高考物理選修知識點鞏固練習光的衍射、偏振、色散、激光提高

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1、 【鞏固練習】 一、選擇題 1．(2014 泰安縣校級期末) 下列說法正確的是（ ） A. 偏振光可以是橫波，也可以是縱波 B. 激光不是一種人工產生的相干光，因此可對它進行調制來傳遞信息 C. 激光雷達能根據多普勒效應測出目標的運動速度，從而對目標進行跟蹤 D. 一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 2．如圖所示的四個圖形中哪個是著名的泊松亮斑的衍射圖樣( )． 3．如圖所示的四種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)．則在下面的四個圖中從左往右排列，亮條紋的顏

2、 色依次是( )． A．紅黃藍紫 B．紅紫藍黃 C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫 4．(2015 江蘇無錫市宜興市期中試題)下面是四種與光有關的事實: ①用光導纖維傳輸信號 ②用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度 ③一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶 ④水面上的油膜呈現(xiàn)彩色 其中,與光的干涉有關的是( ) A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③ 【思路點撥】光導纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號；檢查平面的平整度是利用薄膜干涉；色散是同種玻璃對不同的單色光的折射率不同造成的；水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是薄膜干涉。

3、 5．如圖所示，讓自然光照射到P、Q兩偏振片上，當P、Q兩偏振片的透振方向夾角為以下哪些度數時，透射光的強度最弱？( ) A．0° B．30° C．60° D．90° 6．水中同一深度排列著四個不同顏色的球．如果從水面上方垂直俯視各球，感覺最淺的是( )． A．紅球 B．黃球 C．綠球 D．紫球 7．（2015 福建卷）如圖，一束光經玻璃三棱鏡折射后分為兩束單色光a、b，波長分別為λa、λb,該玻璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb，。則 （ ） A. λa＜λb , na＞nb，

4、 B. λa＞λb , na＜nb， C . λa＜λb , na＜nb D. λa＞λb , na＞nb 8．如圖所示，在水中有一厚度不計的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束白光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出了發(fā)生了色散，射出的可見光分布在a點和b點之間，則( )． A．從a點射出的是紅光，從b點射出的是紫光 B．從a點射出的是紫光，從b點射出的是紅光 C．從a點和b點射出的都是紅光，從ab中點射出的是紫光 D．從a點和b點射出的都是紫光，從ab中點射出的是紅光

5、 9．如圖所示，一細束復色光從空氣中射到半球形玻璃體球心O點，經折射分為a、b兩束光，分別由P、Q兩點射出玻璃體．PP′、QQ′均與過O點的界面法線垂直．設光線a、b在玻璃體內穿行所用的時間分別為、，則等于( )． A．QQ′: PP′ B．PP′: QQ′ C．OP′: OQ′ D．OQ′: OP′ 16．如圖所示，a和b都是厚度均勻的平玻璃板，它們之間的夾角為，一細光束以入射角α從P0點射入，．已知此光束由紅光和藍光組成，則當光束透過b板后( )． A．傳播方向相對于入射光方向向左偏轉p角 B．傳播方向相對于入射光

6、方向向右偏轉p角 C．紅光在藍光的左邊 D．紅光在藍光的右邊 11．如圖所示，一束白色光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說法正確的是( )． A．紅光的偏折最大，紫光的偏折最小 B．紅光的偏折最小，紫光的偏折最大 C．玻璃對紅光的折射率比紫光大 D．玻璃中紫光的傳播速度比紅光大 12．如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置，P是附有肥皂膜的鐵絲圈，S是一點燃的酒精燈，往火焰上撒些鹽后，在肥皂膜上觀察到的干涉圖像應是圖中的( )． 13．激光發(fā)光功率為P，發(fā)出的激光在折射率為n的介質中波長為λ，c

7、表示光在真空中的速度，下列說法中正確的是( )． A．該光在真空中的波長為nλ B．該光在真空中的波長為天λ/n C．該光的頻率為c/λ D．該光的頻率為c/(從nλ) 14．關于激光的應用問題，下列說法中正確的是( )． A．光纖通信是應用激光平行度非常好的特點對信號進行調制，使其在光導纖維中進行傳遞信息 B．計算機內“磁頭”讀出光盤上記錄的信息是應用了激光有相干性的特點來進行的 C．醫(yī)學中用激光作“光刀”來切除腫瘤是應用了激光亮度高的特點 D．“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是應用了激光

8、亮度高的特點 二、填空題 15．霓虹是由空中的小水滴對日光的折射、色散、全反射的綜合效應所形成的．通?？煽吹絻傻拦尾蕩?，里面一道叫虹，比較明亮；外面一道叫霓，較為暗淡，如圖(a)所示． (1)虹是陽光在水滴內經二次折射、一次全反射形成的，如圖(b)所示，從內到外色序的排列是_______； (2)霓是陽光在水滴內經二次折射、二次全反射形成的，如圖(c)所示，從內到外色序的排列是_______． 16．某脈沖激光器耗電功率2×103 W，每秒輸出10個光脈沖，每個光脈沖輸出的時間為10－8 s，攜帶的能量為0.2 J，每個光脈沖的功率為________

