2020高考物理月刊專版 專題11 光學綜合 專家預測4

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1、2020高考物理月刊專版 1.如圖所示的4個圖形中，哪個是著名的泊松亮斑的衍射圖樣() 答案：B 2.在雙縫干涉實驗中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時（） A.只有紅光和綠光的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B.紅光和綠光的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在 C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上無任何光亮 解析：由題意可知，從一條縫透出的光是紅光，另一條縫透出的光是綠光.由于紅光和綠光的頻率不同，不是相干光，不能發(fā)生干涉

2、，但都能產(chǎn)生單縫衍射現(xiàn)象，屏上仍有紅光和綠光各自的衍射條紋疊加后的光亮.綜上分析可知，選項C正確. 答案：C 3.一些高層建筑物外墻使用的幕墻玻璃，白天在外面的人看不清室內(nèi)的物體，而室內(nèi)的人卻能較清楚地看見外面的景物，其原因是() A.在玻璃的外表面涂有增透膜 B.在玻璃的外表面涂有高反膜（即對光的反射率大于透射率的物質(zhì)） C.在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物質(zhì) D.在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜 解析：高反膜原理與增透膜原理相反，即從玻璃前后表面反射出來的光疊加增強，則根據(jù)能量守恒定律可知，透射光必減弱，所以在玻璃外面涂有高反射膜時，外面的人看不清室內(nèi)物體，而室內(nèi)的人卻能

3、清楚地看到外面的景物. 答案：B 4.如圖所示，讓自然光照到P、Q兩偏振片上，當P、Q兩偏振片的透射光偏振方向間的夾角為以下哪些度數(shù)時，透射光的強度最弱（） A.0° B.30° C.60° D.90° 答案：D 5.2020年5月12日14時28分，我國四川省汶川發(fā)生了里氏8.0級特大地震，在這次救援行動中，生命探測儀的使用大大提高了找尋廢墟下被壓埋人員的速度和準確性，常見的生命探測儀有光學生命探測儀，聲波、振動生命探測儀，紅外熱像生命探測儀，雷達生命探測儀等.光學生命探測儀可以通過廢墟堆積層中的空隙或?qū)Ｓ勉@機鉆孔，伸入被困人員附近，確定其位置

4、和生存狀態(tài)；聲波、振動生命探測儀是通過被困人員呻吟、呼喊、爬動、敲打等發(fā)出音頻、聲波或振動波，被高敏感度的傳感器探頭接收、過濾、放大，向救援人員提供被困者的生命信息.紅外熱像生命探測儀不受限于工作環(huán)境照度，不需要附加照明光源，可在地震的濃煙、大火及黑暗等環(huán)境中搜索生命.雷達生命探測儀通過特殊的雷達發(fā)射微波，接收反射波后檢測是否有人體生命活動所引起的各種微動.通過以上信息可知下列選項正確的是() A.光學生命探測儀是利用光反射進行生命探測的儀器 B.聲波、振動生命探測儀尋找生命靠的是識別被困者發(fā)出的聲音 C.紅外熱像生命探測儀是利用人體能不斷地產(chǎn)生紅外輻射 D.雷達生命探測儀的探測距離長

5、，且能穿透實體磚墻 答案：ABCD 課時作業(yè)四十六光的本性 1.在楊氏雙縫干涉實驗中，如果() A.用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B.用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C.用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 D.用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 解析:白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯；B為紅光的雙縫干涉，圖樣為紅黑相間，故B正確；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉圖樣，C錯；遮柱一條狹縫時，紫光將發(fā)生單縫衍射，形成衍射圖樣，D正確. 答案:BD 2.下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是() A.在光的雙縫

6、干涉實驗中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大 B.以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射 C.紫光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時也一定有電子向外發(fā)射 D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強度 解析:在雙縫干涉實驗中，條紋間距d與入射光波長成正比，所以入射光由紫光改為紅光時波長增長，條紋間距d變大，A項正確.全反射中的臨界角為C，由sinC=可知，折射率越大，臨界角越小，即紫光的臨界角小于紅光的臨界角，所以紫光能發(fā)生全反射時，紅光不一定能發(fā)生全反射，則B錯誤.金屬的逸出功一定，由hν=W+Ek，紫光

7、能使金屬發(fā)生光電效應，而紅光頻率低不一定能使金屬發(fā)生光電效應，所以C錯誤.在鏡頭前加裝偏振片是為減弱玻璃反射的光對拍攝的負面影響，所以D錯誤. 答案:A 3.用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象.圖（a）是點燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈.將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是() A.當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° B.當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° C.當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° D.干涉條紋保持原來狀態(tài)不變 解析:金屬絲圈在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)時，楔形薄膜形狀

