【狀元之路】2021高考物理一輪復習課時作業(yè)：13-2-光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象

開卷速查規(guī)范特訓課時作業(yè)實效精練開卷速查(四十二)光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象A組基礎鞏固1．對于紅、黃、綠、藍四種單色光，下列表述正確的是()A．在相同介質(zhì)中，綠光的折射率最大B．紅光的頻率最高C．在相同介質(zhì)中，藍光的波長最短D．黃光光子的能量最小解析：紅、黃、綠、藍四種單色光的頻率依次增大，選項B錯誤；同一介質(zhì)對頻率大的光有大的折射率，選項A錯誤；在同一介質(zhì)中，頻率大的光的波長都小，藍光的波長最短，選項C正確；頻率大，光子能量大，選項D錯誤．答案：C2．某同學使用激光器作光源，在不透光的擋板上開一條縫寬為0.05mm的窄縫，進行光的衍射試驗，如圖42－1所示，則他在光屏上看到的條紋是圖42－2中的()圖42－1圖42－2解析：激光照射到單縫發(fā)生衍射，單縫衍射條紋的特點是條紋明暗相間，中心條紋寬，兩側的條紋窄，單縫衍射條紋與單縫平行，選項D正確．答案：D3．[2021·甘肅嘉峪關檢測]理論聯(lián)系實際是物理學科特點之一．以下給出的幾組表述中，實際應用與相應的物理理論相符合的是()①干涉法檢查平面的平整度應用了光雙縫干涉原理②倫琴射線管應用了光電效應原理③光纖通信應用了光的折射原理④光譜分析應用了原子光譜理論⑤立體電影應用了光的偏振理論A．①② B．②③C．③④ D．④⑤解析：干涉法檢查平面的平整度應用了光的薄膜干涉原理，倫琴射線管應用了高速電子撞擊固體產(chǎn)生X射線原理，光纖通信應用了光的全反射原理，①②③與相應的物理理論不相符合；④⑤與相應的物理理論相符合，選項D正確．答案：D4．在一次爭辯中，老師問道：“假如水中相同深度處有a、b、c三種不同顏色的單色點光源，有人在水面上方同等條件下觀測發(fā)覺，b在水下的像最深，c照亮水面的面積比a的大．關于這三種光在水中的性質(zhì)，同學們能做出什么推斷？”有同學回答如下：①c光的頻率最大②a光的傳播速度最?、踒光的折射率最大④a光的波長比b光的短依據(jù)老師的假定，以上回答正確的是()A．①② B．①③C．②④ D．③④解析：b在水下的像最深，說明b光偏折得最小，b的折射率最?。籧光照亮水面的面積比a的大，說明c的臨界角比a的大，由sinC＝eq\f(1,n)知，c光的折射率比a小，即a光的折射率最大，故a光的頻率最大；因n＝eq\f(c,v)，故在水中a光的傳播速度最小，又c＝λf，知a光的波長最短，綜上可知選項C正確．答案：C5.圖42－3雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設水滴是球形的，圖42－3中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是()A．紫光、黃光、藍光和紅光B．紫光、藍光、黃光和紅光C．紅光、藍光、黃光和紫光D．紅光、黃光、藍光和紫光解析：由太陽光第一次進入水珠時的色散即可作出推斷，把水珠看作三棱鏡，向下偏折程度最大的光線肯定是紫光，偏折程度最小的是紅光，從圖上可看出，a是紫光，d是紅光，則b是藍光，c是黃光，所以選項B正確．答案：B6．下列說法正確的是()A．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的干涉的結果B．用光導纖維束傳送圖象信息，這是光的衍射的應用C．瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時能觀看到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象D．在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，可使景像清楚解析：太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，是光的色散，選項A錯誤；用光導纖維傳送圖象，是利用光的全反射，選項B錯誤；瞇著眼睛看發(fā)光的燈絲時能觀看到彩色條紋，是光的衍射，選項C錯誤；在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時水面下的景物，可以消退水面的反射光，使景像清楚，選項D正確．答案：DB組力量提升7．光熱轉換是將太陽能轉換成其他物質(zhì)內(nèi)能的過程，太陽能熱水器就是一種光熱轉換裝置，它的主要轉換器件是真空玻璃管，這些玻璃管將太陽能轉換成水的內(nèi)能．如圖42－4所示，真空玻璃管上接受鍍膜技術增加透射光，使盡可能多的太陽能轉換成內(nèi)能，這種鍍膜技術的物理依據(jù)是()圖42－4A．光的直線傳播 B．光的粒子性C．光的干涉 D．光的衍射解析：真空玻璃管上鍍膜技術是利用薄膜干涉原理來增加透射光的，這種鍍膜技術的物理依據(jù)是使薄膜厚度等于光在薄膜介質(zhì)中波長的eq\f(1,4)，入射光經(jīng)薄膜的前后表面反射后發(fā)生光的干涉，選項C正確．答案：C8．在雙縫干涉試驗中，以白光為光源，在屏幕上觀看到了彩色干涉條紋．若在雙縫中的一縫前放一塊紅色濾光片，在另一縫前放一塊綠色濾光片(只能分別透過紅光和綠光)，這時()A．屏上只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消逝B．屏上紅色和綠色的雙縫干涉條紋消逝，其他顏色的雙縫干涉條紋照舊存在C．屏上任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但仍有光亮D．屏上無任何光亮解析：紅色濾光片只允許紅光通過，綠光濾光片只允許綠光通過．