第四章第3_6节综合拔高练

第四章 第3~6节综合拔高练
一、单选题
1．假设在地球表面不存在大气层，那么白昼时间将会（ ）．A．变长 B．变短
C．不变 D．无法确定
2．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是
A．在相同介质中，绿光的折射率最大 B．红光的频率最高
C．在相同介质中，蓝光的波长最短 D．黄光光子的能量最小
3．下列说法正确的是（　　）
A．“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉
B．泊松亮斑是光的衍射现象
C．增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的
D．摄影师在拍摄池中的游鱼时，在照相机镜头前加一偏振滤光片，可以增强游鱼的折射光从而使游鱼的影像更清晰
4．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样
A． B． C． D．
5．关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（　 　）
A．甲图是光的干涉图样
B．乙图是光的衍射图样
C．丙图是利用光的折射原理
D．丁图是光导纤维利用光的全反射原理，其内芯折射率小于外套的折射率
6．物理光学主要研究光的本性以及光与物质相互作用的规律。下列关于物理光学知识的理解正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光通过圆孔衍射时形成的
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理
C．白光通过三棱镜后出现的彩色图样是光的衍射现象
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
7．下列几个光现象中，属于衍射现象的是（ ）
A．水中的气泡看起来特别明亮
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹
D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹
8．关于折射率，下列说法正确的是（　　）
A．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比
B．根据＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦值成反比
C．根据n＝可知，介质的折射率与介质中的光速成反比
D．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成正比
二、多选题
9．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2与单缝S的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝S1和S2的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹，如果将入射的单色光换成红光或蓝光，已知红光波长大于绿光波长，绿光波长大于蓝光波长，则下列说法正确的是（　　）
A．O点是红光的亮条纹 B．红光的第一条亮条纹在P点的上方
C．O点不是蓝光的亮条纹 D．蓝光的第一条亮条纹在P点的上方
10．一光束（含两种频率的光）平行于底边照射等腰三棱玻璃砖侧面，从另一侧面平行射出，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度
C．用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距
D．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角
11．一束由、两单色光组成的复色光从空气射向由玻璃材料制成的棱镜，经三棱镜折射分离成两束单色光、，如图所示，则下列说法正确的是 ．
A．光在玻璃中的传播速度小于光在玻璃中的传播速度
B．光在真空中的波长大于光在真空中的波长
C．光在玻璃中的频率小于在真空中的频率
D．光从玻璃射向空气的临界角大于光从玻璃射向空气的临界角
E．、两束光分别通过同一双缝干涉试验仪，光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距
12．在“用双缝干涉测光的波长”实验中：(实验装置如下图)下列说法哪一些是正确的（　　）
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝
D．某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，可以采用的方法是改用蓝光作为入射光
三、实验题
13．小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验．单缝和平面镜的放置如图所示，白炽灯发出的光经过滤光片成为波长为的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹．小明测得单缝与镜面延长线的距离为h，与光屏的距离为D，则条纹间距______．随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上______填“能”或“不能”观察到干涉条纹．
14．如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图．
⑴图中①是光源，⑤是光屏，它们之间的②、③、④依次是______、______和______．（选填单缝、双缝、滤光片）
⑵以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )
