2018-2019學(xué)年高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振章末檢測(cè) 魯科版選修3-4.docx

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第5章 光的干涉 衍射 偏振章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分)1兩盞普通白熾燈發(fā)出的光相遇時(shí)，觀察不到干涉條紋，這是因?yàn)?)A兩盞燈亮度不同B燈光的波長(zhǎng)太短C兩盞燈燈光的振動(dòng)情況不同D電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定解析答案C2下面關(guān)于光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用正確的是()A自然光通過起偏器后成為偏振光，利用檢偏器可以檢驗(yàn)出偏振光的振動(dòng)方向B立體電影利用了光的偏振現(xiàn)象C茶色眼鏡利用了光的偏振現(xiàn)象D用透明塑料板模擬車輛的形狀，檢查應(yīng)力的分布情況答案ABD3激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛下面關(guān)于激光的敘述正確的是()A激光是縱波B頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)相同C兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離解析激光是橫波，A項(xiàng)錯(cuò)；光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，波長(zhǎng)也不同，B項(xiàng)錯(cuò)；相干光的必要條件是頻率相同，C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確答案D4下列有關(guān)光的現(xiàn)象的說法不正確的是()A光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象B泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象C雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大D拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度解析光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，減弱反射光的強(qiáng)度，增加透射光的強(qiáng)度，選項(xiàng)A正確；泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象形成的，選項(xiàng)B正確；雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中條紋間距y，將紫光改為紅光即增大，則y增大，選項(xiàng)C正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，使照片清晰，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案D5.圖1用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象圖(a)是點(diǎn)燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖(b)是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是()A當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30B當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90C當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30D干涉條紋保持原來狀態(tài)不變解析金屬絲圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)無關(guān)，仍然是水平的干涉條紋，A、B、C錯(cuò)誤，D正確答案D6下列說法中正確的是()A照射珍貴物品用的“冷光燈”利用了光的衍射原理B拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片可以減小反射光的強(qiáng)度C海市蜃樓是光的干涉形成的D紅光和藍(lán)光在同種介質(zhì)中傳播時(shí)，因?yàn)樗{(lán)光的頻率大，所以藍(lán)光的傳播速度大解析“冷光燈”應(yīng)用了薄膜干涉的原理，故A錯(cuò)；海市蜃樓是光的全反射現(xiàn)象形成的，故C錯(cuò)；紅光和藍(lán)光在同種介質(zhì)中傳播時(shí)，由于f紅f藍(lán)，故n紅n藍(lán)，由n判知v紅v藍(lán)，故D錯(cuò)答案B7單色光源發(fā)出的光經(jīng)一狹縫，照射到光屏上，可觀察到的圖象是下圖中()解析光的雙縫干涉條紋是等間距等寬度的明暗相間的條紋，而在光的單縫衍射圖樣中，中間是寬度最大最亮的亮條紋，在中央亮條紋兩邊的亮條紋寬度越來越小，亮度也越來越低，故選項(xiàng)A正確答案A8抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖2所示激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫時(shí)產(chǎn)生的條紋規(guī)律相同，則()圖2A這是利用光的干涉現(xiàn)象B這是利用光的衍射現(xiàn)象C如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲粗了D如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲細(xì)了解析由圖樣可知，這是利用了光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)絲變細(xì)時(shí)(相當(dāng)于狹縫變窄)，條紋間距變寬B、D選項(xiàng)正確答案BD9.圖3一個(gè)半徑較大的透明玻璃球體，截去其下面的一部分，然后將這一部分放到標(biāo)準(zhǔn)的水平面上，現(xiàn)讓單色光豎直射向截面，如圖3所示，在反射光中看到的是()A平行的明暗相間的直干涉條紋B環(huán)形的明暗相間的干涉條紋C只能看到同顏色的平行反射光D一片黑暗解析這是薄膜干涉模型，由于以接觸點(diǎn)為圓心的同一圓周上，光通過空氣楔的光程差是相同的，故干涉條紋是環(huán)形的，故B對(duì)答案B10.