第五章 光的波动性 单元测试 word版含答案

光的波动性 单元测试
1．(2010年北京宣武区模拟)在下列自然现象之中，可以用光的干涉理论解释的是
(　　)
A．天上的彩虹
B．阳光在树林中的地面上形成圆形光斑
C．肥皂泡上的彩色光纹
D．水中十分明亮的空气泡
【答案】　C
2．下列关于激光的说法中正确的是
(　　)
A．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
B．激光是一种人工产生的相干光，因此可以对它进行调制来传递信息
C．激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪
D．激光从本质上说是横波
【解析】　光是横波，激光也是光，因此激光从本质上来说是横波，具有光波的特性，能够发生衍射现象．激光的频率单一，相干性非常好，可以像无线电波那样调制，用来调制传递信息，如光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物．激光的平行度和方向性非常好，可以根据发射和返回的时间间隔，测量超远距离．综上所述可知B、C、D选项正确．
【答案】　BCD
3．对于光的衍射现象，下述定性分析中错误的是
(　　)
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B．光的衍射否定了光的直线传播的结论
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D．光能发生明显衍射的条件是光的波长与孔或障碍物尺寸可比拟
【解析】　当障碍物或孔的尺寸小于光的波长或可以跟波长相比拟时，可发生明显衍射现象，光的直线传播是障碍物或孔的尺寸远大于光的波长时表现出的现象，二者并不矛盾，所以A、D对，B错．衍射也是波动性的特征．
【答案】　B
4．如右图所示为双缝干涉的实验装置，绿光通过单缝S后，照射到具有双缝的挡板上，双缝S1和S2到单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的光屏上形成干涉条纹．屏上O点距双缝S1、S2的距离相等，P点在距O点最近的第一条亮纹的中心线上，如果将入射的单色光分别换成红光和蓝光，下列说法正确的是
(　　)
A．O点在红光的亮条纹中心线上
B．O点不在蓝光的亮条纹中心线上
C．红光的第一条亮条纹中心线在P点的上方
D．蓝光的第一条亮条纹中心线在P点的上方
【答案】　AC
5．我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要的原因，这个原因是
(　　)
A．红光比其他可见光更容易发生衍射
B．红光比其他可见光更容易发生干涉
C．红光比其他可见光频率更大
D．红光比其他可见光在玻璃中的折射率小
【解析】　红光相对于其他色光而言，波长长，易发生衍射，即使是雨雾天人们也能在较远处看到红光．
【答案】　A
6．如下图所示，甲图中S为点光源，AB为一遮光板，CD表示AB上透光部分，C、D之间的距离d可以调节，MN为光屏，乙图和丙图上的白色部分表示光通过CD在屏上得到的这部分光，则下列说法中正确的是
(　　)
A．CD为一窄缝
B．CD为一圆孔
C．比较得到乙、丙两图时的d，乙图对应的d较小
D．比较得到乙、丙两图时的d，丙图对应的d较小
【解析】　由于条纹是圆形的，所以CD应为一圆孔，通过窄缝的衍射条纹是平行直纹，A不正确，B正确；点光源通过小孔后，形成的光亮部分的形状与孔的大小有关，孔由大变小，光亮部分先是一个与孔形状相似的亮斑，后变成一个与光源形状相似的像，最后变成衍射条纹，D正确．
【答案】　BD
7．下列说法正确的是
(　　)
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
B．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用
C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景物清晰
【解析】　考查光的基本属性．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱带，是光的色散现象，A错；用光导纤维束传送图象信息是光的全反射原理的应用，B错；眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，是光通过眼睫毛(相当于光栅)时光的衍射现象，C错；由于光通过光学镜头的前后表面会产生干涉现象，导致相片不够清晰，需要在照相机镜头前加装偏振滤光片，减弱经水面反射的光的影响，使拍摄日落时水面下的景物景像更清晰，D对．
【答案】　D
8．把一个曲率半径很大的凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入(如下图甲所示)，这时可以看到亮暗相间的同心圆(如图乙)．这个现象是牛顿首先发现的，这些同心圆叫做牛顿环，为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环)，则应
(　　)
A．将凸透镜的曲率半径变大
B．将凸透镜的曲率半径变小
C．改用波长更长的单色光照射
D．改用波长更短的单色光照射
【解析】　同一级圆环的半径增大，说明产生同样的亮条纹所需空气膜的厚度不变，可以将凸透镜的曲率半径变大，要达到同样厚的空气膜需向外延一些，A正确，B错；换用波长更长的单色光照射时，同样的路程差所需的空气膜的厚度增长，所以圆环的半径变大，C对D错．
【答案】　AC
9．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜．他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消除的紫外线的频率为ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是
(　　)
A．9.25×10－8 m　　　　　　 B．1.85×10－7 m
C．1.23×10－7 m D．6.18×10－8 m
【解析】　为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两上表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的.紫外线在真空中的波长是λ＝＝3.7×10－7 m，在膜中的波长是λ′＝＝2.47×10－7 m，因此膜的厚度至少是1.23×10－7 m.