A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
D．增大双缝之间的距离
⑶在某次实验中，已知双缝到光屏之间的距离是600mm，双缝之间的距离是0.20mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹（记作第1条）的中心，这时手轮上的示数如下左图所示．然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数如下右图所示．这两次示数依次为_______mm和______mm．由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_______nm．（结果保留3位有效数字）
15．利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5mm，双缝到光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图(a)所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图(b)所示，则计算单色光的波长公式为_______（相邻明纹间的距离用表示），单色光的波长为_____m（计算结果保留三位有效数字）．
16．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，某同学用黄色滤光片时得到一个干涉图样，为了使干涉条纹的间距变宽，可以采取的方法是________
A．换用紫色的滤光片 B．换用红色的滤光片
C．使光源离双缝距离近一些 D．使光屏离双缝距离远一些
四、解答题
17．我国非常注重太阳能的开发和利用，太阳能热水器的产量和使用量均为世界第一。光热转换是将太阳能转换成其他物质内能的过程，太阳能热水器就是一种光热转换装置，它的主要转换器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转换成水的内能、如图所示，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成内能，这种镀膜技术的物理依据是什么？请查阅相关资料后与同学分享所得。
18．电脑、手机屏幕会发出短波蓝光，这种蓝光对视网膜的危害程度极大。某同学利用薄膜干涉的原理设计“增反膜”眼镜来减小短波蓝光对眼睛的伤害，制作时需要测量短波蓝光的波长。他利用双缝干涉进行波长的测量，实验中使用的双缝间距，双缝到屏的距离，测得屏上干涉条纹中亮条纹间距。求：
（1）被测短波蓝光的波长；
（2）若选用薄膜材料的折射率为，要消除该短波蓝光，则制作“增反膜”眼镜时“增反膜”的最小厚度。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
如果地球表面不存在大气层，太阳光将在真空中沿直线传播，由于地球是圆形的，所以只有太阳升到某一位置时才能观察到；因为地球表面上有大气层，阳光射入大气层时会发生折射现象，能够提前观察到；所以如果地球表面不存在大气层，那么观察到的日出时刻与实际存在大气层时的情况相比将延后．那么这一天的白昼的时间与原来的白昼时间相比将会短一些．故选B．
2．C
【解析】
【详解】
在同一种介质中，红，黄，绿，蓝四种光波长从大到小依次是红，黄，绿，蓝，C正确在同一个介质中，波长越长，折射率越小，所以四种光中，蓝光的折射率最大，A错误，波长越长，频率越小，所以红光的频率最小，B错误，单色光的频率越大，含有的光子的能量越大，所以红光的波长最长，频率最小，光子的能量最小，D错误．
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A． “3D电影”的播放和观看利用了光的偏振，选项A错误；
B．泊松亮斑是光的衍射现象，选项B正确；
C．增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的，选项C错误；
D．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以过滤水面反射的偏振光，使水面下的景物的影像更清晰，故D错误；
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
试题分析：干涉图样的条纹间的距离都是相等的，衍射时最中间的条纹最粗，向两旁依次变细，故A、C是干涉图样，B、D是衍射图样；又由于红光比蓝光的折射率小，频率小，而光速不变，所以红光的波长较长，则蓝光波长较短，所以蓝光形成的干涉图样条纹间的距离较小，所以A是蓝光形成的干涉图样，该题选A．
考点：干涉与衍射图样．
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由图可知，甲为光的衍射图样，而乙为光的干涉图样，故A B错误；
C．复色光经过三棱镜后会成为单色光，是光的色散现象，利用了光的折射原理，故C正确；
D．光导纤维是利用了光的全反射原理，根据全反射的条件可知，其内芯的折射率大于外套的折射率，故D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，A错误；
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，B正确；
C．白光通过三棱镜呈现彩色图样是光的色射现象，C错误；
D．在镜头前加装一个偏振片，阻碍玻璃反射光的透射，D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【详解】
A．水中的气泡看起来特别明亮属于光的全反射，故A不符合题意；
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带属于光的色散，故B不符合题意；
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹属于薄膜干涉，故C不符合题意；
