高考物理一轮复习课时作业62光的波动性（含解析）

光的波动性

一、选择题

1．(2018·陕西二模)(多选)关于机械波与电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关

B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象

C．机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大

D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度

E．机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向

答案　BDE

解析　A项，电磁波在真空中的传播速度都一样的，与电磁波的频率无关，故A项错误；

B项，电磁波都能发生衍射现象和偏振现象，故B项正确；

C项，简谐机械波在给定的介质中传播时，波传播速度与介质有关，与频率无关，故C项错误；

D项，依据v＝，且紫外线的折射率大于红外线，因此紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D项正确；

E项，机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向，如声波，故E项正确．

2．(2018·江苏二模)(多选)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是有(　　)

A．必须依靠介质传播 B．频率比厘米波的频率低

C．比可见光更容易产生衍射现象 D．遇到厘米波有可能产生干涉现象

答案　BC

解析　A项，无线电波不需要介质传播，故A项错误；

B项，根据f＝可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米频率低，故B项正确；

C项，无线电波的波长比可见光还长，因此更容易发生衍射现象，故C项正确；

D项，发生干涉现象必须是频率相同，由于两者频率不同，因此不能发生干涉现象，故D项错误．

3．(2018·广安模拟)根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：

①闻其声而不见其人

②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色

③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；

④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；

这些物理现象分别属于波的(　　)

A．折射、干涉、多普勒效率、偏振 B．干涉、衍射、偏振、多普勒效应

C．衍射、偏振、折射、多普勒效应 D．衍射、干涉、多普勒效应、偏振

答案　D

解析　①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；

②夏天里雷雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象；

③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；

④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感是利用光的偏振现象；

由以上分析可知A、B、C三项错误，D项正确．

4．(多选)在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是(　　)

A．将入射光由黄色换成绿色，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，衍射条纹间距变宽

D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽

答案　ACD

解析　当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；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，衍射条纹间距也会变宽．故A、C、D三项正确．

5．(2018·烟台模拟)(多选)关于光现象及其应用，下列说法中正确的是(　　)

A．用透明的标准样板和单色光检查工作平面的平整度利用了光的衍射

B．光导纤维包层的折射率小于内芯的折射率，是依据全反射原理工作的

C．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，主要应用的是光的衍射现象

D．水面上油膜、肥皂泡的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象

E．光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹

答案　BCD

解析　A项，用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，即空气薄膜的前后两个表面反射的光相干涉；故A项错误；

B项，在光导纤维束内传送图像是利用了光的全反射原理，光导纤维包层的折射率小于内芯的折射率，故B项正确；

C项，激光束越过细丝时产生的衍射条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化．故C项正确；

D项，水面上油膜、肥皂泡的彩色条纹是由于光的薄膜干涉而形成的现象．故D项正确；

E项，光的双缝干涉条纹是等间距的条纹．故E项错误．

6．(2018·江苏一模)(多选)如图所示的四种明暗相间条纹，是红光、紫光分别通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样和通过同一个单缝形成的衍射图样．图中黑色部分代表亮纹，下列四幅图中由红光形成的图样是(　　)

答案　AD

解析　A、C两项，双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故A、C是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距Δx＝λ可知波长λ越大，Δx越大，故A项是红光，C项是紫光．

B、D两项，单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故B项紫光单缝衍射图样；D项为红光单缝衍射图样．

7．(2018·河南模拟)(多选)通过如图1所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图2分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法中正确的有(　　)

A．光通过的可能是缝板上的单缝

B．A光的波长比B光的波长长

C．A光的频率比B光的频率大

D．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度

E．A光比B光更容易发生衍射现象

答案　BDE

解析　A项，从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，故A项错误；

B、C两项，由图样可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δx＝λ可知，A光的波长大于B光的波长，A光的频率小于B光的频率，故B项正确，C项错误；

