宁阳第四中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：光的干涉 衍射 偏振 单元测评（含解析）

光的干涉衍射偏振
1．下列说法正确的是（　　）
A．超声测速是利用了波的干涉现象
B．“不见其人，先闻其声”是波的衍射现象
C．光导纤维的外套折射率比内芯折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
2．某同学用单色光做双缝干涉实验时，观察到在条纹如甲图所示，改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．他改变的实验条件可能是
A．减小了单色光的波长 B．减小了双缝之间的距离
C．减小了光源到单缝的距离 D．减小了双缝到光屏之间的距离
3．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于( )
A．光的干涉、色散和衍射现象
B．光的干涉、衍射和色散现象
C．光的衍射、色散和干涉现象
D．光的衍射、干涉和色散现象
4．拍摄立体电影时用一台摄影机,让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄,两套图像交替地印在同一条电影胶片上．放映时日用一台放映机,通过左右两个窗口,把两套图像交替地映在银幕上．在每个放映窗口前安装一块偏振片,两个窗口射出的光,通过偏振片后成了偏振光．左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直．这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里,偏振方向不变．观众用偏振眼镜观看时,左眼只看到左窗口映出的画面,右眼只看到右窗口映出的画面,这样就会像直接观看物体那样产生立体感．下列说法正确的是（ ）
A．偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向应保持一致
B．偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向互换后不能正常观影
C．只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感,但是亮度减弱
D．把放映窗口的两个偏振片偏振方向改为相互平行,把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行,并使两者偏振方向一致,也可以正常观影
5．下列说法中正确的是
A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象
B．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象
C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
6．下列说法中正确的是
A．白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的全反射现象
B．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉
C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象
7．下面是四种与光有关的事实：
①网络提速用光导纤维传递信息
②下雨后日出，水面上的油膜呈现彩色
③作光学实验时一束白光通过三棱镜形成彩色光带
④工业生产时，用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
其中，与光的干涉有关的是（　　）
A．①④ B．①③
C．②④ D．②③
8．在双缝干涉实验中，保持狭缝间的距离及狭缝与屏的距离都不变，用不同的色光照射，则（ ）．
A．红光的干涉条纹间距最大
B．紫光的干涉条纹间距最大
C．红光与紫光的干涉条纹间距一样大
D．用白光照射时会产生白色干涉条纹
9．在用单色光做双缝干涉实验中，屏中央(到两缝距离相等处)是亮条纹，称为第零级亮条纹，紧靠中央亮纹的暗纹称为第一级暗纹，以此类推，那么(　　)
A．第二级暗纹到两缝距离差为波长的1.5倍 B．第二级亮纹到两缝距离差为波长的1倍
C．第三级暗纹到两缝距离之差为波长的3.5倍 D．第三级亮纹到两缝距离差为波长的3倍
10．以下说法中正确的是_________
A．光导纤维是应用了光的全反射
B．电子表的液晶显示是利用了光的偏振现象
C．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的折射现象
D．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的
E.电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，但不会发生多普勒效应
11．下列说法错误的是
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
C．两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，质点P的位移始终最大
D．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象
E.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
12．下列说法中正确的是
A．振动图象和波的图象中，横坐标所反映的的物理意义是不同的
B．发生干涉现象时，介质中振动加强的点，振动能量最大，减弱点振动能量可能为零
C．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
D．超声波比次声波更容易发生行射
E.在地球表面上走得很准的摆钟搬到月球表面上，其摆动周期变大
13．下面关于电磁波的表述正确的是
A．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
B．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
C．在同一介质中，电磁波的频率越高，传播的速度越大
D．双缝干涉实验中，双缝之间的距离越大，干涉条纹越窄