圖4某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到如4(甲)圖所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如(乙) 圖所示他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是()A減小光源到單縫的距離B減小雙縫之間的距離C減小雙縫到光屏之間的距離D換用頻率更高的單色光源解析改變條件后亮條紋之間的間距變大，由公式y(tǒng)可知，要使y增大，可增大雙縫到光屏之間的距離l，C錯(cuò)誤；減小雙縫之間的距離d，B對(duì)；換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)，即頻率更低的單色光，D錯(cuò)；改變光源到單縫的距離不會(huì)改變y，A錯(cuò)答案B11雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫S的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋屏上O點(diǎn)距雙縫S1和S2的距離相等，P點(diǎn)是距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋，如果將入射的單色光換成紅光或藍(lán)光，已知紅光波長(zhǎng)大于綠光波長(zhǎng)，綠光波長(zhǎng)大于藍(lán)光波長(zhǎng)，則下列說法正確的是()圖5AO點(diǎn)是紅光的亮條紋B紅光的距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方CO點(diǎn)不是藍(lán)光的亮條紋D藍(lán)光的距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋在P點(diǎn)的上方解析由于O點(diǎn)到雙縫的光程差為零，所以為各種色光的亮條紋，A正確，C錯(cuò)；P點(diǎn)由于是綠光的距O點(diǎn)最近的第一條亮條紋，因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)大于綠光的波長(zhǎng)，所以紅光的條紋間距大于綠光的條紋間距，因此B正確，D錯(cuò)答案AB12.圖6如圖6所示，A、B兩束可見光以不同的角度同時(shí)沿不同的半徑方向射入同一塊半圓形玻璃磚，其透射光線均由圓心O點(diǎn)沿OC方向射出，則()AA光的頻率較小BA光在玻璃磚中的速度較大C分別用A、B光照射同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，A光的干涉條紋間距較小D分別用A、B光照射同一單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置，A光的衍射現(xiàn)象更明顯解析由題圖可知，A光的折射率大，所以A光的頻率大，波長(zhǎng)小，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)速度小，由y可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，雙縫干涉條紋間距越大，且衍射越明顯，C正確答案C二、填空題(本題共2小題，共12分)13(6分)在“利用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖7)圖7(1)下列說法中錯(cuò)誤的是_(填選項(xiàng)前的字母)A調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫B測(cè)量某條干涉亮條紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃中心刻線與該亮條紋的中心對(duì)齊C為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰兩條亮條紋間距y(2)測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖8，其示數(shù)為_mm.圖8解析(1)調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，無須放上單縫和雙縫，故選A.(2)讀數(shù)x1.5mm47.00.01mm1.970mm答案(1)A(2)1.97014(6分)如圖9所示，在利用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，需要從標(biāo)尺上讀出某條亮條紋的位置圖中所示的讀數(shù)是_mm.圖9若雙縫間相距d，雙縫到屏間的距離為l，相鄰兩個(gè)亮條紋中心的距離為y，則光的波長(zhǎng)表示為_(字母表達(dá)式)，某同學(xué)在兩條亮條紋之間測(cè)量，測(cè)出以下結(jié)果，其他數(shù)據(jù)為：d0.20mm，l700mm，測(cè)量y的情況如圖10所示由此可計(jì)算出該光的波長(zhǎng)為：_m.圖10解析從題圖中可以看出，主尺示數(shù)為5mm，游標(biāo)尺第12條刻線與主尺上的刻線對(duì)齊，即游標(biāo)尺示數(shù)為：120.02mm0.24mm，所以圖中的游標(biāo)卡尺的示數(shù)為：5mm0.24mm5.24mm.由干涉條紋間距的計(jì)算公式：y，得光的波長(zhǎng)表達(dá)式為：.由圖中可以求出相鄰兩亮條紋間距為：ymm1.96mm，代入數(shù)據(jù)解得光的波長(zhǎng)為：5.6107m.答案5.24y5.6107三、計(jì)算題(本題共2小題，共28分)15(12分)在用紅光做雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫之間的距離為0.6mm，測(cè)得雙縫到光屏之間的距離為1.5m，光屏上7條亮條紋之間的距離為9mm，試計(jì)算此單色光的波長(zhǎng)解析先計(jì)算出兩相鄰亮條紋之間的距離ymm1.5mm，由y得m6.0107m.答案6.0107m16.圖11(16分)如圖11所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1106m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為4107m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.15107m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37；(3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象解析(1)設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為1，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為2，由n，得1n21.54107m6107m根據(jù)路程差r2.1106m，可知N13.5由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長(zhǎng)1的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC得n由此可知，B光在空氣中波長(zhǎng)3為：3n介3.15107m5.25107m路程差r和波長(zhǎng)3的關(guān)系為：N24可見，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋(3)若讓A光和B光分別照射S1和S2，這時(shí)既不能發(fā)生干涉，也不發(fā)生衍射，此時(shí)在光屏上只能觀察到亮光答案(1)暗條紋(2)亮條紋(3)見解析