第3~6節(jié)綜合拔高練（可編輯word）

第四章光第3～6節(jié)綜合拔高練五年選考練考點雙縫干涉測光的波長1.[2019課標Ⅱ,34(2),10分,]某同學利用圖示裝置測量某種單色光的波長。實驗時,接通電源使光源正常發(fā)光;調整光路,使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}:(ⅰ)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數,該同學可;

A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動C.將屏向遠離雙縫的方向移動D.使用間距更小的雙縫(ⅱ)若雙縫的間距為d,屏與雙縫間的距離為l,測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則單色光的波長λ=;

(ⅲ)某次測量時,選用的雙縫的間距為mm,測得屏與雙縫間的距離為m,第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為mm。則所測單色光的波長為nm(結果保留3位有效數字)。

2.[2018浙江4月選考,21(2),2分,]小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時,嘗試用單縫和平面鏡做類似實驗。單縫和平面鏡的放置如圖所示,白熾燈發(fā)出的光經濾光片成為波長為λ的單色光照射單縫,能在光屏上觀察到明暗相間的干涉條紋。小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h,與光屏的距離為D,則條紋間距Δx=。隨后小明撤去平面鏡,在單縫下方A處放置同樣的另一單縫,形成雙縫結構,則在光屏上(填“能”或“不能”)觀察到干涉條紋。

3.(2019北京理綜,14,6分,)利用圖1所示的裝置(示意圖),觀察光的干涉、衍射現象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關于P處放置的光學元件說法正確的是() A.甲對應單縫,乙對應雙縫B.甲對應雙縫,乙對應單縫C.都是單縫,甲對應的縫寬較大D.都是雙縫,甲對應的雙縫間距較大4.(2017浙江4月選考,16,2分,)(多選)圖中給出了“用雙縫干涉測量光的波長”實驗示意圖,雙縫S1和S2間距為mm,雙縫到屏的距離為m,波長為500nm的單色平行光垂直入射到雙縫S1和S2上,在屏上形成干涉條紋。中心軸線OO'上方第一條亮紋中心位置在P1處,第三條亮紋中心位置在P2處,現有1號、2號蟲子分別從S1和S2出發(fā)以相同速度沿垂直屏方向飛行,1號蟲子到達屏后,沿屏直線爬到P1,2號蟲子到達屏后,沿屏直線爬行到P2。假設兩只蟲子爬行速率均為10-3m/s,下列說法正確的是()號蟲子運動路程比2號短B.兩只蟲子運動的時間差為sC.兩只蟲子運動的時間差為sD.已知條件不夠,兩只蟲子運動時間差無法計算5.[2017課標Ⅱ,34(1),5分,](多選)在雙縫干涉實驗中,用綠色激光照射在雙縫上,在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣。若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距,可選用的方法是。

A.改用紅色激光B.改用藍色激光C.減小雙縫間距D.將屏幕向遠離雙縫的位置移動E.將光源向遠離雙縫的位置移動6.[2019江蘇單科,13B(2),]將兩支鉛筆并排放在一起,中間留一條狹縫,通過這條狹縫去看與其平行的日光燈,能觀察到彩色條紋,這是由于光的(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當縫的寬度(選填“遠大于”或“接近”)光波的波長時,這種現象十分明顯。

三年模擬練應用實踐1.(2019廣東深圳高三下調研,)(多選)下列有關光學現象的說法正確的是()A.光從光疏介質射入光密介質,若入射角大于臨界角,則一定發(fā)生全反射B.做雙縫干涉實驗時,用紅光替代紫光,相鄰亮條紋間距變大C.在白光下觀察肥皂泡,其表面的相鄰各條紋是等間距的D.光的偏振現象表明光是橫波E.在同一種物質中,波長越短的光傳播速度越小2.(2020湖北鄂東南省級示范高中教育教學改革聯盟高三期中,)(多選)下列說法正確的是()A.全息照相主要是利用了光的衍射B.單反相機的增透膜利用了光的偏振C.用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用了光的干涉D.用光導纖維傳輸信息是利用了光的全反射的原理E.醫(yī)學上用激光做“光刀”來進行手術,主要是利用了激光的亮度高的特點3.(2020吉林東北師大附中、重慶一中等六校聯考,)(多選)a、b兩束平行激光垂直于表面射入截面為等腰直角三角形的玻璃磚(截面如圖),其中b束激光在出射面上發(fā)生全反射,下列關于這兩束激光的說法中正確的是()光的頻率更大光在此玻璃磚內的傳播速度更大C.該玻璃磚對a光的折射率大于2光對微小障礙物的衍射現象更明顯光和b光分別通過楊氏雙縫干涉裝置的兩個狹縫,不能產生干涉現象4.(2019河北石家莊正定中學高三模擬,)(多選)一般認為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”,實際上它的頻率并不是真正單一的,激光頻率ν是它的中心頻率,它所包含的頻率范圍是Δν(也稱頻率寬度),其中ν+Δν和ν-Δν分別記為“上限頻率”和“下限頻率”。如圖所示,某紅寶石激光器發(fā)出的激光(其“上限頻率”和“下限頻率”對應的光分別記為a光和b光)由空氣斜射到平行液膜的上表面,射入時與液膜上表面成θ角。則下列說法正確的是()A.逐漸減小θ角,a光在液膜下表面先發(fā)生全反射光從下表面射出時與入射光線間偏移的距離較大光更容易發(fā)生明顯的衍射現象D.用相同裝置做雙縫干涉實驗,b光產生的干涉條紋間距較小遷移創(chuàng)新5.(2019湖南長沙一中高三月考,)已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率n=2的薄膜表面,入射時與薄膜表面成45°角,如圖所示。真空中的光速×108m/s。(1)求從O點射入薄膜中的光的折射角及速率。(2)一般認為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”,實際上它的頻率并不是真正單一的,激光頻率ν是它的中心頻率,它所包含的頻率范圍是Δν(也稱頻率寬度),如圖,單色光照射到薄膜上表面a,一部分光從上表面反射回來(這部分光稱為甲光),其余的光進入薄膜內部,其中的一小部分光從薄膜下表面b反射回來,再從上表面折射出去(這部分光稱為乙光),甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)生干涉,稱為薄膜干涉,乙光與甲光相比,要在薄膜中多傳播一小段時間Δt。理論和實踐都證明,能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現象的條件是:Δt的最大值Δtm與Δν的乘積近似等于1,即只有滿足Δtm·Δν≈1才會觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現象。若該激光頻率×1014Hz,它的頻率寬度×109Hz,試估算在如圖所示的情況下,能觀察到明顯穩(wěn)定干涉現象的薄膜的最大厚度dm。

