【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第1课时光的波动性练习 人教大纲版

1 第十五章第十五章 光的波动性光的波动性 第第 1 1 课时课时 光的波动性光的波动性 1 验钞机发出的 光 能使钞票上的荧光物质发光 家用电器上的遥控器发出的 光 用来 控制电视机 空调 对于它们发出的 光 下列说法正确的是 A 验钞机发出的 光 是红外线 B 遥控器发出的 光 是红外线 C 红外线是由原子的内层电子受到激发后产生的 D 红外线是由原子的外层电子受到激发后产生的 解析 紫外线具有荧光效应 能使荧光物质发光 因此验钞机发出的 光 应为紫外线 遥控器所发出的 光 是红外线 红外线的波长较长 容易绕过烟尘等障碍物 红外线 紫外线产生的机理都是原子的外层电子受到激发后产生的 因而正确答案为 B D 答案 BD 2 下列说法符合实际的是 A 医院里常用 X 射线对病房和手术室消毒 B 医院里常用紫外线对病房和手术室消毒 C 在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力 D 在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力 解析 紫外线有杀菌消毒的作用 而红外线的主要效应是热效应 且红外线波长长 易衍 射 穿透云雾烟尘的能力强 答案 BD 甲 乙 图 15 1 7 3 今有甲 乙两个同学分别用手拿着铁丝圈在酒精灯旁边观察肥皂液膜上的薄膜干涉条纹 2 甲同学将铁丝竖直固定 如图 15 1 7 甲 所示 而乙将铁丝圈把横向固定 如图 15 1 7 乙 所示 则能正确反映甲 乙两人观察到的干涉条纹的是 解析 在肥皂液膜上的某一条干涉条纹所在位置处的液膜厚度是相同的 不论铁丝圈把是 竖直着还是横着 稳定后的液膜由于重力作用 都是上薄下厚的 且同一高度处的液膜厚 度相同 因此甲 乙两同学所观察到的干涉条纹都是水平的 但是只有火焰在膜上的反射 成像上才能看到干涉条纹 液膜上的其他位置处尽管也有干涉条纹 但是眼睛却看不 到 所以正确选项为 B D 答案 BD 图 15 1 8 4 在信息技术迅猛发展的今天 光盘是存储信息的一种重要媒介 光盘上的信息通常是通过 激光束来读取的 若激光束不是垂直投射到盘面上 则光线在通过透明介质层时会发生偏 折而改变行进方向 如图 15 1 8 所示 下列相关说法正确的是 A 图中 光是红光 光是蓝光 B 在光盘的透明介质层中 光比 光传播更快 C 若 光 光先后通过同一双缝干涉装置 前者得到的条纹比后者的宽 D 若 光 光先后通过同一单缝衍射装置 前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄 解析 同种介质对蓝光的折射率比对红光的折射率大 故以相同入射角入射时 折射角较 小的 是蓝光 折射角较大的 是红光 A 项错 根据折射率n c v可知 光速度较大 B 项错 通过同一干涉装置 红光的波长大于蓝光的波长 由 x 可知 红光干涉条 l d 纹较宽 C 项错 通过同一单缝衍射装置 蓝光的中央条纹较窄 D 项正确 答案 D 5 如图 15 1 9 所示 是研究激光相干性的双缝干涉示意图 挡板上有两条狭缝S1 S2 由 S1 S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹 已知入射激光的波长是 屏上的P点 到两狭缝S1 S2的距离相等 如果把P处的亮条纹记作 0 号条纹 由P向上数 与 0 号亮 纹相邻的亮纹依次是 1 号条纹 2 号条纹 则P1处的亮纹恰好是 10 号亮纹 设直线 S1P1的长度为L1 S2P1的长度为L2 则L2 L1等于 3 图 15 1 9 A 5 B 10 C 20 D 40 解析 根据双缝干涉原理 产生亮条纹的条件是光程差为波长的整数倍 即 s n n 0 1 2 当n 0 时产生 0 号亮纹 当n 10 时产生 10 号亮纹 所以 L2 L1 10 B 项正确 答案 B 1 下列关于激光的说法中正确的是 A 因为激光的方向性好 所以激光不能发生衍射现象 B 激光是一种人工产生的相干光 因此可以对它进行调制来传递信息 C 激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度 从而对目标进行跟踪 D 激光从本质上说是横波 解析 光是横波 激光也是光 因此激光从本质上来说是横波 具有光波的特性 能够发 生衍射现象 激光的频率单一 相干性非常好 可以像无线电波那样调制 用来调制传递 信息 如光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物 激光的平行度和方向性非常好 可 以根据发射和返回的时间间隔 测量超远距离 综上所述可知 B C D 选项正确 答案 BCD 2 对于光的衍射现象 下述定性分析中错误的是 A 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象 B 光的衍射否定了光的直线传播的结论 C 光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D 光能发生明显衍射的条件是光的波长与孔或障碍物尺寸可比拟 解析 当障碍物或孔的尺寸小于光的波长或可以跟波长相比拟时 可发生明显衍射现象 光的直线传播是障碍物或孔的尺寸远大于光的波长时表现出的现象 二者并不矛盾 所以 A D 两项对 B 项错 衍射也是波动性的特征 4 答案 B 3 我们经常看到 凡路边施工处总挂有红色的电灯 这除了红色容易引起人们的视觉反应外 还有一个重要的原因 这个原因是 A 红光比其他可见光更容易发生衍射 B 红光比其他可见光更容易发生干涉 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 解析 红光相对于其他色光而言 波长长 易发生衍射 即使是雨雾天人们也能在较远处 看到红光 答案 A 4 光的偏振现象说明光是横波 下列现象中不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像更清晰 D 通过手指间的缝隙观察日光灯 可以看到彩色条纹 解析 由光的偏振现象的知识可知 A