高考物理模拟演练第16章光16-2光的波动性.pdf

时间：45 分钟满分：100 分一、选择题(本题共 10 小题，每小题7 分，共 70 分。其中 16 为单选，710 为多选)1竖直放置的肥皂膜在阳光照耀下，由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光，薄膜上会呈现出彩色条纹。若一肥皂膜由于受重力和液体表面张力的共同影响，其竖直方向的截面如图甲所示，则光通过该肥皂膜产生的干涉条纹与下列哪个图基本一致()答案B 解析薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，故从肥皂薄膜观察到水平干涉条纹，用复色光时出现彩色条纹，由重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距变密，故选项B正确，A、C、D错误。2如图所示的四个图形中，属于著名的泊松亮斑的衍射图样的是()答案B 解析泊松亮斑的图样特点为中心是一个亮点，亮点周围有一个大的阴影区，然后才是明暗相间的条纹。32016 年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据。关于激光，下列说法中正确的是()A激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光B激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉C用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环D激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息答案D 解析激光是人工产生的，不是自然界中某种物质直接发光产生的，选项A错误；激光相干性好，两束激光只有频率相同，相差恒定时才能发生干涉，选项B错误；用激光照射不透明挡板上小圆孔时，激光发生衍射现象，光屏上能观测到不等间距的光环，选项C错误；激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息，选项D正确。4如图所示，光源S从水面下向空气斜射一束复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是()A在水中a光折射率大于b光B在水中a光的速度大于b光C若a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小D分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距小于b光答案B 解析由题意可知，两光束的入射角i相同，折射角rarb，根据折射定律得到，折射率nanb，故 A错误；由公式vcn，分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故B正确；a光的折射率小，根据临界角公式sinC1n，可知a光的临界角较大，故 C错误；折射角rarb，频率fab，根据公式xld，则知a光的干涉条纹间距大于b光的间距，故 D错误。5激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔t的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏的距离L以及相邻两条纹间距x。如所用激光波长为，则该实验确定物体运动速度的表达式是()AvxLtBvLxtCvLxxtDvLtx答案B 解析干涉条纹之间的距离总是相等的，由xLd，依题意dvt，则vdtLxt，故选项B正确。6如图所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品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上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以表示红外线在膜中传播的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为()A.18B.14C.12D答案B 解析红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线。在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(相当于增透膜)，当增透膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的14时，灯泡发出的红外线射到增透膜后，从增透膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，路程差r1422，为半波长的奇数倍，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果。7为检测矿泉水的品质，我们可以利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，通过对比填充矿泉水后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1，就可以计算出该矿泉水的折射率。设空气的折射率为 1，则下列说法正确的是()Ax2x1C该矿泉水的折射率为x1x2D该矿泉水的折射率为x2x1答案AC 解析把空气换成矿泉水后，入射光的频率f不变，根据vf可知，光在介质中的传播速度减小，波长减小。根据xld可知，x2x1，A正确，B 错误；因ncv12，所以该矿泉水折射率为x1x2，C正确，D错误。8下列关于科学技术应用的说法中正确的是()A全息照片的拍摄利用了光的干涉现象B交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应C光导纤维利用了光的折射现象D照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象E用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象答案ABE 解析全息照片的拍摄利用了光的干涉，选项A正确；交通警察可利用多普勒效应测量汽车的速度，选项B正确；光导纤维利用了光的全反射现象，选项C错误；照相机镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，利用了光的干涉现象，选项D错误；用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，选项E正确。9如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是()答案AD 解析由干涉条纹可看出，a光的条纹间距大于b光，故根据xld可知，a光的波长大于b光，a光的频率小于b光，则a光的折射率小于b光；a光的临界角大于b光的临界角；A 图中，b光的折射率大，偏折程度大，并且出射光应与入射光平行，A选项正确。B图中出射光应该和入射光平行；C、D图中首先发生全反射的应该是b光，所以选项D正确。10下列说法正确的是()A水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象B紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距大D观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同答案AC 解析水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象，故A正确。紫外线具有杀菌作用，不是因为紫外线有较强的热效应，故B错误。红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，根据公式：xld可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大，故C正确。声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率，故D错误。二、非选择题(本题共 2 小题，共30 分)11(15 分)(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是_现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是_现象。(2)凡 是 波 都 具 有 衍 射 现 象，而 把 光 看 作 直 线 传 播 的 条 件 是_。要使光产生明显的衍射，条件是_ _。(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是_ _。(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明_。答案见解析解析(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象。(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象。(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远。(4)这个实验说明了光是一种横波。12(15 分)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左到右，表示各光学元件的字母排列顺序为C、_、A。(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上安装各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤时还应注意_ _。(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1 条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6 条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为_mm，求得相邻亮条纹的间距为x_ mm。答案(1)E、D、B(2)单缝与双缝间的距离为510 cm；使单缝与双缝的缝相互平行(3)13.870 2.310 解析(1)滤光片E的作用是从白光中选出单色红光。单缝D是获取线光源，双缝B是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上。各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏。因此应填E、D、B。(2)调节各元件时，应使单缝与双缝的间距为510 cm；使单缝与双缝的缝相互平行；保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。(3)螺旋测微器的读数规则：先读整数刻度，然后看半毫米刻度线是否露出，最后读可动刻度。由题图可以读出，a12.320 mm，a213.870 mm。所以相邻亮条纹间距xa2a1n113.870 2.32061 mm 2.310 mm。