E.电磁波由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失
14．关于下列光学现象,说法正确的是（ ）
A．在水中蓝光的传播速度比红光大
B．有时照相机前放置偏振片,这是为了使更多的光线透过镜头
C．在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深
D．通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
15．下列有关光的现象，解释正确的是（ ）
A．阳光下的肥皂泡有彩色花纹是光的干涉现象 B．光照射障碍物出现影子轮廓模糊是光沿直线传播现象
C． “光纤通信”是利用了光的干涉的原理 D．用3D眼镜观看3D电影利用了光的偏振
16．两束平行的单色光a、b射向长方形玻璃砖，光从上面入射，恰从下表面重叠射出，如图所示，比较两束单色光，则下列说法正确的是______________．
A．玻璃对a光的折射率比对b光的小
B．在玻璃中，a光的传播速度比b光的大
C．在玻璃砖的下表面上，a光可能发生全反射
D．a、b光的波长均大于紫外线的波长，在真空中的速度均等于紫外线的传播速度
E.a光与b光可能发生干涉
17．用双缝干涉测光的波长实验中，用频率为f的红光垂直照射狭缝，观察到了干涉条纹．设光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．实验中若将入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽
B．如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变宽
C．在光屏的P点出现第3条暗条纹，则P点到双缝S1S2的距离之差为
D．用白光做实验时，偏离中央亮条纹较远的是红光
18．氢原子从n＝6跃迁到n＝2能级时辐射出频率为的光子，从n＝5跃迁到n＝2能级时辐射出频率为的光子．下列说法正确的是(　　)
A．频率为的光子的频率较大
B．频率为的光子的能量较大
C．做双缝干涉实验时，频率为的光产生的条纹间距较大
D．做光电效实验时，频率为的光产生的光电子的最大初动能较大
19．双缝干涉实验装置如图所示．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和滤光片E等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量光的波长．
(1)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，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、______ 、A；
(2)若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm，双缝间距d=0. 30 mm，双缝到屏的距离1=1. 000 m，则对应的光波波长= ______ m；（计算结果保留两位有效数字）
(3)若分别用红、绿两束单色光做该实验，在距双缝相同距离的屏上分别得到右图所示的干涉图样，由图样可判定______（填“甲”或“乙”）是由红光得到的图样．
20．某单色光波长为8 000?
(1)用该单色光照射双缝，两个狭缝相距0.4 mm，位于离屏60 cm处，求光屏上两条相邻暗条纹间的距离是△x多少？
(2)为了某种特殊的摄影，需要镜头能很好地通过这种波长的光，可以在摄影机的镜头上镀一种膜，已知这种膜的折射率为n=,求镀膜的最小厚度d(1 ?＝10－10 m)
参考答案
1．B
【解析】
使用的测速仪是超声波多普勒效应的应用，A错误；不见其人，先闻其声”是波的衍射现象，B正确；光导纤维丝，是利用光的全反射现象，由全反射条件，可知，则其的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，C错误；光的偏振现象说明光是一种横波，D错误．
2．B
【解析】
【详解】
A．条纹间距与光源到单缝的距离无关，故选项A错误．
BCD．通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度干涉有：，因此可以使缝屏距l变大，双缝距d减小，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项C、D错误；选项B正确；
故选B．
3．A
【解析】
太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这是薄膜干涉；瀑布在阳光下呈现的彩虹，这是色散；过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这是单缝衍射．
4．B
【解析】
A.由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，故A错误；
B.由于左眼只能看到左窗口映出的画面（比如左窗偏振光水平，左眼镜片偏振方向水平）；右眼只能看到右窗口映出的画面（比如右窗偏振光竖直，右眼镜片偏振方向竖直）．如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振片，无法正常观影，故B正确；
C.人眼接受到的两个偏振方向不同偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，所以只用一只眼睛透过偏振眼镜不能产生立体感，故C错误；
D.根据上分析可知，若两个偏振片偏振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行，只能接受到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，故D错误。
故选B．
5．D
【解析】
A. 白光通过三棱镜后呈现彩色光带是由于不同颜色的光折射率不同，相同的入射角经过折射后折射角不同，故A错误；
B. 表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故B错误；
C. 门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，故C错误；
D. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，故D正确．
故选D.
