2024年新教材高中物理第5章光的干涉衍射和偏振本章達(dá)標(biāo)檢測含解析魯科版選擇性必修第一冊

PAGEPAGE7第5章光的干涉、衍射和偏振本章達(dá)標(biāo)檢測(滿分:100分;時間:75分鐘)一、選擇題(共10小題,每小題6分,共60分)1.(2024山東濟(jì)南外國語學(xué)校高三月考)關(guān)于光的干涉、衍射和偏振,下列說法中錯誤的是 ()A.高級照相機(jī)鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象B.全息照相的拍攝主要利用了光的偏振原理C.通過手指間的縫視察日光燈,可以看到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象D.與紫外線相比,紅外線更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象2.(2024河北高三專題練習(xí))(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。視察光束經(jīng)過細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可推斷細(xì)絲粗細(xì)的變更,下列敘述中正確的是 ()A.這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象B.這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C.假如屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗D.假如屏上條紋變寬,表明抽制的絲變細(xì)3.(2024湖北武漢高二下檢測)如圖所示,讓太陽光通過M上的小孔S后照耀到M右方的一偏振片P上,P的右側(cè)再放一光屏Q,現(xiàn)使P圍著平行于光傳播方向的軸勻速轉(zhuǎn)動一周,則關(guān)于光屏Q上的亮度變更狀況,下列說法中正確的是 ()A.只有當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)到某一適當(dāng)位置時間屏才被照亮,在其他位置時間屏上無亮光B.光屏上亮、暗交替變更C.光屏上亮度不變D.光屏上只有一條亮線,隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動4.(2024浙江綠色教化評價聯(lián)盟適應(yīng)性考試)(多選)關(guān)于下面四幅圖所對應(yīng)的光學(xué)現(xiàn)象,下列說法正確的是 ()A.圖1是某單色光的雙縫干涉條紋B.圖2檢查工件的平整度是利用光的反射C.圖3肥皂液膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的薄膜干涉現(xiàn)象D.圖4拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時,要在鏡頭前加裝一個偏振片以過濾櫥窗玻璃的反射光5.(2024江蘇揚(yáng)州中學(xué)高二下檢測)關(guān)于下列四幅圖中所涉及物理學(xué)問的論述中,正確的是 ()A.甲圖是光的干涉圖樣B.乙圖是光的衍射圖樣C.丙圖是光的折射現(xiàn)象D.丁圖是光導(dǎo)纖維利用光的全反射原理,其內(nèi)芯折射率小于外套的折射率6.(2024陜西西安二十六中高二下期末)(多選)某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉試驗(yàn),在屏上視察到圖甲所示的條紋,僅變更一個試驗(yàn)條件后,視察到的條紋如圖乙所示。他做的調(diào)整可能是 ()A.減小光源到單縫的距離B.減小雙縫之間的距離C.增大雙縫到光屏的距離D.換用頻率更高的單色光源7.某同學(xué)利用如圖所示器材視察光的干涉現(xiàn)象,其中A為單縫屏,B為雙縫屏,C為光屏。當(dāng)他讓一束陽光照耀A時,屏C上并沒有出現(xiàn)干涉條紋,他移走B后,C上出現(xiàn)一窄亮斑。分析試驗(yàn)失敗的緣由,最大的可能是 ()A.單縫S太窄B.單縫S太寬C.S到S1、S2距離不等D.陽光不能作為光源8.(2024遼寧建昌高級中學(xué)高二下期中)(多選)兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到的干涉圖樣如圖甲、乙所示。圖丙中有一半圓玻璃磚,O是圓心,MN是法線,PQ是足夠長的光屏。甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn),折射角為r。則下列說法正確的是 ()A.乙光以入射角i入射時肯定發(fā)生全反射B.甲光的頻率比乙光的頻率大C.光的干涉現(xiàn)象說明光是一列橫波D.若繞O點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚,PQ上可能接收不到甲光9.(2024江蘇常熟中學(xué)高二月考)(多選)形成彩虹時,陽光進(jìn)入水滴,先折射一次,然后在水滴的內(nèi)表面反射,最終離開水滴時再折射一次。彩虹形成的示意圖如圖所示,一束白光L由左側(cè)射入水滴,a、b是白光射到水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線(a、b是單色光)。下列關(guān)于a光與b光的說法中正確的是 ()A.水滴對a光的折射率大于對b光的折射率B.a光在水滴中的傳播速度大于b光在水滴中的傳播速度C.用同一臺雙縫干涉儀器做光的雙縫干涉試驗(yàn),a光相鄰的亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距D.a、b光在水滴中傳播的波長都比各自由真空中傳播的波長要長E.若a、b光在同一介質(zhì)中,以相同的入射角由介質(zhì)射向空氣,若b光能夠發(fā)生全反射,則a光也肯定能夠發(fā)生全反射10.(2024遼寧六校協(xié)作體高三期中)(多選)如圖所示,一束由兩種單色光組成的細(xì)光束沿PO方向由空氣射向玻璃磚,通過玻璃磚后分成兩單色細(xì)光束A、B。下列說法正確的是 ()A.若增大入射角i,則B光先消逝B.在玻璃中A光的速度比B光的大C.通過狹縫時A光比B光更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象D.利用同一雙縫干涉試驗(yàn)裝置分別用A、B光做試驗(yàn),A光的干涉條紋間距比B光的小E.若A光為綠光,則B光可能為紫光二、非選擇題(共3小題,共40分)11.(15分)(2024河北承德第一中學(xué)模擬)某同學(xué)在做“用雙縫干涉測光的波長”試驗(yàn)時,第一次分劃板中心刻線對齊A條紋中心時(圖1),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖2所示,其次次分劃板中心刻線對齊B條紋中心時(圖3),游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖4所示,已知雙縫間距離為0.05mm,雙縫到屏的距離為1m。圖2中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm,圖4中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為mm,所測光波的波長為m(保留兩位有效數(shù)字)。