【答案】　C
10．在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如右图所示的干涉实验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A的上表面平行，在它们之间形成一个厚度均匀的空气膜．现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化．当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次变到最亮．则
(　　)
A．出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强
B．出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消
C．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
D．温度从t1升至t2过程中，A的高度增加
【解析】　该装置利用B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，若最亮，说明干涉加强，加强时路程差Δx＝nλ，n＝0,1,2，…由于t1和t2两温度为连续变化，且出现两次最亮，所以两次的路程差为一个波长，t1至t2过程中，A的高度应增加半个波长．
【答案】　D
11．蓝光光碟是利用波长较短(波长约为405 nm)的蓝色激光读取和写入数据的光碟，而传统DVD需要光头发出红色激光(波长约为650 nm)来读取或写入数据，通常来说波长越短的激光，能够在单位面积上记录或读取更多的信息．因此，蓝光极大地提高了光盘的存储容量，对于光存储产品来说，蓝光提供了一个跳跃式发展的机会．目前为止，蓝光是最先进的大容量光碟格式．一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束，则下列说法正确的是
(　　)
A．用a光可在光盘上记录更多的数据信息
B．如果用a光照射能使某金属发生光电效应，则用b光也一定能使该金属发生光电效应
C．使用同种装置，用a光做双缝干涉实验得到的条纹比用b光得到的条纹宽
D．b光在水中传播的速度较a光大
【解析】　a为红光束，b为蓝光束，由题目条件知A项错，a光频率小于b光频率，波长大于b光波长，若a光可使某金属发生光电效应，则b光也能，故B项正确．又Δx＝λ，波长越长，条纹越宽，所以C项正确，v＝，navb，故D项错．
【答案】　BC
12．如下图所示为双缝干涉的实验示意图，若要使干涉条纹间距变大可改用波长更
________(填：长、短)的单色光；或者使双缝与光屏之间的距离________(填：增大，减小)．
【解析】　相邻明暗相间条纹间的距离是Δx＝λ，因此要增大Δx，只要想办法增大波长λ或减小双缝与光屏之间的距离d即可．
【答案】　长　增大
13．用氦氖激光器进行双缝干涉实验，已知使用的双缝间的距离d＝0.1 mm，双缝到屏的距离L＝6.0 m，测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 cm，氦氖激光器发出的红光的波长λ是多少？假如把整个装置放入折射率是4/3的水中，这时屏上的条纹间距是多少？
【解析】　由条纹间距Δx、双缝间距d，双缝到屏的距离L及波长λ的关系，可测光波的波长，同理知道水的折射率，可知该波在水中的波长，然后由Δx、d、L、λ的关系，可计算条纹间距．
由Δx＝λ可以得出红光的波长为
λ＝Δx＝ m＝6.3×10－7 m
激光器发出的红光的波长是6.3×10－7 m
如果整个装置放入水中，激光器发出的红光在水中的波长为
λ′＝＝ m＝4.7×10－7 m
这时屏上条纹的间距是：
Δx′＝λ′＝ m＝2.8×10－2 m.
【答案】　6.3×10－7 m　2.8×10－2 m