浙江省2013年高考物理 能力突破 12.2光的波动性

1 浙江浙江 20132013 年物理高考能力突破 年物理高考能力突破 12 212 2 光的波动性光的波动性 40 40 分钟分钟 100100 分分 一 单项选择题一 单项选择题 本题共本题共 4 4 小题 每小题小题 每小题 8 8 分 共分 共 3232 分 每小题只有一个选项符合题意分 每小题只有一个选项符合题意 1 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细 如图所示 观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即 可判断细丝粗细的变化 则 A 这里应用的是光的色散现象 B 这里应用的是光的干涉现象 C 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变粗 D 如果屏上条纹变宽 表明抽制的丝变细 2 2012 泉州模拟 以下对于光的现象及其解释中正确的是 A 光导纤维利用的是光的全反射现象 B 雨后美丽的彩虹是光的衍射现象 C 用激光 焊接 剥落的视网膜是利用激光的相干性好 D 海市蜃楼 是光的反射现象 3 创新题 如图所示 水面下的光源 S 向水面 A 点发射一束光线 反 射光线为 c 折射光线分成 a b 两束 则 A 在水中 a 光的速度比 b 光的速度小 B 由于色散现象 经水面反射的光线 c 也可能分为两束 C 用同一双缝干涉实验装置分别以 a b 光做实验 a 光的干涉条纹 间距大于 b 光的干涉条纹间距 D 若保持入射点 A 位置不变 将入射光线顺时针旋转 则从水面上方观察 a 光先消失 4 预测题 把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上 一端用薄片垫起 构成空气劈尖 让单色光从上 2 方射入 如图所示 这时可以看到明暗相间的条纹 下面关于条纹的说法中正确的是 A 干涉条纹的产生是由于光在玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果 B 干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C 将上玻璃板平行上移 条纹向着劈尖移动 D 观察薄膜干涉条纹时 应在入射光的另一侧 二 不定项选择题二 不定项选择题 本题共本题共 4 4 小题 每小题小题 每小题 8 8 分 共分 共 3232 分 每小题至少一个选项符合题意分 每小题至少一个选项符合题意 5 2012 杭州模拟 如图甲所示 在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜 在两者之间形成厚度不均匀的空 气膜 让一束单一波长的光垂直入射到该装置上 结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状 干涉条纹 称为牛顿环 以下说法正确的是 A 干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B 干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D 干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的 6 2012 锦州模拟 光的偏振现象说明光是横波 下列现象中属于光的偏振现象的是 A 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 透射光的强度发生变化 B 一束自然光入射到两种介质的分界面上 当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是 90 时 反射光是 偏振光 C 日落时分 拍摄水面下的景物 在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰 D 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹 3 7 易错题 下列有关光现象的说法中正确的是 A 在太阳光照射下 水面上的油膜出现彩色花纹是光的色散现象 B 在光的双缝干涉实验中 若仅将入射光由绿光改为黄光 则条纹间距变宽 C 光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D 光的偏振现象说明光是一种横波 8 2012 丽水模拟 已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大 则两种光 A 在该玻璃中传播时 蓝光的速度较大 B 以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中 蓝光折射角较大 C 从该玻璃中射入空气发生全反射时 红光临界角较大 D 用同一装置进行双缝干涉实验 蓝光的相邻条纹间距较大 三 计算题三 计算题 本大题共本大题共 2 2 小题 共小题 共 3636 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 9 16 分 如图所示某双缝干涉的实验装置 当用波长为 0 4 m 的紫光做实验时 由于像屏大小有限 屏上除中央亮条纹外 两侧只看到各有 3 条亮条纹 若换用波长为 0 6 m 的橙光做实验 那么该像屏 上除中央亮条纹外 两侧各有几条亮条纹 10 20 分 如图所示 在双缝干涉实验中 S1和 S2为双缝 P 是光屏上的一点 已知 P 点与 S1和 S2距离 之差为 2 1 10 6 m 今分别用 A