2023版高考物理总复习之加练半小时 第十四章 微专题86 光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波

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微专题86　光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波1．光的双缝干涉条纹间距Δx＝λ，增透膜最小厚度为光在介质中波长的四分之一.2.圆孔衍射和圆盘衍射图样的最明显区别在于中心的亮斑，前者的较大，后者的很小且有阴影包围． 1.某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象：平面镜水平放置，单色线光源S垂直于纸面放置，S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上，一部分通过平面镜反射后再射到光屏上，则(　　)A．光现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面垂直B．光现象为衍射现象，光屏上的条纹与镜面平行C．将光源沿竖直方向靠近平面镜，相邻亮条纹间距减小D．将光屏沿水平方向远离平面镜，相邻亮条纹间距增大答案　D解析　题目中的装置可等效为双缝干涉，则该现象为干涉现象，光屏上的条纹与镜面平行，所以A、B错误；根据双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，将光源沿竖直方向靠近平面镜，则d减小，所以相邻亮条纹间距增大，将光屏沿水平方向远离平面镜，则l增大，所以相邻亮条纹间距增大，则C错误，D正确．2．(多选)平凸透镜其中一个表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径，另一个表面是平面．如图甲所示，把一块平凸透镜压在一块平面玻璃上，让红光从上方射入，从上方观察平凸透镜，可以观察到图乙所示明暗相间的圆环状条纹，这就是牛顿环．以下说法正确的是(　　)A．圆环状条纹是由凸透镜的上、下表面反射光干涉形成的B．若仅改用绿光照射，则各处条纹间距将变窄C．若仅换用曲率半径更大的平凸透镜，则各处条纹间距将变宽D．若仅改用白光照射，则看到的是黑白相间的圆环状条纹答案　BC解析　环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，故A错误；绿光波长比红光波长短，若仅将红光改用绿光来照射，则条纹间距将变窄，故B正确；若仅换用曲率半径更大的凸透镜，则空气膜从内到外厚度的变化变缓，条纹间距变宽，故C正确；白光是复色光，若仅用白光照射，看到的是彩色的环状条纹，故D错误．3．若甲、乙两束单色光，经过同一单缝后的衍射图样如图甲、乙所示．则下列说法正确的是(　　)A．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度均变窄，条纹亮度也变暗B．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，条纹亮度也变亮C．在同一介质中传播，甲光比乙光的传播速度小D．甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是甲光答案　C解析　若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，因为通过的光变少，所以亮度变暗，A、B错误；甲、乙两束单色光，经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽，说明乙光波长较长，则在同一介质中乙光的折射率较小，根据v＝可知，甲光比乙光的传播速度小，C正确；乙光的折射率较小，根据sin C＝，所以乙光的临界角较大，则甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是乙光，D错误．4．某实验小组用自制狭缝观察光的干涉、衍射现象，在光屏上分别得到图乙、图丙两幅图样．关于P处放置的自制狭缝，下列说法正确的是(　　)A．乙对应双缝，丙对应单缝B．乙对应单缝，丙对应双缝C．都是单缝，乙对应的单缝较宽D．都是双缝，丙对应的双缝间距较大答案　A解析　双缝干涉图样是亮暗相间的等宽条纹，单缝衍射图样的中间是宽亮条纹，两侧是明暗交替的窄条纹，所以题图乙对应的是双缝干涉，题图丙对应的是单缝衍射．故选A.5．(多选)关于光的偏振现象，下列说法正确的是(　　)A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．光的偏振现象说明光是一种横波答案　BD解析　自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动，且各个方向振动的光波强度都相同，而偏振光在垂直于传播方向上沿某个方向振动，A错误；自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，但都是一定程度的偏振光，B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，C错误，D正确．6．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”.5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率.5G信号一般采用3.3×109～6×109 Hz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109～2.64×109 Hz，则(　　)A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快B．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站C．空间中的5G信号和4G信号相遇会产生干涉现象D．5G信号是横波，4G信号是纵波答案　B解析　任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，无线电波属于电磁波，故A错误；5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号更不易发生明显衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不会产生干涉现象，故C错误；电磁波均为横波，故5G信号和4G信号都是横波，故D错误．7．(多选)5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展5G网络.5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3～3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bits per second的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍．关于5G网络使用的无线电波相比4G网络，下列说法正确的是(　　)A．在真空中的传播速度更大B．在真空中的波长更长C．衍射的本领更弱D．频率更高，相同时间传递的信息量更大答案　CD解析　无线电波(电磁波)在真空中的传播速度与光速相同，保持不变，其速度与频率没有关系，故A错误；由公式c＝λf可知λ＝，频率变高，波长变短，衍射本领变弱，故B错误，C正确；无线电波(电磁波)频率越高，周期越小，相同时间内可传递的信息量越大，故D正确．8．(多选)下列说法正确的是(　　)A．自然光都是偏振光，光的偏振现象说明光是纵波B．两列相干波在产生稳定的干涉图样时，加强的区域质点的位移总是最大的C．有些光学镜头上涂有增透膜，增透膜的厚度是光在增透膜中波长的D．红光的频率低于紫光的频率答案　CD解析　自然光不是偏振光，光的偏振现象说明光是横波，所以A错误；在干涉加强的区域，只是振幅最大，位移不是总是最大的，所以B错误；增透膜的厚度是光在增透膜中波长的，两面的反射光恰好相消，所以C正确；频率从低到高，在可见光范围的排列顺序是从红到紫，红光的频率低于紫光的频率，所以D正确．9．下列说法中正确的是(　　)A．图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的，其中A是蜃楼B．图乙中平行光a、b经过三棱镜后交于M点，则在棱镜中a光的速度比b光的速度大C．图丙中仅将红光换成绿光，则O点上方第一条亮纹的位置P点将下移D．图丁中P是偏振片，Q是光屏，白炽灯照射P时，缓慢转动P，光屏Q上亮度发生变化，说明光波是横波答案　C解析　海市蜃楼是因为海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小发生全反射而形成的，所以A错误；由题图乙可知a光的折射率较大，由v＝可得在棱镜中a光的波速比b光的波速小，所以B错误；根据条纹的间距公式Δx＝λ知，绿光的波长比红光短，所以绿光的相邻亮条纹间距比红光小，所以绿光的第一条亮条纹到O点的距离变小，所以P点会下移，故C正确；自然光穿过偏振片P后，转动P，光屏上亮度不变，故D错误．