D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹属于单缝衍射，故D符合题意。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．由折射率的定义式
可知，折射率的大小可以由空气中角度的正弦值与介质中角度的正弦值的比值来计算，但折射率是由介质和光的频率共同决定的，且
与入射角和折射角无关，所以C正确，A、B错误。
D．折射率
则同一种频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成反比，D错误。
故选C。
9．AB
【解析】
【详解】
AC．O点到两缝的距离相等，故不论换用红光还是蓝光，O点均为亮条纹，故A正确，C错误；
B．由可知，红光的波长比绿光的大，条纹间距也比绿光大，因此，红光的第一条亮条纹在P点的上方，故B正确；
D．同理，蓝光的波长比绿光的小，蓝光的第一条亮条纹在P点的下方，故D错误。
故选AB。
10．AC
【解析】
【详解】
A．出射光线与入射光线平行，则光束在玻璃砖底面发生了全反射，作出光路图如图所示，由图可知光线进入玻璃砖时a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A正确。
B．玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，根据v=分析可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度，故B错误。
C．a光的波长小于b光的波长，根据Δx=λ知，用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故C正确。
D．玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，由sin C=可知，发生全反射时a光的临界角小于b光的临界角，故D错误。
故选AC。
11．BDE
【解析】
【详解】
A．由图可知,通过三棱镜后,a光的偏折角小于b光的偏折角,故说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,根据v=c/n分析可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，故A错误；
B．a光的折射率小于b光的折射率，说明a光的频率小于b光的频率，由c=λf知，a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长，故B正确；
C．光的频率由光源决定，与介质无关，所以a光在玻璃中的频率与在真空中的频率相等，故C错误；
D．a光的折射率小于b光的折射率,根据全反射临界角公式sinC=1/n分析知，a光的临界角比b光的大，故D正确．
E．a光的波长大于b光,由双缝干涉条纹间距公式可知，a光的干涉条纹大于b光的干涉条纹，故E正确．
故选BDE．
12．BC
【解析】
【详解】
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝．故A错误；
B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐．故B正确；
C．n条亮纹之间有n-1个间距，相邻条纹的间距
△x=
故C正确；
D．某同学用黄光作为入射光．根据
可知，为了增大干涉条纹的间距，应采用波长大于黄光的红或橙光，不可以改用波长比黄光短的蓝光作为入射光，选项D错误；
故选BC。
【点睛】
本题关键是明确“用双缝干涉测光的波长”的实验中的实验原理、操作步骤与注意事项，要会使用双缝干涉的条纹宽度的公式；
13． ； 不能；
【解析】
【详解】
由实验图可知，平面镜对单缝成像，相当于双缝，间距为2h，因此条纹间距，
随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，不能观察到干涉条纹，原因是不满足干涉条件：频率相同，
故答案为，不能．
【点睛】
根据双缝干涉条纹的间距公式，及平面镜对单缝成像，求解干涉条纹的间距，结合干涉条件，即可求解，并要注意干涉的原理与干涉条纹间距公式，及其产生条件．
14． 滤光片 单缝 双缝 B 0.641 10.293 536 （534~538）
【解析】
【详解】
（1）本实验要获得单色相干光源进行实验，所以②是滤光片，③是单缝，④是双缝．
（2）根据得：
A.与单缝和双缝之间的距离无关，所以增大③和④之间的距离不会改变亮纹的间距，A错误．
B.增大④和⑤之间的距离，即增大了双缝到屏的距离L，可以增大亮纹间距，B正确．
C.将红光改为绿光，减小了波长，亮纹间距会变小，C错误．
D.增大双缝间距d，导致亮纹间距变小，D错误．
（3）第一个螺旋测微器主尺读数：0.5mm，可动刻度读数：，所以最终读数为0.641mm；第二个螺旋测微器主尺读数：10mm，可动刻度读数：，最终读数：10.293mm；所以，根据带入数据计算得到：．
15．
【解析】
【详解】
图A游标卡尺的读数为：11mm+0.1×1mm=11.1mm．图B游标卡尺读数为：15mm+0.1×6mm=15.6mm．
由公式，得： ．
16．BD
【解析】
【详解】
由于干涉条纹间距为：可知，为了使干涉条纹的间距变宽，可以换用波长较长的红色滤光片，也可以使光屏离双缝距离远一些．故BD正确．
17．见解析
【解析】
【详解】
光照在薄膜两表面上被反射回去，在叠加处由于光程差使得两束反射光出现振动减弱，导致相互抵消，从而增强光的透射能力，这是依据光的干涉原理。
18．（1）450nm；（2）180nm
【解析】
【详解】
（1）根据
代入数据解得
（2）当光程差等于光在薄膜中的波长的整数倍，即
则出现明条纹，因此膜的厚度至少是短波蓝光在膜中波长的一半，短波蓝光在膜中的波长为
故膜的厚度至少为
答案第1页，共2页
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