6．B
【解析】白光通过三棱镜后呈现彩色光带是光的色散现象，选项A错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，选项B正确；门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，选项C错误；照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，选项D错误；故选B.
7．C
【解析】
光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，所以①与光的干涉无关；光照射在水面上的油膜上，光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，所以②与光的干涉有关；白光是复色光，同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，不同的单色光的入射角相同经玻璃折射后的出射角不同，发生了色散，所以③是折射的结果与光的干涉无关；检查平面的平整度的原理是经过空气层的前后两表面反射的光线在标准样板的下表面叠加发生薄膜干涉形成干涉条纹，所以④与光的干涉有关。
综上，与光的干涉有关的是②④，故C项正确，ABD三项错误。
8．A
【解析】
【详解】
ABC．根据条纹间距公式，当狭缝间的距离d和狭缝到屏的距离l都不变时，因为红光的波长比紫光的波长大，所以红光干涉条纹的间距大，故A正确，B、C错误；
D．用白光做双缝干涉实验时，会出现色散现象，光屏上会出现彩色条纹．D错误．
故选A
9．AD
【解析】
假设光屏的中心点P，当双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，因屏中央(到两缝距离相等处)是亮条纹，称为第零级亮条纹，故第二级亮纹到两缝距离差为波长的2倍，第三级亮纹到两缝距离差为波长的3倍，故B错误，D正确；当双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹，因紧靠中央亮纹的暗纹称为第一级暗纹，即，为波长的0.5倍，故第二级暗纹到两缝距离差为，即波长的1.5倍，第三级暗纹到两缝距离之差为，即波长2.5倍，故A正确，C错误；故选AD．
【点睛】解决本题的关键掌握双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，距离之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹．
10．ABD
【解析】
A．光导纤维是应用了光的全反射，选项A正确；
B．电子表的液晶显示是利用了光的偏振现象，选项B正确；
C．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象，选项C错误；
D．遥控器是利用发出红外线，波长较长，来变换頻道的，故D正确；
E．电磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，也会发生多普勒效应，选项E错误；故选ABD.
11．CDE
【解析】
【详解】
A、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故A不符合题意；
B、在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，因红光的波长大于绿光，根据可知，干涉条纹间距变宽，故B不符合题意；
C、两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则P点的振动是加强的，振幅最大，但P的位移不是始终最大，故C符合题意；
D、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故 D符合题意；
E、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射造成的色散现象，故E符合题意；
12．ABE
【解析】
【详解】
A、振动图象和波的图象中，横坐标所反映的的物理意义是不同的，振动图象横轴是表示时间，而波动图象是表示各质点平衡位置，故A正确；
B、发生干涉现象时，介质中振动加强的点，振幅最大，振动能量最大，减弱点振幅可能为零，其振动能量可能为零，选项B正确；
C、多普勒效应中，实际上波源的频率并没有改变，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，故C错误；
D、因频率高，波长小，则次声波的波长比超声波的波长长，因此次声波更容易发生衍射，故D错误；
E、地球表面上走得很准的摆钟搬到月球表面上，根据周期公式
T=2π
可知，其重力加速度减小，那么其摆动周期变大，故E正确。
13．ADE
【解析】
【详解】
A．水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，选项A正确；
B．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；
C．在同一介质中，电磁波的频率越高，折射率越大，根据v=c/n可知，传播的速度越小，选项C错误；
D．双缝干涉实验中，根据可知，双缝之间的距离d越大，干涉条纹越窄，选项D正确；
E．根据电磁波产生的机制可知，电磁波由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失，选项E正确；
故选ADE.
