第五章 光的波动性 章末检测试卷（含答案）

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1、章末检测试卷章末检测试卷(第五章第五章) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分.19 题为单项选择题，1012 题为多项 选择题.全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不选的得 0 分.) 1.(2018 厦门一中高二下学期期中)我国南宋时的程大昌在其所著的 演繁露 中叙述道： “凡 风雨初霁(霁 j ，雨后转晴)，或露之未晞(晞 xi，干)，其余点缀于草木枝叶之末，日光入之， 五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于水，而非雨露有所五色也.”这段文字记叙的是光 的何种现象( ) A.反射 B.色散 C.干涉 D.衍

2、射 答案 B 解析 雨过天晴时，太阳光照在枝叶上的水珠上，白光经过水球折射以后，分成各种彩色光， 这种现象叫做光的色散现象，选项 B 正确. 2.在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发 光的日光灯，也会看到彩色条纹，这两种现象( ) A.都是光的衍射现象 B.都是光的干涉现象 C.前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象 D.前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象 答案 C 3.激光具有相干性好、方向性好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛.下面关 于激光的叙述正确的是( ) A.激光是纵波 B.频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C.两束频率

3、不同的激光能产生干涉现象 D.利用激光方向性好的特点可以测量月球到地球的距离 答案 D 4.(2019 宿迁市高二检测)单色光通过双缝产生干涉现象， 同种单色光通过单缝产生衍射现象， 在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹( ) A.干涉、衍射条纹间距都是均匀的 B.干涉、衍射条纹间距都是不均匀的 C.干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀 D.干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀 答案 D 解析 干涉条纹间距均匀，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽，D 正确. 5.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜干涉相消来 减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折

4、射率为 n，要使绿光在垂直入射时反射光完全 抵消，最小厚度为 d，那么绿光在真空中的波长 0为( ) A.d 4 B. nd 4 C.4d D.4nd 答案 D 解析 设绿光在膜中的波长为 ，则由 d1 4，得 4d，由 n c v 0f f，得绿光在真空中的波 长为 0n4nd. 6.在双缝干涉实验中，一钠灯发出波长为 589 nm 的光，在距双缝 1.00 m 的屏上形成干涉图 样.图样上相邻两亮条纹中心间距为 0.350 cm，则双缝的间距为( ) A.2.0610 7 m B.2.0610 4 m C.1.6810 4 m D.1.6810 3 m 答案 C 解析 由 xl d，可得双

5、缝间距 d l x 1.0058910 9 0.35010 2 m1.6810 4 m.选项 C 正确. 7.如图 1 所示，a、b 两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正 确的是( ) 图 1 A.b 在该介质中的折射率比 a 的大 B.若用 a、b 分别做单缝衍射实验，b 的中央亮条纹更宽 C.用 a 更易观测到泊松亮斑 D.若用 a、b 分别做双缝干涉实验，a 的两相邻亮条纹中心间距更大 答案 B 解析 由题设条件知，iaib，ranb，A 错误；因为 nanb，所以 ab， 又 xl d，故 xaxb，B 正确，D 错误；波长越长，衍射现象越明显，C 错误. 8

6、.a、b 两种单色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样分别如图 2 中的甲、乙所示，下 列说法正确的是( ) 图 2 A.让 a、b 两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮条纹 a 光比 b 光宽 B.让 a、b 两种单色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮条纹 b 光比 a 光宽 C.由于 a 光的波长比 b 光长，所以它们在真空中的传播速度 a 光较大 D.虽然 b 光的频率比 a 光高，但它们在同种介质中的传播速度一样大 答案 A 解析 根据双缝干涉相邻条纹间距公式 xl d 可得在其他条件不变的情况下，光的波长越 长，条纹间距越大，由题图可知 a 光的波

