2018-2019学年度教科版选修3-4 第五章 光的波动性 单元测试

光的波动性 单元测试
评卷人
得分
一、多项选择
（每空？ 分，共？ 分）
1、关于波动，下列说法正确的是(　　)
A．各种波均会发生偏振现象
B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于地震的预警
2、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，
(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是____________________．
(2)这种“增反膜”的厚度是多少？
(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是(　　)
A．薄膜干涉说明光具有波动性
B．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行
C．干涉条纹一定是彩色的
D．利用薄膜干涉也可以“增透”
3、用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则(　　)
A．图象(a)表明光具有粒子性
B．图象(c)表明光具有波动性
C．用紫外光观察不到类似的图象
D．实验表明光是一种概率波
4、下列选项与多普勒效应有关的是????? （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分.选对3个得4分;每选错I个扣2分，最低得分为0分）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
E．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度
5、如图所示,两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上,穿过三棱镜后互相平行,则
A．a光的频率高；
B．b光的波长大
C．a光穿过三棱镜的路程短
D．b光穿过三棱镜的速度小
6、以下关于光的说法中正确的是
?????? A．光纤通信利用了光的全反射原理???????
?????? B．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照时发生了薄膜干涉
?????? C．人们眯起眼睛看灯丝时年到的彩色条纹是光的衍射图样
?????? D．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在
7、关于多普勒效应的发生，是因为
?????? A．波源频率恒定时，观察者接收的频率一定不恒定
?????? B．波源频率与观察者接收的频率相等
?????? C．波源频率不恒定时，观察者接收的频率一定恒定
?????? D．波源频率与观察者接收的频率不相等
评卷人
得分
二、计算题
（每空？ 分，共？ 分）
8、如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m.
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m．当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°.
（3）若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析在光屏上能观察到的现象
评卷人
得分
三、填空题
（每空？ 分，共？ 分）
9、薄膜干涉在科学技术上有很大应用．
(1)如甲图是干涉法检查平面示意图，乙图是得到的干涉图样，则干涉图样中条纹弯曲处的凹凸情况是________．(选填“上凸”或“下凹”)
(2)透镜表面涂有一层氟化镁薄膜，其折射率n＝1.38，介于空气和透镜折射率之间．入射光正入射，为使真空中波长为550 nm的光增透，所涂薄膜的最小厚度为________．
10、光热转换是将太阳光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，这些玻璃管将太阳光能转换成水的内能．真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳光能转化为________，这种镀膜技术的物理学依据是________．
评卷人
得分
四、选择题
（每空？ 分，共？ 分）
11、奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶解后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．
(1)偏振片A的作用是什么？
(2)偏振现象证明了光是一种________．
(3)以下说法中正确的是(　　)
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．到达O处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α
?
?
?
?
12、（2013陕西宝鸡期末质检）以下关于近代物理学的说法中正确的是
A．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
B．氢原子的能级是不连续的，辐射光的能量也是不连续的
C．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方
?D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
13、关于超声波、微波和光波，下列说法中正确的是（????? ）
A．它们都是电磁波??????????????????? B．微波的波长最短
C．超声波最容易产生衍射现象????????? D．只有光波可以发生干涉现象
14、用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光
A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
15、下列有关光现象的说法中正确的是
A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为黄光，则条纹间距变宽
B．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的衍射现象
C．光导纤维丝的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
16、两个独立的点光源S1和S2都发出同频率的红色光，照亮一个原是白色的光屏，则光屏上呈现的情况是
??? ??? A．明暗相间的干涉条纹????????????????????? B．一片红光
??? ??? C．仍呈白色????????????? ???????????? D．黑色
17、如图所示，一束光通过正三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，屏足够大，则：?
A.三束光在水中的传播速度的关系是va＜vb＜vc
B.若b光束照射到某种金属表面上有光电子逸出，则c光束照射到同种金属表面上时不会有光电子逸出
C.若减小入射角i，在屏上最先消失的是a光
D.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距△xa>△xb>△xc
18、在以下关于光的波粒二象性的说法中，错误的是
??? A. 有些光具有波动性，有些光具有粒子性，复合（白）光具有波粒二象性
??? B. 光子的波动性是光子本身的固有属性，不是由光子之间的相互作用引起的
??? C. 光的波长越长，波动性就越显著；光的波长越短，粒子性就越显著
??? D. 光子的数量越多，波动性就越显著；光子的数量越少粒子性就越显著
19、下列有关光现象的说法中正确的是?????????????????
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
C．光异纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
20、人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。下列关于光的本性的陈述中不符合科学规律或历史事实的是
A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的??
B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性??
C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波?? ?????????????
D．光具有波粒二象性
21、假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞后，电子向某一方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比?????????????????
?????? A．频率变大?????????????????????????????????????????? B．速度变小?? ???
?????? C．光子动量变大??????????????????????????????????? D．波长变长
22、关于光的性质，下列说法正确的是????????????????????????????????????????????????