14．CD
【解析】
蓝光的频率大于红光的频率，故水对蓝光的折射率大于对红光的折射率，根据可知在水中蓝光的传播速度比红光小，A错误；在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使图象清晰，B错误；在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，C正确；通过手指间的缝隙观察日光灯，发生光的衍射，可以看到彩色条纹，D正确．
15．AD
【解析】
A、太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，A正确；B、光照射遮挡物形成的影轮廓模糊，是由于光的衍射造成的．故B正确．C、光纤通信利用了光的全反射原理，故C错误；D、戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是利用光的偏振现象，在两只眼睛中产生的视觉差，则D正确．故选ABD.
【点睛】明确光的干涉、衍射及全反射等的现象，并会用所学的物理规律去解释相关现象．
16．ABD
【解析】
【详解】
A.由图知，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则知玻璃对a光的折射率比对b光的小，故A正确；
B.由公式分析知，在玻璃中，a光的传播速度比b光的传播速度大，B正确；
C.根据几何知识知，光线射到玻璃砖的下表面时入射角等于上表面的折射角，由光路可逆性原理可知，a光一定能从下表面射出，不可能发生全反射．故C错误．
D.a、b光的波长均大于紫外线的波长，但在真空中的速度均等于紫外线的传播速度，都是c，故D正确．
E.a、b光的折射率不同，则频率不同，不可能发生干涉，故E错误．故
选ABD．
【点睛】
根据光线的偏折程度判断折射率的大小，由分析光在玻璃中传播速度的大小，根据光路可逆性分析a光在玻璃砖的下表面上能否发生全反射．发生干涉的条件是两束光的频率相同．
17．CD
【解析】
【详解】
A．将入射光由红光换成紫光，则波长变小，根据双缝干涉条纹的间距公式知，亮条纹间距变小，A错误；
B．将双缝的间距变大，根据双缝干涉条纹的间距公式知，亮条纹间距变小，B错误；
C．双缝到光屏上P点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹距离之差为，C正确；
D．由于干涉实验中，根据双缝干涉条纹的间距公式知，条纹间距与光波长成正比，而红光波长最大，故偏离中央明条纹最远的是红光，D正确。
故选CD
【点睛】
根据双缝干涉条纹的间距公式判断条纹间距的变化．
18．ABD
【解析】
氢原子从n=6的能级跃迁到n=2的能级的能级差大于从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的能极差，根据Em-En=hγ，知，频率为v1的光子的能量大于频率为v2的光子的能量，频率为v1的光子大于频率为v2的光子，故AB正确；频率为v1的光子大于频率为v2的光子，所以频率为v1的光子的波长小，由干涉条纹间距公式△x=λ，频率为v1的光的波长小，产生的条纹间距较小，故C错误；做光电效应实验时，由光电效应方程，Ekm=hγ-W，频率越高的，光电子的最大初动能增大，因此频率为v1的光产生的光电子的最大初动能较大，故D正确；故选ABD．
点睛：解决本题的突破口是比较出频率为v1和频率为v2的能量的大小，然后又个公式得出频率大小，以及波长大小关系，并掌握干涉条纹间距公式，理解光电效应方程的应用．
19．EDB 6.9×10-7 甲
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为获取单色线光的双缝干涉图样，白光光源后先放滤光片，再放单缝、双缝，最后放毛玻璃片．故答案为EDB．
(2) 若实验测得第一条亮纹到第四条亮纹中心间的距离△x=6.930 mm，则，整理得：
(3)红光波长比绿光波长长，在距双缝相同距离的屏上得到红光干涉图样的相邻亮条纹间距大，则图甲是由红光得到的图样．
20．(1)1.2 mm (2) 1500 ?
【解析】(1)光屏上两条相邻暗条纹间的距离是△x:
△x===1.210-3m=1.2mm
(2)设单色光膜中的波长为，则
==6000 ?
要很好地通过这种波长的光，须前后两次反射光应为振动削弱，即光的路程差为半波长，即
s=2d=/2
d=/4=1500 ?
点睛：根据双缝干涉条纹宽度公式计算即可；要很好地通过这种波长的光，须前后两次反射光的振动相互削弱，即薄膜厚度为光波长的四分之一。