高考物理一輪復習 第十五章 光學 第2講 光的干涉、衍射和偏振檢測-人教版高三物理試題

第2講光的干涉、衍射和偏振基礎(chǔ)鞏固1.下列幾個光現(xiàn)象中,屬于衍射現(xiàn)象的是()A.水中的氣泡看起來特別明亮B.白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶C.在陽光照射下肥皂泡上出現(xiàn)彩色花紋D.通過兩支鉛筆夾成的狹縫看點亮的日光燈出現(xiàn)彩色條紋2.如圖所示,一束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光。比較a、b、c三束光,可知()A.當它們在真空中傳播時,c光的波長最長B.當它們在玻璃中傳播時,c光的速度最大C.若它們都從玻璃射向空氣,c光發(fā)生全反射的臨界角最大D.對同一雙縫干涉裝置,c光的相鄰干涉條紋之間的距離最小3.先后用兩種不同的單色光,在相同的條件下用同一雙縫干涉裝置做實驗,在屏幕上相鄰的兩條亮紋間距不同,其中相鄰的兩條亮紋間距較大的單色光比相鄰的兩條亮紋間距較小的單色光()A.其光子的能量較大B.在玻璃中傳播速度較大C.在真空中的波長較短D.在玻璃中傳播時,折射率較大4.用兩種單色光束a、b分別照射同一套雙縫干涉演示實驗裝置,得到的干涉圖樣如圖(a)、(b)所示,則()A.a光的波長大于b光的波長B.a光的光子能量大于b光的光子能量C.a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度D.同一種介質(zhì)對a光的折射率大于對b光的折射率5.用雙縫干涉的實驗裝置可以觀察到單色光的雙縫干涉圖樣。分別用紅、藍兩種單色光和雙縫間距為0.18mm、0.36mm的兩種雙縫板進行實驗,可以觀察到四種不同的干涉圖樣。下列四個選項中最有可能是藍色光、雙縫間距為0.36mm的干涉圖樣的是()6.如圖所示,虛線OO'與上下表面平行的玻璃磚垂直且與其上表面交于N點。a、b為兩束不同頻率的單色光,以45°的入射角射到玻璃磚的上表面,入射點A、B到N點的距離相等,經(jīng)折射后兩束光相交于圖中的P點。下列說法正確的是()A.在真空中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度B.在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度C.同時增大入射角(始終小于90°),則a光在下表面先發(fā)生全反射D.對同一雙縫干涉裝置,a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬7.(2017北京順義二模,15)下列說法正確的是()A.用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的干涉現(xiàn)象B.在光導纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象C.電視機遙控器是利用發(fā)出紫外線脈沖信號來換頻道的D.用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象綜合提能1.如圖所示是雙縫干涉實驗,使用波長為600nm的橙色光照射時,在光屏上的P0點和P0點上方的P1點恰好形成兩列相鄰的亮條紋;若用波長為400nm的紫光重復上述實驗,則P0點和P1點形成的明暗條紋情況是()A.P0點和P1點都是亮條紋B.P0點是亮條紋,P1點是暗條紋C.P0點是暗條紋,P1點是亮條紋D.P0點和P1點都是暗條紋2.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相繼通過兩個偏振片,以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片,透射光的強度發(fā)生變化B.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上,當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時,反射光是偏振光C.日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D.