将增大 选项 C 错误 摄影机镜头镀膜增透是利用了光的干涉特性 选项 D 错误 考点 回旋加速器 激光 光的干涉 12 C 解析 试题分析 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉 A 错误 在 光导纤维束内传送图象是利用光的全反射 B 错误 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉 现象 C 正确 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散 D 错误 考点 考查了对光现象的理解 13 ABE 解析 试题分析 根据半衰期的定义 某放射性元素经过 11 4 天有的原子核发生了衰变 是 7 8 经过 3 个半衰期 故 A 选项正确 光子的运动也是无规则的 故在单缝衍射实验中 假设 只让一个光子通过单缝 则该光子可能落在暗条纹处 故 B 选项正确 一群氢原子从 n 3 的激发态向较低能级跃迁 最多可放出三种频率的光子 故 C 选项错误 由爱因斯坦光电 效应的方程知知 则当频率为 2 0的单色光照射该金属时 辐 km EhW 0 Wh 射光电子的最大初动能等于 故 D 选项错误 00km EhWh 是原子核的人工转变方程 故 E 选项正确 21 世纪 教育网 427391 213150 HeAlPn 考点 半衰期 光的衍射 原子的能级及跃迁 爱因斯坦光电效应的方程 原子核的人工转变 方程 14 AB 解析 从课本上的图片可以看出 A B 选项是正确的 C D 选项是错误的 衍射图样的 中心都是亮斑 衍射图样的亮暗条纹间距是非均匀的 2 1 c n j y 15 BC 解析 根据折射定律 结合题图可知 a 光的折射率大于 b 光的折射率 所以 a 光的频率大于 b 光 的频率 选项 A 错误 根据可知 a 光在该介质中的传播速度比 b 光小 选项 B 正确 根据 可知光由介质射入空气时 a 光的临界角比 b 光小 选项 C 正确 b 光的波 长大于 a 光的波长 a b 通过相同的单缝或双缝发生衍射或干涉时 b 光的衍射或干涉条 纹间距较大 选项 D 错误 16 ADE 解析 试题分析 波长越长的光越容易发生衍射现象 故越容易绕过障碍物 所以 A 正确 白光 通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象 所以 B 错误 红光由空气进入水中 频率不变 故颜色不变 传播速度减小 故波长变短 所以 C 错误 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 即薄膜干涉 所以 D 正确 根据狭义相对性 原理 不管光源与观察者是否存在相对运动 观察者观察到的光速是不变的 故 E 正确 考点 本题考查衍射 折射 干涉 光速不变 17 B 解析 试题分析 档板左边是衍射波的波源 故 A 错误 在同一种介质水中 机械波的波速相等 故 B 正确 波速不变 增大水波波源的频率 水波的波长将在减小 而挡板间距没变 所 以衍射现象将没有原来的明显 故 C 错 在波长没改变的情况下 可以增大挡板间距 衍 射现象将没有原来的明显 故 D 错 考点 波的干涉和衍射现象 18 B 解析 试题分析 介质中各质点起振方向与振源起振方向相同 由乙图知 P 点起振方向沿 y 轴正 向 故 t 0 时刻振源 O 的振动方向沿 y 轴正方向 选项 A 正确 由乙图知 t2时刻 P 点振动 速度最大 方向沿 y 轴正方向 故选项 B 错误 由乙图知质点振动周期为 T t2 t1 故波的 频率为Hz 根据波的稳定干涉条件知只有频率相同的波相遇才可产生稳定干涉 21 11 Ttt 现象 故选项 C 正确 波速为 v 由乙图知波的周期为 T t2 t1 所以波长为 1 s t 选项 D 中障碍物尺寸为与波长相近 故能发生明显衍射 选项 D 21 1 s tt vT t 1 2 正确 综上所述选项 B 是错误的 考点 机械振动 机械波 波的干涉 波的衍射 19 AB 解析 试题分析 干涉图样是很复杂的光波的叠加现象 双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍 射现象 一切波都能发生衍射 但要发生明显的衍射 需要满足障碍物的尺寸小于或相当 于波长的条件 故 A B 对 当障碍物的尺寸远大于波的波长时 光波就不能发生明显的衍 射现象 更多地表现为光的直线传播 在障碍物的背后 就留下了光达不到的暗区 这就 是所谓的影 所以 影的形成并没有否定光的衍射 只是光对尺寸较大的障碍物来说没有 产生明显的衍射而已 所以 D 项错误 只有在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比 甚至比 光的波长还小的时候 衍射现象才十分明显 故 C 项错误 来源 21cnj y co m 思路分析 影的形成是光沿直线传播的结果 干涉图样是很复杂的光波的叠加现象 只有 当障碍物的尺寸与光的波长相差不多 甚至比光的波长还要小的时候 衍射现象才会明显 试题点评 考查光沿直线传播光明显的衍射现象的本质 20 D 解析 在刀片边缘有部分光绕过障碍物进入到阴影中去 从而看到影子的边缘模糊 光 绕过障碍物偏离直线传播是光的衍射 D 选项正确 21 A 干涉 B 折射 C 全反射 D 衍射 解析 试题分析 A 照相机镜头镀的一层膜是利用了光的干涉原理 B 海市蜃楼是光的折射现 象 C 光纤通信是利用了光的全反射原理 D 人们眯起眼看灯丝时会看到彩色条纹 这是 光的衍射现象 考点 光的干涉 折射 衍射及全反射 22 双缝干涉 单缝衍射 偏振现象 相干性好 平行度好 亮度高 解析 证明光是一种波的实验有双缝干涉 单缝衍射实验 证明光波是横波的现象有偏 振现象 激光的主要特点是相干性好 平行度好 亮度高 23 衍射 小于 解析 24 解析 25 每空 1 分 红 紫 蓝 黄 解析 26 紫外线 红外线 偏振 衍射 解析 27 BCD 解析 太