8、各處厚度形狀幾乎不變.因此，形成的干涉條紋保持原狀態(tài)不變，D正確，ABC錯誤. 答案:D 4.光熱轉(zhuǎn)換是將太陽能轉(zhuǎn)換成其他物質(zhì)內(nèi)能的過程，太陽能熱水器就是一種光熱轉(zhuǎn)換裝置，它的主要器件是真空玻璃管，這些玻璃管可將太陽能轉(zhuǎn)換成水的內(nèi)能，真空玻璃管表面采用鍍膜技術(shù)增加透射性，使盡可能多的太陽能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，這種鍍膜技術(shù)的物理依據(jù)是（） A.光的衍射 B.光的粒子性 C.光的干涉 D.光的直線傳播 答案：C 5.夜晚，汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車的司機照射的睜不開眼晴，影響行車安全，若將汽車前窗玻璃和前燈玻璃都改用偏振玻璃，使雙方司機都看不見對方車燈發(fā)出的炫目燈光，但能看清自

9、己車燈發(fā)出的光所照亮的物體.所以汽車前窗玻璃、前燈玻璃的透振方向應該是（） A.前窗玻璃的透振方向是豎直的,前燈玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是豎直的,前燈玻璃的透振方向是豎直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,前燈玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃的透振方向和前燈玻璃的透振方向都是斜向右上45° 解析:汽車前燈采用偏振玻璃后，從中發(fā)出的是偏振光，要使司機能看清自己的車燈所照亮的物體（使物體反射的車燈光最大限度地透過前窗玻璃），應使自己前窗玻璃的偏振方向與車燈發(fā)出的光的偏振方向一致.另外,應使對方車燈光的偏振方向恰好和自己車前窗玻璃的偏振方向垂直,使

10、得對方車燈射過來的燈光幾乎不能透過,防止了司機炫目情況的發(fā)生,而A、C選項會造成司機看不到被自己的車燈照亮的物體，B選項會使對方司機看到自己的車燈射出的燈光，影響行車安全.所以A、B、C是錯誤的，只有D正確. 答案：D 6.如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平的裝置.a為標準樣板，b為待測厚玻璃板，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個表面反射的光線疊加而成的( ) A.a的上表面和b的下表面 B.a的上、下表面 C.a的下表面和b的上表面 D.b的上、下表面 解析:本題是薄膜干涉的應用.本題易錯選項是D.錯選D是理解為檢查

11、的樣品是b，故干涉是發(fā)生在b的上、下表面. 答案:C 7.如圖，P是一偏振片，P的透振方向（用帶有箭頭的實線表示）為豎直方向，下列四種入射光束中，哪幾種照射P時能在P的另一側(cè)觀察到透射光() A.太陽光 B.沿豎直方向振動的光 C.沿水平方向振動的光 D.沿與豎直方向成45°角振動的光 8.為了觀察到納米級的微小結(jié)構(gòu)，需要用到分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡.有關(guān)電子顯微鏡的下列說法中正確的是() A.它是利用電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射 B.它是利用電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此不容易發(fā)生明顯衍射 C.它是利用電子物質(zhì)波的波長比可見光短，因此更容

12、易發(fā)生明顯衍射 D.它是利用電子物質(zhì)波的波長比可見光長，因此更容易發(fā)生明顯衍射 解析:為了觀察納米級的微小結(jié)構(gòu)，用光學顯微境是不可能的.因為可見光的波長數(shù)量級是10-7m，遠大于納米，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此不能精確聚焦.如果用很高的電壓使電子加速，使它具有很大的動量，其物質(zhì)波的波長就會很短，衍射的影響就小多了.因此本題應選A. 答案:A 9.如圖所示，為雙縫干涉實驗裝置，使用波長為600 nm的橙光照射，在光屏中心P點呈現(xiàn)亮條紋，在P點上方的P1點到S1，S2的路程恰為λ.現(xiàn)改用波長為400nm的紫光照射，則P點處為______條紋，P1點處為__________條紋. 解析

13、:P點到S1，S2的路程差為0，所以P為亮紋，而P1點到S1，S2的路程差為600nm,λ′=400 nm，Δx=600 nm=λ′，即P1點為暗紋. 答案:亮 暗 10.1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì).1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實驗）. （1）洛埃鏡實驗的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡. 試用平面鏡成像作圖法畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域. (2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋.寫出相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離Δx的

14、表達式. 答案:（1）如圖所示 (2) 點評：本題考查了平面鏡成像，光路圖以及光的干涉規(guī)律.并能夠根據(jù)題意分析出該題的本質(zhì)是雙縫干涉. 11.若已知兩狹縫間距為1mm，雙縫到屏的距離為200cm，屏上得到的干涉圖樣如圖所示，請根據(jù)圖中的測量數(shù)據(jù)，求出該單色光的波長和頻率. 解析:由圖可知 Δx=cm=0.1cm Δx=λ. λ==5×10-7m f=Hz=6×1014Hz 答案：λ=5×10-7m f=6×1014Hz 點評:根據(jù)雙縫干涉條紋特點和決定條紋間距的因素分析討論.再根據(jù)圖中的測量結(jié)果，可求出相鄰亮紋間距Δx;由Δx=λ,f=，然后求出λ及f. 12.為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失，可在透鏡表面涂上一層增透膜，一般用折射率為1.38的氟化鎂，為了使波長為5.52×10-7m的綠光在垂直表面入射時使反射光干涉相消，求所涂的這種增透膜的厚度. 若綠光在真空中波長為λ0，在增透膜中的波長為λ,由折射率與光速的關(guān)系和光速與波長及頻率的關(guān)系得：