高中物理 第五章《光的干涉 衍射 偏振》測(cè)試 魯科版選修3-4

1、光的干涉 衍射 偏振 單元測(cè)試(A卷) 說明：本試卷分為第、卷兩部分，請(qǐng)將第卷選擇題的答案填入題后括號(hào)內(nèi)，第卷可在各題后直接作答.共100分，考試時(shí)間90分鐘.第卷(選擇題共40分)一、本題共10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分.1.下列現(xiàn)象中屬于光的色散現(xiàn)象的是 （ ）A.雨后美麗的彩虹B.對(duì)著日光燈從夾緊的兩鉛筆的縫隙中看到的彩色條紋C.陽光下肥皂泡膜上的彩色條紋D.光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋解析本題考查光的干涉、衍射和色散現(xiàn)象的理解與判斷.雨后彩虹、光通過三棱鏡后

2、產(chǎn)生的彩色條紋均是光的色散現(xiàn)象；選項(xiàng)B中的彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象；陽光下肥皂泡膜上的彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象.正確選項(xiàng)是AD.答案AD2.一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋，除中央白色亮紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是 （ ）A.各色光的波長(zhǎng)不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同B.各色光的速度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同C.各色光的強(qiáng)度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同D.上述說法都不正確解析本題考查光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系.白光包含各種顏色的光，它們的波長(zhǎng)不同，在相同條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們的干涉條紋間距不同，所以在中央亮條紋兩

3、側(cè)出現(xiàn)彩色條紋.A正確.答案A3.用單色光通過小圓盤或小圓孔做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到的衍射圖樣 （ ）A.是中央均為暗點(diǎn)的同心圓條紋B.是中央均為亮點(diǎn)的明暗間隔不均勻的同心圓條紋C.是中央均為亮點(diǎn)的明暗間隔均勻的同心圓條紋D.用小圓盤時(shí)中央是暗的，用小圓孔時(shí)中央是亮的解析本題考查光的衍射.衍射條紋間距不相等，小孔或小圓盤發(fā)生光的衍射時(shí)，中央均為亮點(diǎn)，其中小圓盤衍射時(shí)中心所形成的亮點(diǎn)稱為泊松亮斑.故正確選項(xiàng)為B.答案B4.在白熾燈的照射下,能從捏緊的兩塊玻璃板的表面看到彩色條紋;通過兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發(fā)光的白熾燈,也會(huì)看到彩色條紋.這兩種現(xiàn)象 ( )A.都是光的衍射現(xiàn)象B.前者是光的

4、色散現(xiàn)象,后者是光的衍射現(xiàn)象C.前者是光的干涉現(xiàn)象,后者是光的衍射現(xiàn)象D.都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)解析前者看到的彩色條紋是不同色光的干涉,而后者看到的彩色條紋是單縫衍射,干涉和衍射都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn).答案CD5.關(guān)于激光，下列說法正確的是 （ ）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.激光的亮度高解析本題考查激光的特點(diǎn).選項(xiàng)B、C、D所述為激光的三個(gè)特點(diǎn)，都是正確的；A是不正確的.答案BCD6.抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同,則以下說法正確的是 ( )A.這是利用光的干涉現(xiàn)象B.這是利用光的衍

5、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)了解析本題考查光的衍射.激光束通過細(xì)絲時(shí),產(chǎn)生的條紋與單縫衍射的規(guī)律相同,是一種光的衍射現(xiàn)象.衍射條紋的寬窄與狹縫的寬窄有關(guān),狹縫越窄,條紋越寬.B、D對(duì).答案BD7.在防治“非典”期間,機(jī)場(chǎng)、車站等交通出入口使用了紅外線熱像儀.紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測(cè)出經(jīng)過它時(shí)的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播.關(guān)于紅外線熱像儀,下列說法中正確的是 ( )A.選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè),主要是因?yàn)榧t外線光子能量小,可以節(jié)約能量B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測(cè)C.紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用D.一切物體都能發(fā)射

6、紅外線,而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同解析紅外線熱像儀是根據(jù)一切物體都發(fā)射紅外線,并且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同成像的,D正確.答案D8.市場(chǎng)上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物體時(shí)能使被照物體處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消除玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線.用表示此紅外線在薄膜中的波長(zhǎng)，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為 （ ）A./8B./4C./2D.解析本題考查薄膜干涉.要消除紅外線的反射，必須使紅外線在薄膜的兩個(gè)面上反射光的路程差

7、正好等于紅外線半個(gè)波長(zhǎng)/2的奇數(shù)倍，即s=(2k+1).其中s為光在薄膜兩個(gè)面上反射的路程差，即s=2d，s的最小值為/2,則薄膜的最小厚度為/4.故正確選項(xiàng)為B.答案B9.日出和日落時(shí),太陽看起來特別紅,關(guān)于其原因的說法正確的是 ( )A.紅光沿直線傳播B.紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)C.空氣分子對(duì)紅光散射得最少D.紅光的衍射現(xiàn)象最明顯解析太陽初升和西沉?xí)r,陽光通過比中午較厚的空氣層.陽光通過空氣時(shí),空氣分子對(duì)陽光有散射作用,空氣分子對(duì)不同色光的散射作用是不同的,波長(zhǎng)越短的色光受到的散射作用越大,紫、藍(lán)等較短波長(zhǎng)的色光,被空氣分子散射得多,紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng),最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,被散射得也最少,所以射到地面來