B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验 问 P 点是亮条纹还是暗条纹 4 1 已知 A 光在折射率为 n 1 5 的介质中波长为 4 10 7 m 2 已知 B 光在某种介质中波长为 3 15 10 7 m 当 B 光从这种介质射向空气时 临界角为 37 3 若用 A 光照射时 把其中一条缝遮住 试分析光屏上能观察到的现象 答案解析答案解析 1 解析 选 D 细丝相当于狭缝 细丝如果足够细 激光束越过细丝时也会发生光的衍射 且丝越细 越接近激光波长 衍射现象越明显 A B 错 细丝的宽度相当于狭缝的宽度 抽制的丝变细 则衍射条 纹变宽 C 错 D 对 2 解析 选 A 光导纤维利用的是光的全反射现象进行信号传输 A 对 雨后美丽的彩虹是光的色散现 象 B 错 用激光 焊接 剥落的视网膜是利用激光的亮度高 C 错 海市蜃楼是光的全反射现象 D 错 3 解析 选 C 由题图可知 b 光偏折大 折射率大 据 v c n 知 b 光的速度小 A 错 反射角等于入射角 与折射率无关 B 错 b 光折射率大 频率大 波长小 据 x l d 知 C 对 据 sinC 1 n 知 b 光折射率 大 临界角小 b 光先消失 D 错 变式备选 蓝光光碟是利用波长较短 波长约为 405 nm 的蓝色激光读取 和写入数据的光碟 而传统 DVD 需要激光头发出红色激光 波长约为 650 nm 来读取或写入数据 通常来说波长越短的激光 能够在单位面积上记录 5 或读取更多的信息 因此 蓝光极大地提高了光盘的存储容量 对于光存储产品来说 蓝光提供了一个 跳跃式发展的机会 目前为止 蓝光是最先进的大容量光碟格式 一束由红 蓝两单色激光组成的复色 光从水中射向空气中 并分成 a b 两束 则下列说法正确的是 A 用 a 光可在光盘上记录更多的数据信息 B a 为蓝光束 b 为红光束 C 使用同种装置 用 a 光做双缝干涉实验得到的条纹比用 b 光得到的条纹宽 D b 光在水中传播的速度较 a 光大 解析 选 C 由题图可知 b 光偏折大 折射率大 a 为红光束 b 为蓝光束 B 错 由题目条件知 A 错 a 光频率小于 b 光频率 波长大于 b 光波长 由 x d l 知波长越长 条纹越宽 C 对 v c n navb D 错 4 解析 选 C 根据薄膜干涉的产生原理 上述现象是由空气劈尖膜前后表面反射的两列光叠加而成 当波峰与波峰 波谷与波谷相遇叠加时 振动加强 形成亮条纹 A B 错 因相干光是反射光 故观察 薄膜干涉时 应在入射光的同一侧 D 错 根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的 当上玻璃板平行上 移时 同一厚度的空气膜向劈尖移动 故条纹向着劈尖移动 C 对 总结提升 薄膜干涉的 条纹与膜厚度的关系分析方法 1 对于薄膜干涉关键是弄清楚薄膜位置 相干光是薄膜的前后两个表面的反射光 2 同一亮条纹或同一暗条纹应出现在膜的厚度相同的地方 若厚度均匀变化 形成等间距干涉条纹 厚 度变化越快 形成的干涉条纹越密 3 检查工件的平整程度 熟悉等厚干涉条纹是均匀的 知道条纹间距的决定因素 满足 2sin l关系 就可以得出正确答案 5 解析 选 A C 薄膜干涉中的 薄膜 指的是两个玻璃面之间所夹的空气膜 故选项 A 正确 B 是错误 的 两列波的光程差满足一定的条件 如两列波的光程差是半波长的偶数倍 形成明条纹 如两列波的光程 差是半波长的奇数倍 形成暗条纹 明暗条纹间的距离由薄膜的厚度决定 薄膜厚度变化不均匀 则干涉条 纹不等间距 故选项 C 是正确的 6 解析 选 A B C 通过手指的缝隙观察日光灯 看到彩色条纹 是光的衍射现象 不能反映光的偏 振特性 D 错 其他均为光的偏振现象 7 解析 选 B C D 在太阳光照射下 水面上的油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象 A 错 在光 的双缝干涉实验中 若仅将入射光由绿光改为黄光 波长增大 根据 x d l 可知 条纹间距变宽 B 对 光导纤维是利用光的全反射传递光信号的 所以其内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C 对 6 光的偏振现象说明光是一种横波 D 对 8 解析 选 C 在同一种玻璃中 红光的折射率小于蓝光的折射率 由 v c n 可知 蓝光在该玻璃中的传播 速度小于红光 选项 A 错误 两种光的入射角相同 由 sin 2 1 sin n 可知 蓝光的折射角小于红 光的折射角 选项 B 错误 由 sinC 1 n 可知 红光的临界角大于 蓝光的临界角 选项 C 正确 由于红光的频率小于蓝光的频率 则红光的波长较长 由干涉条纹间距公式 x d l 可知 红光的条纹间距较大 选项 D 错误 9 解析 设用波长为 0 4 m 的光入射 条纹宽度为 x1 则 x1 1 d l 屏上两侧各有 3 条亮条纹 则屏上第三条亮条纹到中心距离为 3 x1 2 分 用 0 6 m 光入射 设条纹宽度为 x2 则 x2 2 d l 4 分 设此时屏上有 n 条亮条纹 则有 n x2 3 x1 即 21 n3 dd ll 6 分 代入数据解得 n 2 故两侧各有 2 条亮条纹 4 分 答案 2 条 10 解析 1 设 A 光在空气中波长为 1 在介质中波长为 2 由 n 1 2 得 1 n 2 1 5 4 10 7 m 6 10 7 m 2 分 根据路程差 x 2 1 10 6 m 2 分 所以 N1 6 7 1 x2 1 10 m 6 10 m 3 5 2 分 由此可知 从 S1和 S2到 P 点的路程差 x 是波长 1的 3 5 倍 所以 P 点为暗条纹 2