答案全解全析五年選考練1.答案(ⅰ)B(ⅱ)Δx解析(ⅰ)增加目鏡中觀察到的條紋個數必須要減小條紋間距,由公式Δx=ldλ可知B(ⅱ)由于第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx,則相鄰兩條暗條紋的中心間距Δx'=Δxn-1,單色光的波長λ=Δ(ⅲ)λ=Δx·d(n-1)l=7.56×10-32.答案Dλ2h解析題中,單縫在平面鏡中的像與原來的單縫共同構成一組雙縫(如圖),所以雙縫間距為d=2h,故Δx=Dλ2撤去平面鏡后,只剩雙縫和白熾燈,缺少單縫,無法形成干涉條紋。3.A單縫衍射圖樣中心亮紋較寬,兩側亮紋寬度逐漸變窄,故甲圖樣為單縫衍射圖樣;雙縫干涉圖樣相鄰兩條亮紋的寬度相同,對應乙圖樣。故A正確,B、C、D均錯。4.AB根據雙縫干涉相鄰亮紋間距公式Δx=Lλd得出相鄰亮條紋間距為mm,則得出P1、P2在屏幕上的位置距O'點分別為mm、mm,那么1號蟲子從S1到P1的路程為mm,2號蟲子從S2到P2的路程為mm,故A正確;已知路程差為mm,可以得出時間差為s,故B正確,C、D5.ACD由相鄰兩亮條紋中心間距Δx=ldλ可知,若要增大兩相鄰亮條紋的間距,應增大雙縫與光屏間距離l、減小雙縫間距d或增大照射光波長λ,而λ紅>λ綠>λ藍,故選項A、C、D6.答案衍射接近解析兩支鉛筆并排放在一起,中間留有一條狹縫,光發(fā)生單縫衍射。由發(fā)生明顯衍射的條件可知,當障礙物的尺寸與光的波長相接近時衍射現象十分明顯。三年模擬練1.BDE發(fā)生全反射的條件是光從光密介質射入光疏介質,且入射角大于或等于臨界角,故A錯誤;根據雙縫干涉相鄰兩亮條紋間距公式Δx=Ldλ可知,波長越長,干涉條紋間距越大,而紅光的波長大于紫光的波長,則紅光的干涉條紋間距比紫光的大,B正確;根據Δx=Ldλ以及不同顏色的光波長不同,可知不同顏色的光產生的干涉條紋間距不同,故在白光下觀察肥皂泡,其表面的相鄰各條紋的間距是不相等的,C錯誤;光的偏振現象證明了光是橫波,縱波不能發(fā)生光的偏振現象,故D正確;在同一種物質中,不同波長的光傳播速度不同,波長越短,波速越小,故2.CDE全息照相主要是利用了光的干涉原理,不是光的衍射,故A錯誤;單反相機的增透膜是利用光的干涉,從膜的前表面和后表面反射的光相互減弱,故B錯誤;用標準平面樣板檢查光學平面的平整程度利用了光的干涉,屬于薄膜干涉,故C正確;用光導纖維傳輸信息利用了光的全反射原理,光線在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射,故D正確;激光具有亮度高的特點,醫(yī)學上用激光做“光刀”來進行手術,故E正確。3.BDE因為b光能在界面發(fā)生全反射,可知b光的臨界角較小,折射率較大,則b光的頻率更大,A錯誤;因為a光的折射率較小,根據v=cn可知,a光在此玻璃磚內的傳播速度更大,B正確;由題意可知,a光的臨界角大于45°,根據n=1sinC<1sin45°=2,可知該玻璃磚對a光的折射率小于2,C錯誤;因a光的頻率較小,波長較大,則a光對微小障礙物的衍射現象更明顯,D正確;因為a、b兩種光的頻率不同,所以a光和b光分別通過楊氏雙縫干涉裝置的兩個狹縫4.BC由于平行液膜的上表面與下表面平行,光在上表面發(fā)生折射時的折射角等于在下表面發(fā)生折射時的入射角,根據光路的可逆性知,兩種光都不可能在液膜下表面發(fā)生全反射,A錯誤;a光的頻率大于b光的頻率,液膜對a光的折射率大于對b光的折射率,則a光通過平行液膜時偏移的距離較大,B正確;a光的頻率大于b光的頻率,由公式c=λf可知,b光的波長大于a光的波長,故b光更容易發(fā)生明顯的衍射現象,C正確;其他條件相同時,干涉條紋的間距與光的波長成正比,所以用相同裝置做雙縫干涉實