12.(15分)(2024河北衡水中學(xué)高二下期中)在“用雙縫干涉測光的波長”試驗(yàn)中,試驗(yàn)裝置如圖(a)所示,已知單縫與雙縫的距離為L1,雙縫與屏的距離為L2,單縫寬為d1,雙縫間距為d2。用測量頭來測量光屏上干涉亮條紋中心的距離,測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成,轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板左右移動,讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)屏上亮紋的中心,登記此時手輪的讀數(shù),轉(zhuǎn)動測量頭,使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮紋的中心,登記此時手輪上的刻度。(1)分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1條亮紋的中心時示數(shù)為x1=2.190mm,對準(zhǔn)第4條亮紋的中心時手輪上的讀數(shù)如圖(b)所示,則此時讀數(shù)x2=mm。

(2)相鄰兩條亮紋間的距離Δx=mm,入射光的波長為λ=(用題中的字母表示)。

13.(10分)(2024山東濟(jì)南模擬)如圖所示是通過游標(biāo)卡尺兩腳間的狹縫視察白熾燈線光源時所拍下的四張照片。(1)試通過圖樣分析四張照片對應(yīng)的兩腳間的寬度大小關(guān)系。(2)試說明照片丁中中心條紋的顏色及成因。

答案全解全析本章達(dá)標(biāo)檢測一、選擇題1.B高級照相機(jī)鏡頭在陽光下呈現(xiàn)淡紫色,這是由于鏡頭表面鍍膜的上表面與玻璃表面反射的光發(fā)生了干涉現(xiàn)象,故A不符合題意;全息照相的拍攝主要是利用了光的干涉原理,故B符合題意;通過手指間的縫隙視察日光燈,可以看到彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象,故C不符合題意;波長越長的光越簡單發(fā)生衍射,紅外線的波長比紫外線長,因此紅外線更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象,故D不符合題意。2.AD當(dāng)障礙物的尺寸與波的波長相當(dāng)或小于波的波長,會發(fā)生明顯的衍射,該裝置的原理是應(yīng)用光的衍射現(xiàn)象,假如屏上條紋變寬,則表明抽制的絲變細(xì),故A、D正確,B、C錯誤。3.C因?yàn)樘柟鉃樽匀还?自然光在垂直于傳播方向上沿各個方向振動的光的強(qiáng)度都相同,故光屏Q上的亮度不變,故選C。4.ACD圖1中的條紋為等間距明暗相間條紋,是某單色光的雙縫干涉條紋,選項(xiàng)A正確;圖2利用透亮的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查工件的平整度,利用了光的干涉現(xiàn)象,選項(xiàng)B錯誤;圖3肥皂液膜呈現(xiàn)彩色條紋是光在前后膜的反射光疊加產(chǎn)生干涉形成的,選項(xiàng)C正確;圖4拍攝玻璃窗內(nèi)的物品時,在鏡頭前加裝一個偏振片,利用反射光是偏振光,則可阻礙反射光通過,從而減小反射光的干擾,選項(xiàng)D正確。故選ACD。5.C甲圖是光的衍射圖樣,乙圖是光的干涉圖樣,故A、B錯誤;丙圖是光的折射現(xiàn)象,C正確;丁圖中光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率大于外套的折射率,D錯誤。