2019届高考物理一轮复习练习：第16章 第2讲　光的波动性(含解析)

板块三  限时规范特训

　　时间：45分钟　满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中1～6为单选，7～10为多选)

1．如图所示的四个图形中，属于著名的泊松亮斑的衍射图样的是(　　)

答案　B

解析　泊松亮斑的图样特点为中心是一个亮点，亮点周围有一个大的阴影区，然后才是明暗相间的条纹。

2．下列关于光学现象的说法中正确的是(　　)

A．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用

B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果

C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景像更清晰

D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹，这是光的色散现象

答案　C

解析　用光导纤维束传送图象信息，这是光的全反射的应用，A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，B错误；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景像更清晰，C正确；透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹，这是光的衍射现象，D错误。

3．如图所示为光的双缝干涉实验装置示意图，下列说法正确的是(　　)

A．若P点是亮条纹，说明该处是光的加强区域，P点到双缝的路程差为半波长的奇数倍

B．照射单缝S的单色光的频率越大，光屏上出现的条纹间距越大

C．若将单缝S去掉，再将S1缝封住仅留下S2，则白光通过S2光屏上会出现彩色条纹，但不是干涉条纹

D．撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度，光屏上一直出现明暗条纹

答案　C

解析　若P点是亮条纹，说明该处是光的加强区域，P点到双缝的路程差为波长的整数倍，A错误；照射单缝S的单色光的频率越大，波长越短，光屏上出现的条纹间距越小，B错误；若将单缝S去掉，再将S1缝封住仅留下S2，则白光通过S2光屏上会出现单缝衍射的彩色条纹，C正确；撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度，光屏上将先出现衍射条纹后出现亮区，D错误。

4．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：

(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；

(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。

现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹(　　)

A．变疏  B．变密  C．不变  D．消失

答案　A

解析　如图所示，若抽去一张纸片，则三角截面空气层的倾角变小，由于形成亮条纹(或暗条纹)的两束光间的路程差恒定，当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大，因此干涉条纹变疏，A正确。

5．如图所示是双缝干涉实验，使用波长为600 nm的橙色光照射时，在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两个相邻的亮条纹，若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，则P0点和P1点形成的亮暗条纹情况是(　　)

A．P0点和P1点都是亮条纹

B．P0点是亮条纹，P1点是暗条纹

C．P0点是暗条纹，P1点是亮条纹

D．P0点和P1点都是暗条纹

答案　B

解析　不管使用什么颜色的单色光做实验，光屏中间P0点始终是亮条纹，据此可先排除选项C、D；根据题意，P1点到两双缝的光程差为600 nm，其大小是紫光波长的1.5倍，所以若用波长为400 nm的紫光重复上述实验，P1点是暗条纹，所以选项A错误，B正确。

6．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏的距离L以及相邻两条纹间距Δx。如所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是(　　)

A．v＝  B．v＝  C．v＝  D．v＝

答案　B

解析　双缝干涉中，两条相邻明条纹之间的距离大小Δx与双缝之间距离d，双缝到屏的距离L及光的波长λ有关，即Δx＝λ，依题意d＝vΔt，则v＝＝，故选项B正确。

7．关于光的偏振现象，下列说法中正确的是(　　)

A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同

B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光

C．光的偏振现象说明光是一种纵波

D．照相机镜头表面加滤光片是光的偏振现象的应用

答案　BD

解析　偏振光只沿着某个特定的方向振动，沿各个方向振动的光波的强度不相同，A错误；自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光，B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，C错误；照相机镜头表面所加滤光片为偏振滤光片，可以减弱所拍摄物体表面的反射光，D正确。

8．2015年8月29日，由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议修订通过了《中华人民共和国大气污染防治法》，以改善人们的生活环境。其中雾霾天气严重影响人们的身体健康，发生雾霾天气时能见度只有几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下(　　)

A．只有波长较短的一部分光才能到达地面

B．只有波长较长的一部分光才能到达地面

C．只有频率较大的一部分光才能到达地面

D．只有频率较小的一部分光才能到达地面

答案　BD

解析　根据光发生明显衍射的条件，发生雾霾天气时，只有波长较长、频率较小的一部分光才能发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面，选项A、C错误，B、D正确。

9．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样。现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是(　　)

答案　AD

解析　由题图可知，a光两个相邻的条纹间距大于b光的，根据Δx＝λ可知，a光的波长大于b光的波长，a光的频率小于b光的频率，则a光的折射率小于b光的折射率；a光的临界角大于b光的临界角；穿过平行玻璃砖时，出射光应该和入射光平行；b光的折射率大，偏折程度大，A正确，B错误；如图所示，穿过三棱镜时，首先发生全反射的应该是b光，所以C错误，D正确。

10．下列有关光现象的说法不正确的是(　　)

A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大

B．以相同入射角从水中射向空气，若紫光能发生全反射，则红光也一定能发生全反射

C．照相机镜头涂有增透膜，是利用光的衍射

D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度

答案　BCD

解析　在光的双缝干涉实验中，根据条纹间距表达式Δx＝λ，若仅将入射光由紫光改为红光，因为红光的波长大于紫光，则条纹间距一定变大，A正确；因为紫光的折射率大于红光，根据sinC＝，则紫光的临界角小于红光，故以相同入射角从水中射向空气，若紫光能发生全反射，则红光不一定能发生全反射，B错误；照相机镜头涂有增透膜，是利用光的干涉，C错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片使来自玻璃表面的反射光减弱，但不能增加透射光的强度，D错误。

二、非选择题(本题共3小题，共40分)

11．(12分)在观察光的双缝干涉现象的实验中：

(1)将激光束照在如图甲所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图乙中的________。

(2)换用间距更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹间距将________；保持双缝间距不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹间距将________。(以上均选填“变大”“变小”或“不变”)

答案　(1)A　(2)变大　变小

解析　(1)双缝干涉图样是平行且等间距的明暗相间的条纹，A图正确。

(2)根据Δx＝λ知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变大，当双缝到屏的距离l减小时，条纹间距变小。

12．(16分)(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象。

(2)凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是________________________________________________________________________；

要使光产生明显的衍射，条件是________________________________________________________________________。

(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________________________________________________________________________。

(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________________________________________________________________________。

答案　(1)光的干涉　光的色散　光的衍射　(2)(3)(4)见解析

解析　(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象。

(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，光可产生明显的衍射现象。

(3)红光的中央亮纹较宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹较远。

(4)这个实验说明了光是一种横波。

13．[2018·湖北八校联考](12分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。

(1)如图1中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。

(2)将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。

将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为______________。(填写元件代号)

(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，则其示数为________mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。

答案　(1)甲　(2)CEDBA　(3)111.10　6.5×10－7

解析　(1)干涉图样是平行且等间距的明暗相间的条纹，因此是甲图。

(2)由左至右各光学元件的排列顺序是白光光源，然后是滤光片，使之变为红光，然后是单缝、双缝，使一束红光变为相干的两束红光，最后是光屏，应填CEDBA。

(3)图乙示数为111.10 mm，图丙示数为115.65 mm相邻条纹间距Δx＝＝0.65 mm

由Δx＝·λ可得λ＝6.5×10－7 m。