通過手指間的縫隙觀察日光燈,可以看到彩色條紋3.1924年,德布羅意提出了物質(zhì)波理論,他假設(shè)實物粒子也具有波動性,大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子(如電子、質(zhì)子等),他認為粒子的動量p與波的波長λ之間遵從關(guān)系:λ=hp(h為普朗克常量),這一假說后來在一系列實驗中得到了證實。如圖甲所示,在電子雙縫干涉實驗中,將電子垂直射向兩個緊靠的平行狹縫(電子發(fā)射端到兩狹縫距離相等),在縫后放上一個安裝有電子偵測器的屏幕(屏幕上的O點位于兩狹縫中心對稱軸的正后方,圖中未畫出),電子打到偵測器上會在屏幕上出現(xiàn)亮點。在實驗中,以速率v0甲乙A.以速率2v0發(fā)射電子,重復實驗,O點可能處在暗條紋上B.以速率2v0發(fā)射電子,重復實驗,所形成的條紋間距會變小C.若將兩個狹縫沿垂直縫的方向移動一段很小的距離(不改變狹縫和屏幕間的距離),重復實驗,如果屏幕上仍有間隔的條紋分布,則O點一定處在暗條紋上D.若將兩個狹縫沿垂直縫的方向移動一段很小的距離(不改變狹縫和屏幕間的距離),重復實驗,如果屏幕上仍有間隔的條紋分布,則O點一定處在明條紋上4.兩個狹縫相距0.3mm,位于離屏50cm處,現(xiàn)用波長為6000A。(1)兩條相鄰暗條紋間的距離是多少;(2)若將整個裝置放于水中,那么兩條相鄰暗條紋間的距離是多大?(水的折射率為43,1A。=10

答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.D水中的氣泡看起來特別明亮是因為光從水射向氣泡表面時發(fā)生了全反射。白光通過三棱鏡后出現(xiàn)彩色光帶為色散現(xiàn)象。在陽光照射下的肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是發(fā)生了干涉。只有D項描述的現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象。2.D由圖可知na<nb<nc,a光頻率最小,波長最長;c光頻率最大,波長最短。由v=cn知:在玻璃中傳播時,a光的速度最大,c光的速度最小。由sinC=1n知,從玻璃射向空氣時,a光發(fā)生全反射的臨界角最大,c光發(fā)生全反射的臨界角最小。雙縫干涉條紋間距Δx=3.B由Δx=Ldλ知,在相同條件下用同一雙縫干涉裝置做實驗,相鄰條紋間距越大的光波長越長,C錯誤;再根據(jù)波長與頻率的關(guān)系,可知波長越長的光,其頻率越小,能量越小,A錯誤;頻率越小的光,其折射率越小,D錯誤;由n=c4.A由題圖知,a光產(chǎn)生的干涉條紋間距大于b光產(chǎn)生的干涉條紋間距,根據(jù)雙縫干涉相鄰亮(暗)條紋的間距公式Δx=Ldλ知,a光的波長大于b光的波長,故A正確。a光的波長大于b光的波長,由公式c=λν知,a光的頻率小于b光的頻率,而光子的能量與頻率成正比,則a光的光子能量小于b光的光子能量,故B錯誤。在真空中所有色光的速度都相等,都為c=3×105.C根據(jù)雙縫干涉相鄰亮(暗)條紋的間距公式Δx=Ldλ知,當雙縫到光屏的距離一定時,雙縫間距越大,波長越短的光的干涉條紋間距越窄;雙縫間距越小,波長越長的光的干涉條紋間距越寬。藍光的波長小于紅光的波長,0.36mm大于0.18mm,因此用藍色光、雙縫間距為0.36mm6.D各種色光在真空中的傳播速度都相同,故A選項錯誤;由題給光路圖可以看出在入射角相同時,b光在玻璃中的折射角較小,故可知玻璃對b光的折射率較大,b光的頻率較高,在真空中的波長較短,由n=cv知a光在玻璃中的傳播速度較大,故B選項錯誤;由幾何知識知光從平行玻璃磚上表面射入,從下表面射出時的入射角必定小于臨界角,不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象,故C選項錯誤;由Δx=L7.B用三棱鏡觀察太陽光譜是利用光的折射現(xiàn)象;電視機遙控器發(fā)出的是紅外線脈沖;用標準平面檢查光學平面的平整程度利用的是光的干涉現(xiàn)象。綜合提能1.B無論光的波長多大,P0點總是亮條紋。對600nm的橙光,P1點與P0點為相鄰的亮條紋,則S2P1-S1P1=λ1=600nm,該距離之差是400nm紫光半波長的奇數(shù)倍,因此用λ2=400nm的紫光做實驗,P1處出現(xiàn)暗條紋,選項B正確。2.D在垂直于傳播方向的平面上,沿著某個特定方向振