6.BC依據(jù)Δy=ldλ知,要使條紋間距變大,可減小雙縫之間的距離、增大光的波長(即降低光的頻率)或增大雙縫到屏的距離,故B、C正確,A、D7.B光的雙縫干涉試驗(yàn)中,單縫的作用是獲得線光源,而線光源可以看成是由很多個點(diǎn)光源沿一條線排列組成的,這里視察不到光的干涉現(xiàn)象最大的可能是單縫S太寬,得不到線光源,選B。8.BD依據(jù)干涉條紋間距公式Δx=Ldλ可知乙光的波長較長,依據(jù)c=λf可知乙光的頻率小于甲光的頻率,所以乙光的折射率小于甲光的折射率,依據(jù)sinC=1n可知乙光的臨界角較大,所以甲單色光以入射角i由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn)時發(fā)生折射,乙光以i入射時不會發(fā)生全反射,A錯誤,B正確;光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性,光的偏振說明光是一列橫波,C錯誤;若繞O點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)玻璃磚,入射角i增大,當(dāng)i大于等于甲光的臨界角時,PQ上接收不到甲光9.ACE進(jìn)入水滴時,a、b光的入射角相等,而折射角不等,且光線a的折射角較小,依據(jù)折射定律n=sinisinr,可得光線a折射率較大,故A正確;依據(jù)光速與折射率的關(guān)系v=cn,得到光線a在水滴中的傳播速度較小,故B錯誤;折射率越大的光波長越短,即a光波長較短,依據(jù)干涉條紋間距公式Δx=ldλ可知a光條紋間距較小,故C正確;因?yàn)閚=cv=λfλ0f=λλ0,所以光在水滴中的波長λ0=λn<λ,即a光、b光在水滴中傳播的波長都比各自由真空中傳播的波長要短,故D錯誤;依據(jù)臨界角公式sinC=1n知,折射率較大的光臨界角較小,簡單發(fā)生全反射,則知b光的臨界角比a光的大,因a、b光入射角相同,若b光能夠發(fā)生全反射,則a10.BCE依據(jù)折射定律可知,光線由空氣射入玻璃磚時的折射角只能接近臨界角,不能達(dá)到臨界角,即射出玻璃磚時的入射角不能達(dá)到臨界角,不會發(fā)生全反射,所以增大入射角i,A、B光線都能射出玻璃磚,故A錯誤;光由空氣射向玻璃磚時,兩種單色光的入射角相同,但B光偏折程度大,依據(jù)折射定律n=sinisinr,可知有nA<nB,依據(jù)v=cn知vA>vB,故B正確;由nA<nB可知fA<fB,依據(jù)c=λf,知λA>λB,所以兩單色光通過相同的狹縫時A光更簡單發(fā)生衍射,故C正確;依據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=ldλ,因?yàn)棣薃>λB,所以A光的干涉條紋間距比B光的大,故D錯誤;由B選項(xiàng)知nA<nB,若A光為綠光,由于玻璃對紫光的折射率大于對綠光的折射率,B二、非選擇題11.答案11.4(5分)15.6(5分)5.3×10-8(5分)解析游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù)。題圖2中讀數(shù)為:11mm+4×0.1mm=11.4mm;題圖4中讀數(shù)為:15mm+6×0.1mm=15.6mm;故條紋間距為:Δy=15.6-11.44mm=1.05mm。依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式λ=Δy·dl=1.05×10-312.答案(1)7.868(7.866~7.8