7、长大于 b 光的波长；让 a、b 两种单色光通过相同的 单缝衍射实验装置，衍射图样中，波长越长的条纹间距越宽，因此中央亮条纹 a 光比 b 光宽， 故 A 正确，B 错误；因 a 光的波长大于 b 光的波长，则 a 光的频率小于 b 光的频率，它们在 同种介质中的传播速度不一样大，但在真空中 a 光的速度等于 b 光的速度，故 C、D 错误. 9.用 a、b、c、d 表示四种不同颜色的单色点光源，若：将 a、b、c 放在水中相同深度处， 有人在水面上方同等条件下观测发现， b 在水下的像最深， c 照亮水面的面积比 a 的大 分 别用 b、c 和 d 发出的单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b

8、 光的亮条纹间距最大 a、c 和 d 发出的光在同种玻璃中传播，d 光的传播速度最大；则推断同种介质对 a、b、c、d 发出 的光的折射率正确的是( ) A.nbndncna B.nbnandnc C.nanbncnd D.nbnandnc 答案 A 解析 将 a、b、c 放在水中相同深度处，在水面上方同等条件下观测发现 b 在水下的像最深， c 照亮水面的面积比 a 的大，说明 na、nb、nc相比 nb最小，ncna；分别用 b、c 和 d 发出的 单色光在相同条件下做双缝干涉实验，b 光的亮条纹间距最大，说明在 b、c、d 三种光中，b 光的波长最长，频率最小，故 nb、nc、nd相比，

9、nb最小；a、c 和 d 发出的光在同种玻璃中传 播，d 光的传播速度最大，说明 na、nc、nd相比，nd最小；综上可知，nbndncna，故选 项 A 正确. 10.(2019 温州市高二检测)如图 3 所示，A、B 为两偏振片，一束自然光沿 OO方向射向 A， 此时在光屏 C 上，透射光的强度最强，则下列说法中正确的是( ) 图 3 A.此时 A、B 的透振方向平行 B.只有将 B 绕 OO轴顺时针旋转 90 ，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零 C.将 A 或 B 绕 OO轴旋转 90 ，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 D.将 A 沿顺时针旋转 180 ，屏上透射光的强度最弱，几乎为零

10、答案 AC 解析 当 A、B 两偏振片的透振方向平行时，光屏上光的强度最强；当二者透振方向垂直时， 光屏上光的强度最弱，几乎为零，由此可知 A、C 选项正确. 11.关于图 4 中四幅图，下列说法中正确的是( ) 图 4 A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中 a 束光在水珠中传播的速度一定大于 b 束光在水珠中传播的速度(部分光线未画出) B.图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角 i 逐渐增大(i90 ) 到某一值后不会再有光线从 bb面射出 C.图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离 l，两相邻亮条纹间距离将减小 D.图丁中的 M、N 是偏振片，

11、P 是光屏.当 M 固定不动缓慢转动 N 时，光屏 P 上的光亮度将 会发生变化，此现象表明光波是横波 答案 ACD 解析 根据折射率和光的传播速度之间的关系 nc v，可知，折射率越大，传播速度越小，从 题图甲可以看出，b 光线在水珠中偏折得厉害，即 b 的折射率大于 a 的折射率，则 a 在水珠 中的传播速度大于 b 在水珠中的传播速度，故 A 正确；当入射角 i 逐渐增大，则折射角逐渐 增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，肯定有光 线从 bb面射出，故 B 错误；根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距 x 与双缝间距离 d 及光的 波长 的关系式 xl d，可

12、知只减小屏到挡板间距离 l，两相邻亮条纹间距离 x 将减小，故 C 正确；只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故 D 正确. 12.如图 5 所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常，将偏振片 转动 90 ，透过偏振片看到的屏幕漆黑，则( ) 图 5 A.显示器发出的光是纵波 B.显示器发出的光是横波 C.显示器发出的光是自然光 D.显示器发出的光是偏振光 答案 BD 解析 由题意可知，只有当入射光的振动方向与偏振片的透振方向相同时，透射光的强度最 强；若与偏振片的方向垂直时，透射光的强度最弱，即为零，因此显示器发出的光是横波， 且是偏振光，故 B

