高中物理 3光的波动性测试题 新人教版选修3-4

1 光的波动性光的波动性 测试题测试题 一 选择题 1 对衍射现象的定性分析 不正确的是 A 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象 B 衍射花纹图样是光波相互叠加的结果 C 光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D 光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论 2 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 3 在白炽灯的照射下 能从捏紧的两块玻璃板的表面看到彩色条纹 通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察 发光的白炽灯 也会看到彩色条纹 这两种现象 A 都是光的衍射现象 B 前者是光的色散现象 后者是光的衍射现象 C 前者是光的干涉现象 后者是光的衍射现象 D 都是光的波动性的表现 4 沙尘暴是由于土地沙化形成的恶劣气象现象 发生沙尘暴时能见度只有几十米 天空变黄发暗 这是 由于发生沙尘暴时 A 只有波长较长的一部分光才能到达地面 B 只有波长较短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 只有能量较大的光子才能到达地面 5 在拍摄水面下的景物或玻璃窗里的陈列物时 应在照相机镜头前面装一偏振片 这样做的目的是 A 减弱反射光 从而使景物清晰 B 增加反射光 从而使景物清晰 C 增强透射光 从而使景物清晰 D 减弱入射光 从而使景物清晰 6 实验证明 蛇的鼻眼之间有一种红外感受器对周围温热物体产生反应 能敏感地测出 0 02oC 的温度差 异 反应时间低于0 1s 在黑色的夜晚也能准确地判断物体的位置 响尾蛇导弹就是仿照蛇的这种结构 制成的 这是仿生学的重大成就 关于红外线及蛇的红外线感受器 下列说法正确的是 A 红外线的波长小于可见光 B 红外线可引起人的视觉 C 红外线可引起蛇的视觉 D 红外线可引起蛇的警觉 7 准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光 用这样的激光刀对近视眼进行手术 手术时间短 效 果好 无痛苦 下列关于这个治疗的说法正确的是 A 激光具有高度的方向性 可以在非常小的面积上对眼睛进行修复 B 激光治疗近视眼手术是用激光对视网膜进行修复 C 激光治疗近视眼手术是用激光对角膜进行切削 D 这个手术利用了激光的高能量 8 以下四种说法 光的偏振现象说明光是电磁波 紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的 泊 松亮斑是一种光的衍射现象 原子的自发辐射而得到加强的光是激光 哪些说法是正确的 A B C D 9 9 利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度 从 而测定含糖量 其原理是 偏振光通过糖的水溶液后 若迎着射来的光线看 偏振方向会以传播方向为轴线 旋转一个角度 这一角度称为 旋光角 的值与糖 溶液的浓度有关 将 的测量值与标准值相比较 就能 确定被测样品的含糖量了 如图 1 所示 S是自然光源 A B是偏振片 转动B 使到达O处的光最 强 然后将被测样品P置于A B之间 则下列说法中正确的是 A 到达处O光的强度会明显减弱 B 到达O处光的强度不会明显减弱 C 将偏振片B转动一个角度 使得O处光的强度最大 偏振片转B过的角度等于 A P B S O 图 1 2 D 将偏振片A转动一个角度 使得O处光的强度最大 偏振片A转过的角度等于 10 某同学使用激光器作光源 在不透光的挡板上开一条缝宽为 0 05mm 的窄缝 进行光的衍射实验 如 图 2 甲所示 则他在光屏上看到的条纹是下面图 2 乙中的 11 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 12 在杨氏干涉试验中 从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等 该点即为中央亮条纹的位置 即 n 0 对应的那条亮条纹 双缝屏上有上下两狭缝 设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖下方的 缝 则屏上中央亮条纹的位置将 A 向上移动 B 向下移动 C 不动 D 可能向上移动 也可能向下移动 空题 13 1 如图 3 所示 在 用双缝干涉测光的 波长 实验中 光具座上放置的光学元件依次 为 光源 遮光筒 光屏 2 如果将灯泡换成激光光源 该实验照样可 以完成 并测出光波波长 这时可以去掉的部 件是 填数字代号 3 转动测量头的手轮 使分划板中心刻线对准第 1 条亮纹 读下手轮的读数如图 4 所示 继续转动手 轮 使分划板中心刻线对准第 10 条亮纹 读下手轮的读数如图 5 所示 则 条纹的间距是 mm 4 如果已经量得双缝的间距是 0 30mm 双缝和光屏之间的距离是 1m 则待测光的波长是 m 取三位有效数字 14 如图 6 所示 一束太阳光通过三棱镜后 在光屏MN 上形成彩色光带 ab 今将 一温度计放在屏上不同区域 其中温度计升高最快的区域为 15 用包括红光 绿光 蓝光三种色光的复色光做双缝干涉实验 所产生的干涉条 纹中 离中央亮纹最近的干涉条纹是 16 目前 许多的产品上面都贴有激光防伪商标 看起来色彩斑斓 这属于光的 图 2 图 3 图 4 图 5 N M c a b d 图 6 3 现象 汽车的尾灯 灯塔及飞机的夜航灯都用红色光源 这是因为 17 用单色光做双缝干涉实验时 双缝的作用是 如果将入射光由红光变紫光 则屏上干 涉条纹变 如果用黑纸挡住一条缝 那么屏上将看到光的 图像 18 用近年来高速发展的 