D项，A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，故D项正确；

E项，由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，故E项正确．

8．(2018·杭州模拟)如图，设肥皂薄膜左侧为A面，右侧为B面，一束白光从肥皂薄膜左侧水平射入，正确的是(　　)

A．人从右侧向左看，可看到彩色干涉条纹在A面上

B．人从左侧向右看，可看到彩色干涉条纹在B面上

C．彩色干涉条纹竖直排列

D．彩色干涉条纹水平排列

答案　D

解析　A、B两项，前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，人从左侧向右看，可看到彩色干涉条纹在A面上．故A、B两项错误；

C、D两项，由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹．以出现亮条纹时，前后表面的反射光的路程差相同，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故C项错误，D项正确．

9.(2018·沈阳模拟)如图所示，把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖．让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是(　　)

A．干涉条纹的产生是由于光在上面玻璃板的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果

B．干涉条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果

C．将上玻璃板平行上移，条纹间距变窄

D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光一侧

答案　D

解析　A项，从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的．A项错误；

B项，条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果，故B项错误；

C项，当将上玻璃板平行上移，从空气膜的上下表面分别反射的两列光的路程差不变，条纹间距不变，C项错误；

D项，薄膜干涉条纹时，眼睛应从入射光的同一侧，故D项正确．

10．(2018·南阳模拟)拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两个窗口交替拍摄，两套图像交替地印在同一条电影胶片上．放映时用一台放映机，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，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

答案　B

解析　A项，由于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，两束光的偏振方向仍然垂直，所以偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向也相互垂直．故A项错误；

B项，若将偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向互换后，人的左右眼睛接受到的光线与正常的情况是相反的，所以不能正常观影．故B项正确；

C项，只用一只眼睛透过偏振眼镜观看，不能产生立体感．故C项错误；

D项，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，不能产生立体感．故D项错误．

11．(多选)奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．以下说法中正确的是(　　)

A．到达O处光的强度会明显减弱

B．到达O处光的强度不会明显减弱

C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于α

D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α

答案　ACD

解析　因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度；若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，A、C、D三项正确．

12．(2018·抚州模拟)有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014 Hz，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是(　　)

A．9.25×10－8 m　　　　　 B．1.85×10－7 m

C．1.23×10－7 m   D．6.18×10－8 m

答案　C

解析　为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1，2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的.紫外线在真空中的波长是λ＝＝3.7×10－7 m，在膜中的波长是λ′＝＝2.47×10－7 m，故膜的厚度至少是1.23×10－7 m，故C项正确，A、B、D三项错误．

13．(2017·江苏)(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有(　　)

A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢

C．地球上的人观测到地球上的钟较快 D．地球上的人观测到地球上的钟较慢

答案　AC

解析　飞船相对地球高速运动，所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢，而地球相对飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C两项正确；B、D两项错误．

14．如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为(　　)

A．电流表的示数变大，电压表的示数变小

B．电流表的示数变大，电压表的示数变大

C．电流表的示数变小，电压表的示数变大

D．电流表的示数变小，电压表的示数变小

答案　B

解析　光沿轴线照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，因此导致光敏电阻的阻值从小到大，则电路中总电阻增大，那么总电流减小，外电压则增大，因此电压表示数变大，而R1两端的电压变小，所以R2两端的电压在增大，故电流表示数变大，故B项正确，A、C、D三项错误．

二、非选择题

15．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.20 mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．

(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40 mm.利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝________m(保留2位有效数字)．

(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是________．

A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许

C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片

答案　(1)0.25　4.8×10－7　(2)D

解析　(1)图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：

0 mm＋0.05×5 mm＝0.25 mm，

A到B条纹间的距离为8.40 mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则：

Δx＝ mm＝1.68 mm

根据公式Δx＝λ得：λ＝＝ mm≈4.8×10－7 m.

(2)对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小．由公式λ＝，得：Δx＝λ.

A项，仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则Δx不变．故A项错误；B项，仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L与d都不变，则Δx不变．故B项错误；C项，仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉．故C项错误；D项，仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则Δx减小．故D项正确．