适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练65

课时规范练65

基础对点练

1.(电磁波)(2023山东青岛模拟)我国在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”,这是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜,它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是(　　)

A.频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象

B.频率越高的电磁波在真空中的传播速度越大

C.在水中,紫外线的传播速度小于红外线的传播速度

D.红外线的显著作用是热效应,温度较低的物体不能辐射红外线

答案 C

解析 频率越高的电磁波,波长越短,越不容易发生明显的衍射现象,故A错误;电磁波在真空中的传播速度都一样,故B错误;紫外线的频率比红外线的频率大,则在水中,紫外线的折射率较大,根据v=可知,在水中紫外线的传播速度小于红外线的传播速度,故C正确;红外线的显著作用是热效应,任何温度的物体均可以辐射红外线,故D错误。

2.(光的衍射)(2023北京东城模拟)用如图甲所示的装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图乙所示,实验发现,光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围。下列说法正确的是(　　)

甲

乙

A.此实验说明了光沿直线传播

B.圆孔变小,衍射图样的范围反而变大

C.圆孔变小,中央亮斑和亮条纹的亮度变大

D.用不同波长的光做实验,衍射图样相同

答案 B

解析 圆孔衍射实验无法用光沿直线传播解释,该实验证明了光具有衍射的能力,说明光具有波动性,故A错误;圆孔变小,衍射现象更明显,衍射图样的范围变大,故B正确;圆孔变小,透光强度变小,中央亮斑和亮条纹的亮度变弱,故C错误;用不同波长的光做实验,衍射图样并不相同,因为波长越长,对同一圆孔而言,衍射现象越明显,故D错误。

3.(光的偏振)小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化。下列说法能够解释这一现象的是(　　)

A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用

B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用

C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用

D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用

答案 B

解析 光有强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光,而阳光本身是自然光,在反射时发生了偏振,当偏振片的方向与光的偏振方向平行时,通过的光最强,而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时,通过的光最弱,因此镜片起到检偏器的作用,B项正确。

4.(光的干涉)(2022山东枣庄二模)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜,观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像可能正确的是(　　)

答案 A

解析 从薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,其光程差为Δx=2d,即光程差为薄膜厚度的2倍,当光程差Δx=nλ(n=1,2,3,…)时此处表现为亮条纹,故相邻亮条纹之间的薄膜的厚度差为,相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大,则薄膜层的厚度变小,因条纹宽度先是保持不变,然后突然变宽,再保持不变,则厚度先以较大斜率均匀减小,然后突然再以较小的斜率均匀减小。故选A。

5.(光的干涉和光的衍射图样)用红光、蓝光分别做双缝干涉实验,用黄光、紫光分别做单缝衍射实验,得到的图样如图所示(黑色部分表示亮条纹)。则在下面的四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是(　　)

A.红、黄、蓝、紫 B.红、紫、蓝、黄

C.蓝、紫、红、黄 D.蓝、黄、红、紫

答案 B

解析 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,因此第一个和第三个是双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距Δx=可知,波长越大,Δx越大,因此第一个是红光,第三个是蓝光。单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越长,中间亮条纹越粗,因此第二个和第四个是单缝衍射图样,而第二个是紫光,第四个是黄光。综上所述,从左到右依次是红、紫、蓝、黄,故A、C、D错误,B正确。

6.(薄膜干涉)(多选)如图所示,在观察薄膜干涉现象时,把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜,在酒精灯火焰上撒食盐,用肥皂液膜观察灯焰的像,下列说法正确的是(　　)

A.在酒精灯上撒一些食盐,目的是使灯焰发出的光更亮

B.实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象

C.实验时应在另一侧透过液膜观察火焰,来观察薄膜干涉现象

D.用不同波长的光做这个实验,条纹的间距是不一样的

答案 BD

解析 在酒精灯的灯芯上撒一些食盐,灯焰就能发出明亮的黄光,所以目的是使灯焰能发出明亮的黄光,故A错误;当黄色的光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光,这两列光的频率相同,产生干涉现象,所以实验时应在酒精灯一侧来观察薄膜干涉现象,故B正确,C错误;发生薄膜干涉时,相邻两条亮条纹(或暗条纹)的间距与入射光在膜中的波长有关,所以用不同波长的光做这个实验,条纹的间距是不一样的,故D正确。