9、W，該激光器將電能轉化為激光能量的效率為________． 三、解答題 17．一般認為激光器發(fā)出的是頻率為v的“單色光”，實際上它的頻率并不是真正單一的，激光頻率v是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是△v(也稱頻率寬度)，讓單色光照射到薄膜表面，一部分從前表面反射回來(這部分稱為甲光)，其余的進入薄膜內部，其中的一小部分從薄膜后表面反射回來，并從前表面射出(這部分稱為乙光)。甲、乙這兩部分光疊加而發(fā)生干涉，稱為薄膜干涉．乙光比甲光相比，要多在薄膜中傳播一小段時間△t．理論和實踐都證明，能觀察到明顯的干涉現(xiàn)象的條件是：△t的最大值△tm與△v的乘積近似等于1，即只有滿足，才會觀察到明顯的

10、穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象． 已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光v＝4.32×1014 Hz，它的頻率寬度△v＝8.0×109Hz．讓這束單色光由空氣斜射到折射率n＝的薄膜表面，射入時與薄膜表面成45°角，如圖所示． (1)求從O點射入薄膜中的光線的傳播方向及傳播速率． (2)估算在上圖所示的情景下，能觀察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm． 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】C 【解析】偏振光只可以是橫波，A錯誤；激光是一種人工產生的相干光，B錯誤；激光雷達能根據多普勒效應測出目標的運動速度，C正確；一切波都能明顯的衍射，但明顯的衍射需要條件，D錯誤；故選

11、C。 2．【答案】B 3．【答案】B 【解析】從題中圖樣可以看出從左數1、3為干涉圖樣，由可知，左數第一個為紅光的干涉圖樣，第3個為藍光的干涉圖樣，2、4為衍射圖樣，第4圖衍射明顯，故4應為黃光的衍射圖樣，故應選B項． 4．【答案】B 【解析】①、光導纖維是利用光的全反射的原理傳播光信號，①與光的干涉無關；②、檢查平面的平整度的原理是經過空氣層的前后兩面反射的光線在標準樣板的下表面疊加發(fā)生薄膜干涉形成干涉條紋，②與光的干涉有關；③、白光是復色光，而同一種玻璃對不同的單色光的折射率不同，雖然不同的單色光的入射角度相同但經玻璃折射后的出射角不同即發(fā)生了色散，③與光的干涉無關；④、光照在水

12、面上的油膜上光在油膜的上下兩個表面分別發(fā)生反射，兩列反射光在油膜的上表面發(fā)生薄膜干涉形成彩色干涉條紋，故④與光的干涉有關。故選B。 5．【答案】D 【提示】兩偏振片透振方向相同時透過的偏振光最強，兩偏振片透振方向垂直時幾乎沒有偏振光透過． 6．【答案】D 【解析】設球的實際深度為h，人感覺的深度為h′，根據視深公式可知，由于水對紫光的折射率最大，故紫球看起來最淺，故選D． 7．【答案】B 【解析】由圖知，三棱鏡對b光的折射率較大，又因為光的頻率越大，介質對光的折射率越大，所以na＞nb，故b光的頻率大于a光的頻率，再根據，所以b光的波長小于a光的波長，即λa＞λb，所以B正確，AC

13、D錯誤。 8．【答案】B 【解析】光從左邊界面入射后，發(fā)生折射現(xiàn)象，此時光從光密介質射向光疏介質，由于水對紫光的折射率比對紅光的大，所以在入射角相同的情況下，折射角不同，紫光的折射角大于紅光，故a為紫光，b為紅光． 9．【答案】A 10．【答案】D 【解析】光線通過玻璃板后，方向不變但發(fā)生側向位移，光頻率越高，折射率越大，側向位移越大．紅光頻率小于藍光，所以藍光側向位移大，第一次透過玻璃板a后紅光位于藍光右邊(如圖所示)，當光線射到b上時，由于，由幾何關系知光線從法線左側入射．側移情況與a相似，紅光仍在藍光右邊，且兩者間距加大，故選D． 11．【答案】B 12．【答案】D

14、 【解析】酒精燈發(fā)出的光在肥皂膜前后兩個表面上反射后疊加，形成干涉圖樣，兩列反射光疊加時的光程差與肥皂膜的厚度有關，相同厚度處光程差相同，而同一條明條紋(或暗條紋)上光程差也相同，肥皂膜豎起時同一水平線的膜厚度相同．故肥皂膜上的明(暗)條紋是一些水平的平行直線，即正確答案為D． 13．【答案】A、D 【解析】注意光從一種介質進入另一種介質時，頻率不會發(fā)生變化，對激光也是一樣．由于速度變化的原因，波長會相應變化，對同一頻率的光它在真空中的波長應大于在介質中的波長． 14．【答案】C 【解析】由激光的特點及應用可知光纖通信主要利用激光的相干性，A項錯誤．計算機內的“磁頭”讀出光盤上的信息

15、主要應用了激光的平行性好，B項錯誤．醫(yī)療中的激光“光刀”利用了激光的高亮度的特點，C項正確．激光測距利用激光的平行性好，D項錯誤． 二、填空題 15．【答案】(1)紫到紅 (2)紅到紫 【解析】根據光的折射現(xiàn)象和色散知，太陽光經過水滴的光路圖如圖所示．所以(1)問正確答案是紫到紅． 同理可分析(2)的正確答案是紅到紫． 16．【答案】2×107 0.1% 【解析】． ，， ，故η＝0.1%． 三、解答題 17．【答案】見解析 【解析】（1）設從O點射入薄膜中的光線的折射角為r，根據折射定律有， 所以折射角為．光在薄膜中的傳播速率． （2）光在薄膜中經過的路程，光通過薄膜所用時間，當△t取最大值△tm時，對應的薄膜厚度最大．又因為，所以，解出．