通過一縫的光是紅光，通過另一縫的光是綠光，而紅光和綠光不能發(fā)生干涉，屏上無干涉條紋，但有光到達，選項C正確．答案：C9．(多選題)在用單色平行光照射單縫觀看衍射現(xiàn)象的試驗中，下列說法正確的是()A．縫越窄，衍射現(xiàn)象越顯著B．縫越寬，衍射現(xiàn)象越顯著C．照射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越顯著D．照射光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越顯著解析：縫的寬度越接近光波的波長，衍射越顯著，因縫越窄，越接近光的波長，故選項B錯誤，選項A正確；光波的波長越長，越接近縫的寬度，衍射越顯著，選項C正確；光的頻率越高，波長越小，衍射越不顯著，選項D錯誤．答案：AC10．如圖42－5所示，讓燈光通過偏振片P，在偏振片P的后面再放置另一個偏振片Q，轉動Q觀看通過兩塊偏振片的透射光．當透射的光線最強時，記錄P、Q放置的位置關系，假如在這一位置處將P轉動90°，在Q的另一側觀看到的現(xiàn)象是()圖42－5A．射出光線的強度保持不變B．有光線射出，強度變?nèi)魿．有光線射出，強度變強D．無光線射出解析：當P、Q的透光方向相同時，透過的光線最強，當P、Q的透光方向垂直時，光線不能透過兩個偏振片．透射光最強時，P、Q的透光方向相同，P轉動90°，P、Q的透光方向垂直，無光線透過偏振片Q，選項D正確．答案：D11．下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象．請將相應的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上．(1)X光機________．(2)紫外線燈________．(3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好．這里的“神燈”是利用________．A．光的全反射B．紫外線具有很強的熒光作用C．紫外線具有殺菌消毒作用D．X射線具有很強的貫穿力E．紅外線具有顯著的熱效應F．紅外線波長較長，易發(fā)生衍射解析：(1)X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的損害，因此接受了穿透力量比較強又不會給人體造成太大的損害的X射線，選擇D.(2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C.(3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應，選擇E.答案：(1)D(2)C(3)E12．(1)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點，在科學技術和日常生活中應用廣泛．下面關于激光的敘述正確的是()A．激光是縱波B．頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長相同C．兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離圖42－6(2)如圖42－6所示是雙縫干涉試驗裝置，使用波長為600nm的橙色光源照射單縫S，在光屏中心P處觀看到亮條紋，在位于P點上方的P1點消滅第一條亮紋中心(即P1到S1、S2的路程差為一個波長)．現(xiàn)換用波長為400nm的紫光源照射單縫，則________．A．P和P1仍為亮點B．P為亮點，P1為暗點C．P為暗點，P1為亮點D．P、P1均為暗點圖42－7(3)如圖42－7所示，一束激光從O點由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后，從上表面的A點射出．已知入射角為i，A與O相距l(xiāng)，介質(zhì)的折射率為n，試求介質(zhì)的厚度d.解析：(1)本題主要考查激光的性質(zhì)，意在考查考生綜合分析問題的力量．光是橫波，選項A錯；激光在介質(zhì)中的波長為λ＝eq\f(c,νn)，不同介質(zhì)n不同，所以波長不同，選項B錯；產(chǎn)生干涉的條件是頻率相同，選項C錯；利用激光平行度好的特點可以測量月球和地球之間的距離，選項D正確．(2)從單縫S射出的光波被S1、S2兩縫分成的兩束光為相干光，由題意，屏中心P點到S1、S2距離相等，即由S1、S2分別射出的光到P點的路程差為零，因此是亮紋中心．因而，無論入射光是什么顏色的光，波長多大，P點都是中心亮紋中心．而P1點到S1、S2的路程差剛好是橙光的一個波長，即|P1S1－P1S2|＝600nm＝λ橙，則兩列光波到達P1點振動狀況完全全都，振動得到加強，因此消滅亮紋．光換用波長為400nm的紫光時，|P1S1－P1S2|＝600nm＝eq\f(3λ紫,2)，則兩列光波到達P1點時振動狀況完全相反，即由S1、S2射出的光波到達P1點就相互減弱，因此消滅暗條紋．綜上所述，B正確．(3)設折射角為r，則eq\f(sini,sinr)＝n，由幾何關系得l＝2dtanr，解得d＝eq\f(\r(n2－sin2i),2sini)l.答案：(1)D(2)B(3)eq\f(\r(n2－sin2i),2sini)lC組難點突破13．夜晚，汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照射得睜不開眼睛，影響行車平安．若將汽車前燈玻璃和汽車前窗玻璃都改用偏振玻璃，使雙方司機都看不見對方炫目的燈光，但能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體，全部的汽車前窗玻璃、前燈玻璃的透振方向應當是()A．前窗玻璃的透振方向是豎直的，前燈玻璃的透振方向