7.(双缝干涉)(多选)(2023山东青岛模拟)双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等,O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出波长为λ的光,经S1、S2出射后直接传播到O点时,在光屏上可观察到干涉条纹。现在S1处放置一厚度为10λ的玻璃片,经S1出射的光垂直穿过玻璃片传播到O点,玻璃对该光的折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。下列说法正确的是(　　)

A.O点处的条纹是亮条纹

B.O点处的条纹是暗条纹

C.O点处的条纹宽度不变

D.O点处的条纹宽度变小

答案 AC

解析 放入玻璃片之后,由于c=λf,v=λ'f,而n=,可知玻璃片内的波长变为λ'=,则光在玻璃片中传播的距离为波长的=15倍,射出玻璃片之后的传播与无玻璃片时的相同,故O点处的条纹仍然为亮条纹,A正确,B错误;根据Δx=,光通过玻璃片之后,波长又恢复成空气中的波长,可知条纹间距不变,C正确,D错误。

素养综合练

8.如图甲、乙所示,将一块平板玻璃ABCD放置在另一平板玻璃之上,在CD下夹入两张纸片,当光竖直向下射入后,从上往下看,下列说法正确的是(　　)

A.观察到的条纹如图丙所示

B.干涉条纹由空气薄膜上下两个表面反射的光线叠加而成

C.抽去一张纸片,干涉条纹变密

D.更换波长较长的光,重新观察,干涉条纹变密

答案 B

解析 任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等,故干涉条纹如图丁所示,A错误;劈尖干涉是由空气薄膜上下两个表面反射的光线叠加而成,B正确;抽去一张纸片后,空气薄膜的厚度变化范围减小,以致干涉时的光程差的变化范围减小,故条纹数减少,条纹变疏,C错误;同理,更换波长较长的光后,条纹数减少,条纹变疏,D错误。

9.(多选)煤矿中瓦斯爆炸危害极大。某同学查资料得知含有瓦斯的气体的折射率大于干净空气的折射率,于是,他设计了一种利用光的干涉监测矿井瓦斯的仪器,原理如图所示。在双缝前面放置两个完全相同的透明容器A、B,容器A与干净的空气相通,在容器B中通入矿井中的气体,观察屏上的干涉条纹,就能够监测瓦斯浓度。以下说法正确的是(　　)

A.如果屏的正中央仍是亮条纹,说明B中的气体与A中的空气成分相同,不含瓦斯

B.如果屏的正中央是暗条纹,说明B中的气体与A中的空气成分不相同,可能含有瓦斯

C.如果屏上干涉条纹不停地移动,说明B中的气体瓦斯含量不稳定

D.只有用单色光照射单缝时,才可能在屏上出现干涉条纹

答案 BC

解析 由于光经过两容器时折射率不同,光速不同,到达正中央的光程差可能是波长的整数倍,也可能是半波长的奇数倍,所以中央可能是亮条纹,也可能是暗条纹,故B中气体可能含有瓦斯,也可能没有,故A错误;如果屏的正中央是暗条纹,必有路程差,说明B中的气体与A中的气体成分不相同,可能含瓦斯,故B正确;如果屏上干涉条纹不停移动说明路程差不稳定,即B中的气体瓦斯含量不稳定,故C正确;无论用单色光还是白光照射单缝时,都能在屏上出现干涉条纹,故D错误。

10.(多选)如图所示,人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S,一点透射光都看不到,那么,下列说法正确的是(　　)

A.使A和B同时转过90°,仍然一点光都看不到

B.仅使B转过90°过程中,看到光先变亮后变暗

C.仅使B转过90°过程中,看到光逐渐变亮

D.仅使A转动时,始终看不到透射光

答案 AC

解析 原来人眼隔着B、A去看一只电灯泡S,无法看到透射光,说明两个偏振片正好相垂直,现在同时转依然看不到,A正确;两个偏振片正好相垂直,现在单使B转过90°过程中,看到光逐渐变亮,B错误,C正确;单使A转动时,渐渐看到透射光,D错误。