高中物理 第五章《光的干涉 衍射 偏振》測試 魯科版選修3-4

1、光的干涉 衍射 偏振 單元測試(A卷) 說明：本試卷分為第、卷兩部分，請將第卷選擇題的答案填入題后括號內，第卷可在各題后直接作答.共100分，考試時間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選項中，有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得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、產生的彩色條紋均是光的色散現(xiàn)象；選項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，兩側還有彩色條紋，其原因是 （ ）A.各色光的波長不同，因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同B.各色光的速度不同，因而各色光分別產生的干涉條紋的間距不同C.各色光的強度不同，因而各色光分別產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驗和條紋間距與波長的關系.白光包含各種顏色的光，它們的波長不同，在相同條件下做雙縫干涉實驗時，它們的干涉條紋間距不同，所以在中央亮條紋兩

3、側出現(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驗時，在光屏上得到的衍射圖樣 （ ）A.是中央均為暗點的同心圓條紋B.是中央均為亮點的明暗間隔不均勻的同心圓條紋C.是中央均為亮點的明暗間隔均勻的同心圓條紋D.用小圓盤時中央是暗的，用小圓孔時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，中央均為亮點，其中小圓盤衍射時中心所形成的亮點稱為泊松亮斑.故正確選項為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性的表現(xiàn).答案CD5.關于激光，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.選項B、C、D所述為激光的三個特點，都是正確的；A是不正確的.答案BCD6.抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細,如圖所示,激光束越過細絲時產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,表明抽制的絲細了解析本題考查光的衍射.激光束通過細絲時,產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,狹縫越窄,條紋越寬.B、D對.答案BD7.在防治“非典”期間,機場、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,可檢測出經過它時的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播.關于紅外線熱像儀,下列說法中正確的是 ( )A.選擇紅外線進行檢測,主要是因為紅外線光子能量小,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C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用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度不同成像的,D正確.答案D8.市場上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物體時能使被照物體處產生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應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最顯著的紅外線.用表示此紅外線在薄膜中的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應為 （ ）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面上反射光的路程差

7、正好等于紅外線半個波長/2的奇數(shù)倍，即s=(2k+1).其中s為光在薄膜兩個面上反射的路程差，即s=2d，s的最小值為/2,則薄膜的最小厚度為/4.故正確選項為B.答案B9.日出和日落時,太陽看起來特別紅,關于其原因的說法正確的是 ( )A.紅光沿直線傳播B.紅光的波長最長C.空氣分子對紅光散射得最少D.紅光的衍射現(xiàn)象最明顯解析太陽初升和西沉時,陽光通過比中午較厚的空氣層.陽光通過空氣時,空氣分子對陽光有散射作用,空氣分子對不同色光的散射作用是不同的,波長越短的色光受到的散射作用越大,紫、藍等較短波長的色光,被空氣分子散射得多,紅光的波長最長,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)象說明光具有波動性B.光的頻率越大，波長越長C.光的波長越長，光子的能量越大D.光在介質中的傳播速度是3.0m/s解析本題考查光的基本知識，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、藍光三種色光的復色光做雙縫干涉實驗,所產生的干涉條紋中,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,藍光的波長最短,藍光的條紋最窄,因而離中央亮紋最近的干涉條紋是藍色條紋.答案藍色條紋12.在硬紙板上開一個正方形小孔,讓陽

9、光透過小孔照射在地面上,隨著正方形小孔的邊長逐漸減小,地面上的光斑的形狀依次是:、.對應這些光斑,產生的原因依次是: 、.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.當薄膜的厚度是入射光在其中傳播時波長的1/4時，在薄膜

10、前后兩個表面反射的兩列光波恰好抵消.答案光的干涉14.“響尾蛇”導彈是一種被動制導的空對空導彈，它本身不發(fā)射電磁波，靠接收目標發(fā)射的電磁波來追蹤攻擊目標.它是靠探測敵方飛機發(fā)動機輻射的來射向目標的.解析本題考查紅外線的實際應用.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個光脈沖，每個脈沖持續(xù)的時間為s，攜帶的能量為0.2 J.該激光器將電能轉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) 中國科學院上海光學精密機械研究所在一個不到10的光學平臺上，在35 fs(fs是一種時間單位，讀作飛秒.1 fs=s )的超短瞬間內獲得了15W的超強超短激光束這一瞬時功率相當于全世界所有電網(wǎng)功率總量的數(shù)倍據(jù)了解，自然界中類似的極端物理條件，只有在核爆中心、恒星內部以及黑洞邊緣才能找到在實驗室中用人工手段獲得這種條件，意味著人類在激光研究領域將進入一個前所未有的超強超快的境界通過以上敘述，計算在這35 fs中所釋放的激光能量是多少.解析本題考查的是對激光能量高的理解.E=Pt=1535J=0.525 J.答案0.525 J17.（10分）一個氦氖激光器能發(fā)出4.74H

12、z的紅光.求：（1）它在真空中的波長.（2）進入折射率為的透明介質中，這束激光的波長、波速又是多少？解析由c=f得=m=6.3m在介質中的波速為v=m/s=2.1m/s由v=f得在介質中的波長= =m=4.4m.答案（1）6.3m（2）4.4m2.1m/s18.（10分）在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上P點的距離差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，試通過計算說明P點出現(xiàn)明、暗條紋的情況.解析= m=6m=1，即路程差等于一個波長,兩列光波相互加強,此時P點出現(xiàn)亮紋=m=4m=1.5，即路程差為1.5，兩列光波相互抵消，此時P點出現(xiàn)暗紋.答案頻率為的光照射時出現(xiàn)亮條紋，頻率為的光照射時出現(xiàn)暗條紋.19.（12分）一束單色光，在真空中的波長是6.00m，當它進入玻璃中傳播時速度變?yōu)?.00m/s，則該玻璃的折射率是多少？它