B C 均反映了光的偏振特性 只有 D 选项是利用手 指间的狭缝去观察光的衍射现象 故选 D 答案 D 图 15 1 10 5 利用图 15 1 10 中所示装置研究双缝干涉现象 下面几种说法正确的是 A 将单缝向双缝移动一小段距离后 干涉条纹间距变宽 B 将滤光片由蓝色换成红色 干涉条纹间距变宽 C 将屏移近双缝 干涉条纹间距变宽 D 换一个两缝之间距离较大的双缝 干涉条纹间距变宽 解析 本题考查双缝干涉 条纹间距公式 x 其中L为双缝到屏的距离 d为双 L d 缝间距 为光的波长 所以单缝与双缝之间的距离以条纹间距没影响 A 项错 因红光 的波长大于蓝光的波长 所以把滤光片由蓝色换成红色后条纹间距变宽 B 对 将屏移近 缝后 L变小 条纹间距变窄 C 项错 换成缝间距离大的双缝后 d变大 条纹间距变窄 D 项错 答案 B 5 图 15 1 11 6 如图 15 1 11 所示 甲图中S为点光源 AB为一遮光板 CD表示AB上透光部分 C D 之间的距离d可以调节 MN为光屏 图 15 1 11 乙和丙上的白色部分表示光通过CD在 屏上得到的这部分光 下列说法中正确的是 A CD为一窄缝 B CD为一圆孔 C 比较得到乙 丙两图时的d 乙图对应的d较小 D 比较得到乙 丙两图时的d 丙图对应的d较小 解析 孔的尺寸越小 衍射现象越明显 故题中丙图中对应的d比乙图中对应的d小 即 B D 项正确 答案 BD 7 下列说法正确的是 A 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 这是光的干涉的结果 B 用光导纤维束传送图象信息 这是光的衍射的应用 C 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹 这是光的偏振现象 D 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物 可使景物清晰 解析 考查光的基本属性 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱带 是光的色散现象 A 项错 用光导纤维束传送图象信息是光的全反射原理的应用 B 项错 眯着眼睛看发光的灯丝时 能观察到彩色条纹 是光通过眼睫毛 相当于光栅 时光的衍射现象 C 项错 由于光通过 光学镜头的前后表面会产生干涉现象 导致相片不够清晰 需要在照相机镜头前加装偏振 滤光片 减弱经水面反射的光的影响 使拍摄日落时水面下的景物景像更清晰 D 项对 答案 D 图 15 1 12 8 把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上 让单色光从上方射入 如图 15 1 12 甲 这时可以看到亮暗相间的同心圆 如图 15 1 12 乙 这个现象是 牛顿首先发现的 这些同心圆叫做牛顿环 为了使同一级圆环的半径变大 例如从中心数起 6 的第二道圆环 则应 A 将凸透镜的曲率半径变大 B 将凸透镜的曲率半径变小 C 改用波长更长的单色光照射 D 改用波长更短的单色光照射 解析 同一级圆环的半径增大 说明产生同样的亮条纹所需空气膜的厚度不变 可以将凸 透镜的曲率半径变大 要达到同样厚的空气膜需向外延一些 A 项正确 B 项错 换用波长 更长的单色光照射时 同样的路程差所需的空气膜的厚度增大 所以圆环的半径变大 C 项对 D 项错 答案 AC 9 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 8 1 1014 Hz 那么他设计的这种 增反膜 的厚度至少是 A 9 25 10 8 m B 1 85 10 7 m C 1 23 10 7 m D 6 18 10 8 m 解析 为了减少进入眼睛的紫外线 应该使入射光分别从该膜的前后两上表面反射形成的 光叠加后加强 因此光程差应该是波长的整数倍 因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长 的 1 2 紫外线在真空中的波长是 3 7 10 7 m 在膜中的波长是 2 47 10 7 c n m 因此膜的厚度至少是 1 23 10 7 m 答案 C 10 图 15 1 13 在研究材料A的热膨胀特性时 可采用如图 15 1 13 所示的干涉实验法 A的上表面是 一光滑平面 在A的上方放一个透明的平行板B B与A的上表面平行 在它们之间形成一 个厚度均匀的空气膜 现在用波长为 的单色光垂直照射 同时对A缓慢加热 在B上方 观察到B板的亮度发生周期性变化 当温度为t1时最亮 然后亮度逐渐减弱至最暗 当温 度升到t2时 亮度再一次变到最亮 则 7 A 出现最亮时 B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强 B 出现最亮时 B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消 C 温度从t1升至t2过程中 A的高度增加 4 D 温度从t1升至t2过程中 A的高度增加 2 解析 该装置利用B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉 若最亮 说明干涉加强 加强时路程差 x n n 0 1 2 由于t1和t2两温度为连续变化 且出现两次最 亮 所以两次的路程差为一个波长 t1至t2过程中 A的高度应增加半个波长 答案 D 图 15 1 14 11 如图 15 1 14 为双缝干涉的实验示意图 若要使干涉条纹间距变大可改用波长更 填 长 短 的单色光 或者使双缝与光屏之间的距离 填 增大 减小 解析 相邻明暗相间条纹间的距离是 x 因此要增大 x 只要想办法增大波长 l d 或减小双缝与光屏之间的距离d即可 答案 长 增大 12 用氦氖激光器进行双缝干涉实验 已知使用的双缝间的距离d 0 1 mm 双缝到屏的距离 L 6 0 m 测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是 3 8 cm 氦氖激光器发出的红光的波长 是多少 假如把整个装置放入折射率是 4 3 的水中 这时屏上的条纹间距是多少 解析 由条纹间距 x 双缝间距d 双缝到屏的距离L及波长l的关系 可测光波的波长 同理知道水