PDP 等离子显示屏 可以制造出大屏幕壁挂式彩色电视机 使电视屏幕尺寸更大 图像更清晰 色彩更鲜艳 而本身的厚度只有 8 cm 左右 离子显示屏 PDP 是一种以等离子作为发光元件 并由大量的等离子管排列在一起构成屏幕 每一个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体 管的 两端各有一个电极 在两个电极间加上高压后 封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线 此射线是 它能激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光 这是利用了此射线的 每个等离子管作为一个像素 这些像素的明暗和颜色变化的组合 便形成了各种灰度和色彩的图像 三 论述与计算题 19 取两块平玻璃板 用手指将它们紧紧捏在一 如图 7 所示 会从玻璃板面上看到许多彩色条纹 改 变手指用力的大小 花纹的颜色和形状也随着改变 试分析产生这一现象的原因 20 1 S和 2 S是两个相干的光源 发出的光波的波长为 4 00 7 10 m A点与 1 S和 2 S的路程差为 1 80 6 10 m 若光源 1 S和 2 S的振动方向相同 则A点将出现明条纹还是暗条纹 若光源 1 S和 2 S的振动方向相 反 则A点将出现明条纹还是暗条纹 21 激光器是发射激光的装置 激光已经在生产 生活 现代科技 医疗卫生多个领域得到广泛应用 现有 一种红宝石激光器所发射出的激光是一道道不连续的闪光 每道闪光称为一个光脉冲 若这种激光器的光 脉冲的持续时间为 11 1 0 10s 波长为692 4nm 激光器的发射功率为 10 1 0 10 W 求 1 每个光脉冲的长度为多少 2 用这种激光治疗皮肤上的酒色斑 每平方厘米需要的能量为 60J 色斑才能消失 若有一酒色斑面 积为 2 50mm 则它要吸收多少个红宝石激光脉冲 才能逐渐消失 22 用波长为0 51 m 的绿光经双缝干涉装置在屏上得到干涉条纹 测得两明条纹间距为0 5mm 将该装置 放到水中并改用红光做双缝干涉实验 测得干涉条纹中两相邻明条纹间距仍为0 5mm 若水的折射率为 4 3 求此红光的频率 空气层玻璃 图 7 4 参考答案 选择题 1 D2 B 3 CD前者看到的彩色条纹是不同色光的干涉 后者看到的彩色条纹是单缝衍射 干涉和衍射 都是光的波动性的表现 4 A波长较长的光容易发生衍射 如红光 橙色光 透过沙尘后 天空显得灰 黄发暗 5 A水面或玻璃表面反射的光是偏振光 它的亮度高 影响成像的清晰度 所以 必须在照相机 镜头前面装一偏振片 滤掉水面或玻璃表面反射的偏振光 6 D 7 AC激光刀对近视眼进行手术 是利 用了激光具有高度的方向性 可以在非常小的面积上对眼睛的角膜进行切削修复 D 项显然是错误的 8 B 9 ACD 10 D11 ABC 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 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 12 B双缝到屏上中央亮条纹O点的距离相等 当下方的狭缝后用一块极 薄的玻璃片遮盖住后 由于波在玻璃中传播的波长变小 因此下缝到O点的距离内的波长个数变多 所 以屏上对应的到双缝波长个数相等的点下移 即屏上中央亮条纹的位置将向下移动 填空题 13 1 滤光片 单缝 双缝 2 滤光片 单缝 3 1 610mm 第一个是 0 045mm 第二个是 14 535mm 它们的差值是 14 490mm 中间跨越了 10 1 9 个条纹间距 所以条纹间距是 4 4 83 10 7m 14 a c 屏上 a b 两点分别是红光区和紫光区 a 点以上即为红外线区域 而红外线热效应显著 15 蓝色条纹 根据 x d l 知 蓝光的波长最短 蓝光的条纹最窄 因而离中央亮纹最近的干涉条纹是蓝 色条纹 16 干涉 红光的衍射现象明显 激光防伪商标表面都有一层透光薄膜 在薄膜上下表面反射的两列光相 互叠加 形成各色条纹 看起来色彩斑斓 所以这是一种光的干涉现象 在各种色光中 红光的波长最长 因 此最容易发生衍射 在雾天或空气中尘埃较多的情况下 能够传播得较远 所以从较远处也能被观察到 17 提供相干光源 窄 衍射 18 紫外线 荧光效应 充有低压氖氙气体的玻璃管加上高压后 就会发出紫外线 而紫外线具有荧光效应 它能激发荧光粉发出可见光 三 论述与计算题 19 在两个玻璃板的中间有一层薄空气层 当光线照射到玻璃板上时 和空气层接触的上下两个表面分 别反射两列光波 其路程差由空气层的厚度决定 用手指将它们捏在一起 不同部位受力不同 因而空 气层厚度不同 根据薄膜干涉原理 在厚度相同的位置产生相同的亮纹 或暗纹 又因为白光是由七种 色光复合而成的 因此 在厚度不同的位置就会出现颜色不同的亮条纹 37 0 30 1 610 104 83 10 1 dmm xmm Lm mmx610 1 9 490 14 5 当改变手指用力的大小时 空气层的厚度也会随之发生改变 因此 在原来位置上的干涉条纹也会 发生改变 即花纹的颜色和形状都会发生改变 20 若光源 1 S和 2 S的振动方向相同 则A点将出现暗条纹 若光源 1 S和 2 S的振动方向相反 则A点将出 现明条纹 n s 2 1 4 m104 m108 1 7 6 若光源 1 S和 2 S的振动方向相同 则A点将出现暗条纹 若光源 1 S和 2 S的振动方向相反 则A点将出现亮条 纹 21 1 每个光脉冲的长度为 8113 3 0 101 0 103 0 10lctmm 2 设需要吸收n个红宝石激光脉冲 而每个激光脉冲的能量为 E0 Pt 1 0 1010W 1 0 10 11s 0 1J 1011 0 1 0 101 0 100 1EPtJJ 消除面积为 2 50mm的酒色斑所需能量为 2 50 106030EJ 0 300 E n E 个 22 已知