高中物理 第五章《光的干涉 衍射 偏振》测试 鲁科版选修3-4

1 光的干涉光的干涉 衍射衍射 偏振偏振 单元测试单元测试 A A 卷卷 说明 说明 本试卷分为第 卷两部分 请将第 卷选择题的答案填入题后括号内 第 卷可在各题后直接作答 共 100 分 考试时间 90 分钟 第第 卷卷 选择题共 40 分 一 本题共一 本题共 1010 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 4040 分分 在每小题给出的四个选项中 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只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确有的小题有多个选项正确 全部选对的得全部选对的得 4 4 分分 选不选不 全的得全的得 2 2 分分 有选错或不答的得有选错或不答的得 0 0 分分 1 下列现象中属于光的色散现象的是 A 雨后美丽的彩虹 B 对着日光灯从夹紧的两铅笔的缝隙中看到的彩色条纹 C 阳光下肥皂泡膜上的彩色条纹 D 光通过三棱镜产生的彩色条纹 解析解析本题考查光的干涉 衍射和色散现象的理解与判断 雨后彩虹 光通过三棱镜后产 生的彩色条纹均是光的色散现象 选项 B 中的彩色条纹是单缝衍射现象 阳光下肥皂泡膜上 的彩色条纹是薄膜干涉现象 正确选项是 AD 答案 AD 2 一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹 除中央白色亮纹外 两侧还 有彩色条纹 其原因是 A 各色光的波长不同 因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 B 各色光的速度不同 因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 C 各色光的强度不同 因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同 D 上述说法都不正确 解析解析本题考查光的双缝干涉实验和条纹间距与波长的关系 白光包含各种颜色的光 它们的波长不同 在相同条件下做双缝干涉实验时 它们的干 涉条纹间距不同 所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹 A 正确 答案 A 3 用单色光通过小圆盘或小圆孔做衍射实验时 在光屏上得到的衍射图样 A 是中央均为暗点的同心圆条纹 B 是中央均为亮点的明暗间隔不均匀的同心圆条纹 C 是中央均为亮点的明暗间隔均匀的同心圆条纹 D 用小圆盘时中央是暗的 用小圆孔时中央是亮的 解析解析本题考查光的衍射 衍射条纹间距不相等 小孔或小圆盘发生光的衍射时 中央均 为亮点 其中小圆盘衍射时中心所形成的亮点称为泊松亮斑 故正确选项为 B 答案 B 4 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 2 解析解析前者看到的彩色条纹是不同色光的干涉 而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 答案 CD 5 关于激光 下列说法正确的是 A 激光在自然界中普遍存在 B 激光是相干光 C 激光的平行度好 D 激光的亮度高 解析解析本题考查激光的特点 选项 B C D 所述为激光的三个特点 都是正确的 A 是不正 确的 答案 BCD 6 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 解析解析本题考查光的衍射 激光束通过细丝时 产生的条纹与单缝衍射的规律相同 是一种光的衍射现象 衍射条纹 的宽窄与狭缝的宽窄有关 狭缝越窄 条纹越宽 B D 对 答案 BD 7 在防治 非典 期间 机场 车站等交通出入口使用了红外线热像仪 红外线热像仪通 过红外线遥感 可检测出经过它时的发热病人 从而可以有效控制疫情的传播 关于红外线热 像仪 下列说法中正确的是 A 选择红外线进行检测 主要是因为红外线光子能量小 可以节约能量 B 红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测 C 红外线热像仪同时还具有杀菌作用 D 一切物体都能发射红外线 而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同 解析解析红外线热像仪是根据一切物体都发射红外线 并且物体在不同温度下发射的红外线 的频率和强度不同成像的 D 正确 答案 D 8 市场上有一种灯具俗称 冷光灯 用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大 大降低 从而广泛地应用于博物馆 商店等处 这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面 放置的反光镜玻璃表面镀一层薄膜 例如氟化镁 这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效 应最显著的红外线 用 表示此红外线在薄膜中的波长 则所镀薄膜的厚度最小应为 3 A 8B 4 C 2D 解析解析本题考 查薄膜干涉 要消除红外线的反射 必须使红外线在薄膜的两个面上反射光 的路程差正好等于红外线半个波长 2 的奇数倍 即 s 2k 1 2 其中 s为光在薄膜两 