13、、D 正确、A、C 错误. 二、非选择题(本题共 5 小题，共 52 分) 13.(6 分)某同学利用如图 6 甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用于测量光屏 上光强的分布.某次实验时，在电脑屏幕上得到如图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安 装的是_(选填“单缝”或“双缝”).当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变 大，可选用宽度更_(选填“宽”或“窄”)的双缝，或使双缝与光屏间的距离 _(选填“增大”或“减小”). 图 6 答案 单缝(2 分) 窄(2 分) 增大(2 分) 解析 由题图乙可知，条纹中间亮、两边暗，是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝； 根据 xl d 知，要

14、使干涉条纹间距变大，双缝的宽度需减小，即选择宽度更窄的双缝或使 双缝与光屏间的距离增大. 14.(6 分)如图 7 所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从游标卡尺上读出某条 亮条纹的位置.图中所示的读数是_mm. 图 7 若双缝间距为 d，双缝到屏间的距离为 l，相邻两个亮条纹中心的距离为 x，则光的波长表 示为 _(字母表达式)， 某同学在两个亮条纹之间测量， 测出以下结果， d0.20 mm， l700 mm，测量 x 的情况如图 8 所示.由此可计算出该光的波长为：_m. 图 8 答案 5.24(2 分) d lx(2 分) 5.610 7(2 分) 解析 从题图可以看出，主尺

15、示数为5 mm，游标尺第12 条刻线与主尺上的刻线对齐， 即游标尺 示数为：120.02 mm0.24 mm，题图中的游标卡尺的示数为：5 mm0.24 mm5.24 mm.由干 涉条纹间距的计算公式：xl d，解得光的波长表达式为： dx l .由题图可以求出条纹间距 为：x9.80 5 mm1.96 mm，代入数据解得光的波长为：5.610 7 m. 15.(12 分)在杨氏干涉实验中，若单色光的波长 6.3010 7 m，双缝间的距离 d1 mm， 双缝到屏的距离 l3 m.求第 1 个亮条纹到第 6 个亮条纹的中心间距. 答案 9.4510 3 m 解析 相邻亮条纹的中心间距 xl d

16、(4 分) 由题意知，第 1 个亮条纹到第 6 个亮条纹的中心间距 L5x(4 分) 代入数据得 L9.4510 3 m.(4 分) 16.(12 分)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线 对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图 9 甲所示，转动手轮，使分划板向一侧 移动，使分划板的中心刻线对齐第 3 条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的读数如图乙所示. 已知双缝间距 d1.5 mm，双缝到屏的距离 l1.00 m，则被测光的波长为多少？ 图 9 答案 3.1510 7 m 解析 题图甲读数为 1.130 mm，题图乙读数为 1.760 mm.(4 分)

17、 相邻两条亮条纹的间距 x1.7601.130 3 mm0.210 mm.(2 分) 由 xl d(2 分) 得 dx l 1.510 30.210103 1.00 m3.1510 7 m.(4 分) 17.(16 分)如图 10 所示，在双缝干涉实验中，S1和 S2为双缝，P 是光屏上的一点，已知 P 点 与 S1和 S2距离之差为 2.110 6 m，今分别用 A、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验， 问 P 点是亮条纹还是暗条纹？ 图 10 (1)已知 A 光在折射率为 n1.5 的介质中波长为 410 7 m； (2)已知 B 光在某种介质中波长为 3.1510 7 m，当 B 光从

18、这种介质射向空气时，临界角为 37 .(sin 37 0.6，cos 37 0.8) 答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 解析 (1)设 A 光在空气中波长为 1，在介质中波长为 2，由 nc v 1f 2f 1 2得，(2 分) 1n21.5410 7 m6107 m(2 分) 根据路程差 r2.110 6 m， 所以 N1r 1 2.110 6 610 73.5(2 分) 由此可知， 从 S1和 S2到 P 点的路程差 r 是波长 1的 3.5 倍， 所以用 A 光做双缝干涉实验时， P 点为暗条纹.(2 分) (2)根据临界角与折射率的关系 sin C 1 n， 得 n 1 sin 37 5 3.(2 分) 由此可知，B 光在空气中的波长为： 2n介5 33.1510 7 m5.25107 m.(2 分) 则路程差 r 和波长 2的关系为：N2 r 2 2.110 6 5.2510 74(2 分) 可见，用 B 光做双缝干涉实验时，P 点为亮条纹.(2 分)