假期必刷15 光的干涉，衍射和偏振现象电磁波-【快乐假期必刷题】2025年高二物理暑假作业必刷题

　　假期必刷１５　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＝ldλ ,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．下列图中的有关应用,说法不正确的是 (　　) A．在图甲中,利用光的干涉原理检测物体 表面的平整度 B．在图乙中,内窥镜利用了光的全反射原理 C．在图丙中,全息照片的拍摄利用了光的 干涉原理 D．在图丁中,超声波测速仪利用波的衍射 原理测汽车速度 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 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 ４．(多选)(２０２４􀅰 广西卷)如图,S 为 单 色 光 源,S 发出的光一部分 直 接 照 在 光 屏 上,一部分通过 平面镜反射到光屏上．从平面镜反射的光相 当于S在平面镜中的虚像发出的,由此形成 了两个相干光源．设光源S到平面镜和到光 屏的距离分别为a和l,a≪l,镜面与光屏垂 直,单色光波长为λ．下列说法正确的是 (　　) A．光屏上相邻两条亮条纹的中心间距为l２aλ B．光屏上相邻两条暗条纹的中心间距为laλ C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗 糖溶液中,此时单色光的波长变为nλ D．若将整套装置完全浸入某种透明溶液 中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距 为Δx,则该液体的折射率为 l２aΔxλ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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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 １０．(科技情境)(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􀆰０GHz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􀆰０G Hz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１０Gbps(bps为 bitspersecond 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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０３ (２)根据折射定律有n＝sinγsinθ , 其中sinθ＝ ２R (２R)２＋h２ ＝０􀆰６, sinγ＝ d１ d２１＋L′ ２ ＝０􀆰８,解得n＝４３≈１􀆰３３． 答案:(１)１􀆰６m　(２)１􀆰３３ 假期必刷１５ 素养训练 １．D　[在图甲中,利用光的干涉原理检测物体表面的平整度, 选项 A正确,不符合题意;在图乙中,内窥镜利用了光的全 反射原理,选项B正确,不符合题意;在图丙中,全息照片的 拍摄利用了光的干涉原理,选项 C 正确,不符合题意;在图 丁中,超声波测速仪利用多普勒效应原理测汽车速度,选项 D错误,符合题意．] ２．BC　[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．C　[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＝cn 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 sinC＝１n ,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．AD　[AB．根据光的反射对称性可知光源 S与平面镜中的 虚像距离为２a,根据条纹间距公式可知 Δx＝ldλ＝ l ２aλ ,故 A正确,B错误;C．若将整套装置完全浸入折射率为n的蔗 糖溶液中,光的频率不变,根据λf＝c,v＝λ１f＝ c n ,其中c为 在真空中的光速,则λ１＝ λ n ,故 C错误;D．若将整套装置完 全浸入某种透明溶液中,光屏上相邻两条亮条纹的中心间距 为 Δx,根据条纹间距公式有 Δx＝l２aλ２ ,可得λ２＝ ２aΔx l ,结 合 C选项的分析可知λ２＝ ２aΔx l ＝ λ n ,所以n＝ l２aΔxλ ,故 D 正确．] ５．BD　[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．C　[单色平行光垂直照射平板玻璃,上、下玻璃上表面的反 射光在上玻璃上表面发生干涉,形成干涉条纹,光程差为两 块玻璃距离的两倍,根据光的干涉知识可知,同一条干涉条 纹位置处光的波程差相等,即滚珠a的直径与滚珠b的直径 相等,即滚珠b合格,不同的干涉条纹位置处光的波程差不 同,则滚 珠 a的 直 径 与 滚 珠c的 直 径 不 相 等,即 滚 珠 c不 合格．] ７．B　[光源发射波长为６􀆰０×１０－７ m 的橙光时,光屏上的 P 点恰是第二级亮纹,当路程差是光波波长的整数倍时,出现 亮条纹,则有光程差 Δd＝２×６􀆰０×１０－７ m＝１２×１０－７ m, 现改用其他颜色的可见光做实验,路程差是半波长的奇数倍 时,出现暗条纹,光屏上的P 点是暗条纹的位置,那么λ２ 􀅰n ＝Δd＝１２×１０－７ m,(n＝１,３,５􀆺) 当n＝１时,则λ１＝２４×１０ －７ m,由ν＝cλ 可知,ν１＝ １􀆰２５×１０１４ Hz, 当n＝３时,则λ２＝８×１０ －７ m,由ν＝cλ 可知, ν２＝３􀆰７５×１０ １４ Hz, 当n＝５时,则λ３＝４􀆰８×１０ －７ m,由ν＝cλ 可知,ν３＝ ６􀆰２５×１０１４ Hz, 当n＝７时,则λ４＝３􀆰４２×１０ －７ m,依据ν＝cλ 可知,ν４＝ ８􀆰７７×１０１４ Hz,故B正确,A、C、D错误．] ８．C　[由题图看出,太阳光射入六角形冰晶时,a光的偏折角 小于b光的偏折角,由折射定律得知,六角形冰晶对a光的 折射率小于对b 光的折射率,由v＝cn 知b 光的传播速度 小,A错误;b光的折射率大,波长短,波动性弱,当用b光做 单缝衍射实验,要比用a光做中央亮纹条更窄,B错误;根 据 Δx＝ldλ ,a光的波长大于b 光的波长,所以a光相邻条 纹间距大,C正确;由临界角公式sinC＝１n 知a 光的临界角 大,D错误．] ９．C　[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＝cn 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＝ l dλ 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．] 素养培优 １０CD　[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＝cf ,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．] 假期必刷１６ 素养训练 １．解析:(１)根据光的折射定律,该玻璃砖的折射率n＝sin６０°sin４５° ＝ ６２． (２)玻璃 砖 逆 时 针 转 动 一 个 角 度 后,作 出 射 光 线 时 得 到 的 ∠P４OE 偏大,故折射率的测量结果偏大． 答案:(１)６２　 (２)偏大 ２．解析:(１)在棱镜的左侧画出一条直线,并在线上竖直插上两 枚大头针P１ 和P２,确定入射光线,然后插上大头针P３,使 P３ 挡住P１、P２ 的像,再插上大 头 针 P４,使 P４ 挡 住 P３ 和 P１、P２ 的像,从而确定出射光线．故选B、D． (２)设入射角为α,折射角为β,根据折射定律得n＝ sinα sinβ ,根 据几何关系有:对于sinα＝DER , sinβ＝ GF R , 折射率n＝sinαsinβ ＝DEGF． 答案:(１)BD　(２)DEGF 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ７１１