8、的紅光最多,因此太陽看起來呈紅色.答案BCD10.下列說法正確的是 （ ）A.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性B.光的頻率越大，波長(zhǎng)越長(zhǎng)C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光子的能量越大D.光在介質(zhì)中的傳播速度是3.0m/s解析本題考查光的基本知識(shí)，A正確.答案A第卷(非選擇題共60分)二、本題共5小題,每小題4分，共20分.把答案填在題中的橫線上.11.用包括紅光、綠光、藍(lán)光三種色光的復(fù)色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),所產(chǎn)生的干涉條紋中,離中央亮紋最近的干涉條紋是.解析本題考查光的干涉.根據(jù)x=知,藍(lán)光的波長(zhǎng)最短,藍(lán)光的條紋最窄,因而離中央亮紋最近的干涉條紋是藍(lán)色條紋.答案藍(lán)色條紋12.在硬紙板上開一個(gè)正方形小孔,讓陽

9、光透過小孔照射在地面上,隨著正方形小孔的邊長(zhǎng)逐漸減小,地面上的光斑的形狀依次是:、.對(duì)應(yīng)這些光斑,產(chǎn)生的原因依次是: 、.解析本題考查光的直線傳播和小孔衍射.隨著正方形小孔的邊長(zhǎng)逐漸減小,地面上的光斑的形狀依次是:正方形、圓形、明暗相間的環(huán)形衍射條紋.產(chǎn)生的原因依次是:光的直線傳播、光的直線傳播(小孔成像)、光的衍射.答案正方形圓形明、暗相間的環(huán)形衍射條紋光的直線傳播光的直線傳播(小孔成像)光的衍射13.有的眼鏡、較精密的光學(xué)鏡頭的表面都鍍有一層薄膜（常用氟化鎂），叫增透膜，它能減少反射光，增加透射光.增透膜的原理是.解析本題考查薄膜干涉.當(dāng)薄膜的厚度是入射光在其中傳播時(shí)波長(zhǎng)的1/4時(shí)，在薄膜

10、前后兩個(gè)表面反射的兩列光波恰好抵消.答案光的干涉14.“響尾蛇”導(dǎo)彈是一種被動(dòng)制導(dǎo)的空對(duì)空導(dǎo)彈，它本身不發(fā)射電磁波，靠接收目標(biāo)發(fā)射的電磁波來追蹤攻擊目標(biāo).它是靠探測(cè)敵方飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輻射的來射向目標(biāo)的.解析本題考查紅外線的實(shí)際應(yīng)用.答案紅外線15.某脈沖激光器的耗電功率為2W，每秒鐘輸出10個(gè)光脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間為s，攜帶的能量為0.2 J.該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為.解析本題考查激光器的效率.其效率為=100%=100%=0.1%.答案0.1%三、本題共4小題，共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)

11、值和單位.16.(8分) 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所在一個(gè)不到10的光學(xué)平臺(tái)上，在35 fs(fs是一種時(shí)間單位，讀作飛秒.1 fs=s )的超短瞬間內(nèi)獲得了15W的超強(qiáng)超短激光束這一瞬時(shí)功率相當(dāng)于全世界所有電網(wǎng)功率總量的數(shù)倍據(jù)了解，自然界中類似的極端物理?xiàng)l件，只有在核爆中心、恒星內(nèi)部以及黑洞邊緣才能找到在實(shí)驗(yàn)室中用人工手段獲得這種條件，意味著人類在激光研究領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)前所未有的超強(qiáng)超快的境界通過以上敘述，計(jì)算在這35 fs中所釋放的激光能量是多少.解析本題考查的是對(duì)激光能量高的理解.E=Pt=1535J=0.525 J.答案0.525 J17.（10分）一個(gè)氦氖激光器能發(fā)出4.74H

12、z的紅光.求：（1）它在真空中的波長(zhǎng).（2）進(jìn)入折射率為的透明介質(zhì)中，這束激光的波長(zhǎng)、波速又是多少？解析由c=f得=m=6.3m在介質(zhì)中的波速為v=m/s=2.1m/s由v=f得在介質(zhì)中的波長(zhǎng)= =m=4.4m.答案（1）6.3m（2）4.4m2.1m/s18.（10分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離差x=0.6 m,若分別用頻率=5.0Hz和=7.5Hz的單色光垂直照射雙縫，試通過計(jì)算說明P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況.解析= m=6m=1，即路程差等于一個(gè)波長(zhǎng),兩列光波相互加強(qiáng),此時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)亮紋=m=4m=1.5，即路程差為1.5，兩列光波相互抵消，此時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)暗紋.答案頻率為的光照射時(shí)出現(xiàn)亮條紋，頻率為的光照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋.19.（12分）一束單色光，在真空中的波長(zhǎng)是6.00m，當(dāng)它進(jìn)入玻璃中傳播時(shí)速度變?yōu)?.00m/s，則該玻璃的折射率是多少？它