?????? A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度
?????? B．双缝干涉试验说明光具有波动性
?????? C．散射度验说明光具有粒子性
?????? D．光的偏振现象说明光是纵波
23、关于光的以下说法中正确的是
?????? A．麦克斯韦预言光具有波粒二象性
?????? B．光的干涉和衍射现象证明了光具有波动性?
?????? C．光电效应现象证明了光是一种电磁波
?????? D．光的偏振现象说明光波是纵波
24、在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了
A．光的折射????? B．光的衍射YCY?????? C．光的干涉 ? D．光的全反射
25、肥皂泡呈现的彩色，露珠呈现的彩色，通过狭缝看到的白光光源的彩色条纹，它们分别属于
A.光的色散、干涉、衍射现象
B.光的干涉、色散、衍射现象
C.光的干涉、衍射、色散现象
D.光的衍射、色散、干涉现象
26、下面是四种与光有关的事实：
①用光导纤维传播信号
②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
③一束白光通过三棱镜形成彩色光带
④水面上的油膜呈现彩色
其中，与光的干涉有关的是
A．①④???? ????? B．②④???? ?????? C．①③???? ?????? D．②③
27、在x射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。已知阳极与阴极之间的电势差U。普朗克常数h，电子电量e和光速c,则可知该x射线管发出的X光的
A．最短波长为　　? ?B．最长波长为　
C．最小频率为　???? ?D．最大频率为
评卷人
得分
五、综合题
（每空？ 分，共？ 分）
28、（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是??????
（A）激光是纵波
（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同
（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象
（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×m,屏上P点距双缝和的路程差为7.95×m.则在这里出现的应是?????? （选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将
?????????? ?（选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。
（3）如图乙所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d.?
评卷人
得分
六、实验,探究题
（每空？ 分，共？ 分）
29、（1）某同学用如图甲所示的实验装置，做《用双缝干涉测光的波长》的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮纹间的距离△x。转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丙的示数x1=???????? mm；图丁的示数x2=????????????? mm。如果实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm，则计算波长的表达式=??????? （已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长=?????????????????????
m。
??????
?? （2）在上述实验中，以白光为光源，将光源与单缝间的滤光片取走，在屏上能观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时??????????? （填字母代号）
A．只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的干涉条纹消失
B．红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在
C．任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮光
D．屏上无任何亮光
参考答案
一、多项选择
1、解析：偏振现象是横波特有的现象，纵波不会发生偏振现象，故选项A错误．用白光做单缝衍射实验和双缝干涉实验看到的都是彩色条纹，故选项B正确．声波在传播过程中，质点在平衡位置附近振动，其振动速度周期性变化，而声波的传播速度是单位时间内声波传播的距离，故选项C错误．地震波的纵波传播速度比横波传播速度大，纵波可早到达地面，能起到预警作用，故选项D正确．
答案：BD
2、解析：(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱．
(2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即x＝2d＝Nλ′(N＝1,2，…)，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＝c/ν＝3.7×10－7 m．在膜中的波长是λ′＝λ/n＝2.47×10－7 m，故膜的厚度至少是1.23 ×10－7 m.
(3)干涉和衍射都证明光具有波动性，如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行，白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光颜色，当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．
答案：(1)两反射光叠加后加强
(2)1.23×10－7 m　(3)AD
3、解析：图象(a)曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性．图象(b)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B正确；同时也表明光波是一种概率波，故D也正确；紫外光本质和可见光本质相同．也可以发生上述现象，故C错误．
答案：ABD
4、BDE
5、D
6、ABC
7、D
二、计算题
8、
三、填空题
9、解析：(1)干涉条纹应有以下特点：①任意一条明纹或暗纹所在位置下面的薄膜厚度相等；②任意相邻明纹或暗纹所对应的薄膜厚度差恒定．图乙中的条纹向楔型膜中厚的一侧弯曲，说明被测样品的对应位置上凸起．
(2)由λ′＝，
最小厚度d＝λ′
得d＝，
代入数据解得d＝ m＝1.0×10－7 m.
答案：(1)上凸　(2)1.0×10－7 m
10、解析：太阳能热水器是把太阳光能转化为内能的装置，玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，此镀膜为增透膜，是利用了光的干涉原理．
答案：内能　光的干涉
四、选择题
11、解析：(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光．
(2)偏振现象证明了光是一种横波．
(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度．若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确．
答案：见解析
12、
13、?C
14、BC
15、A
16、B
17、D
18、A
19、C
20、A
21、D
22、B
23、B
24、D
25、B
26、B
27、D
五、综合题
28、（1）D? （2）暗条纹;? 变宽
?????? （3）设拆射角为r，折射定律＝n;几何关系l＝2d tanr
?????? 解得?? d＝
六、实验,探究题
29、（1）0.15? 8.95；约5.87×10-7m
（2）C