广东省2017届高考物理一轮复习模拟试题：光的波动性 Word版含解析

光的波动性
一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．在杨氏双缝干涉实验中如果( )
A ．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B ．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C ．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D ．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
解析：用白光作杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A 错；用红光作光源，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B 对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C 错；紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D 错． 答案：B
2．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 ．双缝干涉说明光具有粒子性
C ．光在同种均匀介质中沿直线传播
D ．光的偏振现象说明光是纵波
解析：由折射率公式n ＝c
v ＞1可得选项A 错误；干涉、衍射是波所特有的现象，所以选项B 错误；由常识得选项C 正确；光的偏振现象说明光是横波，故选项D 错误． 答案：C
3．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 ．光纤通信应用了光的全反射原理
D ．光的偏振现象说明光是一种纵波
解析：太阳光照射下的油膜出现的彩色花纹是从油膜上下两个表面反射出来的光线干涉的结果，不是色散，故A 项错误；在双缝干涉实验中，得到的条纹间距Δx ＝L
d λ，若仅将
入射光由绿光改为红光，光的波长λ变大，则条纹间距Δx 变宽，故B 项错误；光纤通信
是利用全反射来传递光信号的，故C 项正确；光波是电磁波，是横波，故D 项错误． 答案：C
4在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )
A ．a 、c
B ．b 、c
C ．a 、d
D ．b 、d
解析：选D.a 图是双缝干涉图样，b 图是单缝衍射图样，c 图是小孔衍射图样，d 图是单缝衍射图样，故D 正确．
5．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得
的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔Δt 的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt 、双缝到屏之距离l 以及相邻两条亮纹间距Δx ，若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( ) A ．v ＝λΔx l Δt
B ．v ＝lλ
Δx Δt
C ．v ＝l Δx
λΔt
D ．v ＝l Δt
λΔx
解析：由题意知双缝间距d ＝v Δt ，双缝干涉中相邻两亮纹(或暗纹)间距Δx 与双缝到屏的距离l 及双缝间距d 、波长λ的关系为Δx ＝l d λ，由以上两式得v ＝lλ
Δx ·Δt .
答案：B
6．如图所示，在双缝干涉实验中，若把单缝S 从双缝S 1、S 2的中央对称轴位置处稍微向上
移动一些，则( )
A ．不再产生干涉条纹
B ．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置不变
C ．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置略上移
D ．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置略下移
解析：因为从S 1、S 2发出的光频率相同，因而仍可发生干涉现象，P 上仍可产生干涉条纹，由于S 上移，从S 发出的光到S 1、S 2时由于光程不同，因而在光屏上发生干涉时情况也会相应有所改变，即中央亮纹位置将向下移，故选D. 答案：D
7．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃酒精灯(在
灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈，将
金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是()
A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D．干涉条纹保持原来状态不变
解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D对．
答案：D
8．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同，则()
A．这是利用光的干涉现象
B．这是利用光的偏振现象
C．如果屏上条纹宽度，表明抽制的丝粗了
D．如果屏上条纹变宽、表明抽制的丝细了
解析：由于是激光束越过细丝，通过障碍物，所以为光的衍射现象，当抽制的丝细了的时候，丝的直径较接近激光的波长，衍射现象明显．
答案：D
9．在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是()
A．将入射光由绿色换成黄色，衍射条纹间距变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
解析：当光通过单缝发生衍射时，衍射现象明显与否、光屏上条纹宽度及亮度与入射光的波长、缝宽及缝到屏的距离有关．
当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，即光偏离直线传播的路径越远；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽． 答案：D
10．双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后、投射到具有双
缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹，屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是( ) A ．O 点是红光的暗条纹 B ．O 点不是蓝光的亮条纹
C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方
D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方
解析：O 点处光程度为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，故A 、B 错；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δy ＝l
d λ可知，C 正确．
答案：C
二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，
有数值计算的要注明单位)
11．(15分)用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2
m 处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm. (1)求这种单色光的波长．
(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少？
解析：(1)根据公式Δx ＝l d λ，得λ＝d
l Δx
由题意知Δx ＝x n －1＝7.55－1×10－
3 m
l ＝1.2 m ，d ＝0.25×10－
3 m
所以λ＝d
l Δx ＝0.25×10－
3×7.5×10－
31.2×4
m
＝3.9×10－
7 m
(2)根据公式n ＝c v ，c ＝λf ，v ＝λ′f 知n ＝λ
λ′
λ′＝λn ＝3.9×10－
7
1.3
m ＝3.0×10－
7 m
故增透膜厚度 d ＝14
λ′＝7.5×10－
8 m. 答案：(1)3.9×10－
7m (2)7.5×10－
8m
12．(15分)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 ，求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Δy 、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Δy 、d 、L 、λ的关系，可计算条纹间距．
由Δy ＝L
d
λ可以得出红光的波长为
λ＝d L Δy ＝0.1×10－
3×3.8×10－
26.0
m ≈6.3×10－
7m 激光器发出的红光的波长是6.3×10－
7m.
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′.
λ′＝λn ＝6.3×10－
7
×34
m ≈4.7×10－
7m.
这时屏上条纹的间距是：
Δy ′＝L d λ′＝6.0×4.7×10－
70.1×10
－3
m ≈2.8×10－
2m 答案：6.3×10－7 m 2.8×10－2
m。