个面上反射的路程差 即 s 2d s的最小值为 2 则薄膜的最小厚度为 4 故正确 选项为 B 答案 B 9 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 解析解析太阳初升和西沉时 阳光通过比中午较厚的空气层 阳光通过空气时 空气分子对阳 光有散射作用 空气分子对不同色光的散射作用是不同的 波长越短的色光受到的散射作用越 大 紫 蓝等较短波长的色光 被空气分子散射得多 红光的波长最长 最容易发生衍射现象 被散射得也最少 所以射到地面来的红光最多 因此太阳看起来呈红色 答案 BCD 10 下列说法正确的是 A 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B 光的频率越大 波长越长 C 光的波长越长 光子的能量越大 D 光在介质中的传播速度是 3 0 8 10m s 解析解析本题考查光的基本知识 A 正确 答案 A 第第 卷卷 非选择题共 60 分 二 本题共二 本题共 5 5 小题小题 每小题每小题 4 4 分 共分 共 2020 分分 把答案填在题中的横线上把答案填在题中的横线上 11 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 解析解析本题考查光的干涉 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 答案蓝色条纹 12 在硬纸板上开一个正方形小孔 让阳光透过小孔照射在地面上 随着正方形小孔的边 长逐渐减小 地面上的光斑的形状依次是 对应这 些光斑 产生的原因依次是 解析解析本题考查光的直线传播和小孔衍射 随着正方形小孔的边长逐渐减小 地面上的光斑的形状依次是 正方形 圆形 明暗相间 的环形衍射条纹 产生的原因依次是 光的直线传播 光的直线传播 小孔成像 光的衍射 答案正方形圆形明 暗相间的环形衍射条纹光的直线传播光的直线传播 小孔成像 光的衍射 13 有的眼镜 较精密的光学镜头的表面都镀有一层薄膜 常用氟化镁 叫增透膜 它 4 能减少反射光 增加透射光 增透膜的原理是 解析解析本题考查薄膜干涉 当薄膜的厚度是入射光在其中传播时波长的 1 4 时 在薄膜前后两个表面反射的两列光 波恰好 抵消 答案光的干涉 14 响尾 蛇 导弹是一种被动制导的空对空导弹 它本身不发射电磁波 靠接收目标 发射的电磁波来追踪攻击目标 它是靠探测敌方飞机发动机辐射的来射向目标的 解析解析本题考查红外线的实际应用 答案红外线 15 某脉冲激光器的耗电功率为 2 3 10W 每秒钟输出 10 个光脉冲 每个脉冲持续的时 间为 8 10 s 携带的能量为 0 2 J 该激光器将电能转化为激光能量的效率为 解析解析本题考查激光器的效率 其效率为 1 W10 P 100 1102 2 010 3 100 0 1 答案 0 1 三 本题共三 本题共 4 4 小题 共小题 共 4040 分分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演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有数值计算的题 答案中必须明确写出数 值和单位值和单位 16 8 分 中国科学院上海光学精密机械研究所在一个不到 10 2 m的光学平台上 在 35 fs fs 是一种时间单位 读作飞秒 1 fs 15 10 s 的超短瞬间内获得了 15 12 10W 的超强超 短激光束 这一瞬时功率相当于全世界所有电网功率总量的数倍 据了解 自然界中类似的 极端物理条件 只有在核爆中心 恒星内部以及黑洞边缘才能找到 在实验室中用人工手段 获得这种条件 意味着人类在激光研究领域将进入一个前所未有的超强超快的境界 通过以 上叙述 计算在这 35 fs 中所释放的激光能量是多少 解析解析本题考查的是对激光能量高的理解 E Pt 15 12 10 35 15 10 J 0 525 J 答案 0 525 J 17 10 分 一个氦氖激光器能发出 4 74 14 10Hz 的红光 求 1 它在真空中的波长 2 进入折射率为2的透明介质中 这束激光的波长 波速又是多少 解析解析由c f 得 f c 14 8 1074 4 100 3 m 6 3 7 10 m 在介质中的波速为 v 2 100 3 8 n c m s 2 1 8 10m s 5 由v f得在介质中的波长 f v 14 8 1074 4 101 2 m 4 4 7 10 m 答案 1 6 3 7 10 m 2 4 4 7 10 m2 1 8 10m s 18 10 分 在双缝干涉实验中 双缝到光屏上P点的距离差 x 0 6 m 若分别用频 率 1 f 5 0 14 10Hz 和 2 f 7 5 14 10Hz 的单色光垂直照射双缝 试通过计算说明P点出现明 暗条纹的情况 解析解析 1 14 8 105 103 f c m 6 7 10 m 1 x 1 即路程差等于一个波长 两列光波相互加强 此时P点出现亮纹 2 14 8 2 105 7 103 f c m 4 7 10 m 2 x 1 5 即路程差为 1 5 两列光波相互抵消 此时P点出现暗纹 答案频率为 1 f的光照射时出现亮条纹 频率为 2 f的光照射时出现暗条纹 19 12 分 一束单色光 在真空中的波长是 6 00 7 10 m 当它进入玻璃中传播时速 度变为 2 00 8 10m s 则该玻璃的折射率是多少 它在玻璃中的波长是多少 频率是多