2020高考物理月刊專版 專題11 光學(xué)綜合 專家預(yù)測(cè)4

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1、2020高考物理月刊專版 1.如圖所示的4個(gè)圖形中，哪個(gè)是著名的泊松亮斑的衍射圖樣() 答案：B 2.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若雙縫中的一縫前放一紅色濾光片（只能透過紅光），另一縫前放一綠色濾光片（只能透過綠光），這時(shí)（） A.只有紅光和綠光的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B.紅光和綠光的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在 C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上無任何光亮 解析：由題意可知，從一條縫透出的光是紅光，另一條縫透出的光是綠光.由于紅光和綠光的頻率不同，不是相干光，不能發(fā)生干涉

2、，但都能產(chǎn)生單縫衍射現(xiàn)象，屏上仍有紅光和綠光各自的衍射條紋疊加后的光亮.綜上分析可知，選項(xiàng)C正確. 答案：C 3.一些高層建筑物外墻使用的幕墻玻璃，白天在外面的人看不清室內(nèi)的物體，而室內(nèi)的人卻能較清楚地看見外面的景物，其原因是() A.在玻璃的外表面涂有增透膜 B.在玻璃的外表面涂有高反膜（即對(duì)光的反射率大于透射率的物質(zhì)） C.在玻璃的外表面涂有能大量吸收光的物質(zhì) D.在玻璃的外表面涂有不透光的彩色薄膜 解析：高反膜原理與增透膜原理相反，即從玻璃前后表面反射出來的光疊加增強(qiáng)，則根據(jù)能量守恒定律可知，透射光必減弱，所以在玻璃外面涂有高反射膜時(shí)，外面的人看不清室內(nèi)物體，而室內(nèi)的人卻能

3、清楚地看到外面的景物. 答案：B 4.如圖所示，讓自然光照到P、Q兩偏振片上，當(dāng)P、Q兩偏振片的透射光偏振方向間的夾角為以下哪些度數(shù)時(shí)，透射光的強(qiáng)度最弱（） A.0° B.30° C.60° D.90° 答案：D 5.2020年5月12日14時(shí)28分，我國四川省汶川發(fā)生了里氏8.0級(jí)特大地震，在這次救援行動(dòng)中，生命探測(cè)儀的使用大大提高了找尋廢墟下被壓埋人員的速度和準(zhǔn)確性，常見的生命探測(cè)儀有光學(xué)生命探測(cè)儀，聲波、振動(dòng)生命探測(cè)儀，紅外熱像生命探測(cè)儀，雷達(dá)生命探測(cè)儀等.光學(xué)生命探測(cè)儀可以通過廢墟堆積層中的空隙或?qū)Ｓ勉@機(jī)鉆孔，伸入被困人員附近，確定其位置

4、和生存狀態(tài)；聲波、振動(dòng)生命探測(cè)儀是通過被困人員呻吟、呼喊、爬動(dòng)、敲打等發(fā)出音頻、聲波或振動(dòng)波，被高敏感度的傳感器探頭接收、過濾、放大，向救援人員提供被困者的生命信息.紅外熱像生命探測(cè)儀不受限于工作環(huán)境照度，不需要附加照明光源，可在地震的濃煙、大火及黑暗等環(huán)境中搜索生命.雷達(dá)生命探測(cè)儀通過特殊的雷達(dá)發(fā)射微波，接收反射波后檢測(cè)是否有人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng).通過以上信息可知下列選項(xiàng)正確的是() A.光學(xué)生命探測(cè)儀是利用光反射進(jìn)行生命探測(cè)的儀器 B.聲波、振動(dòng)生命探測(cè)儀尋找生命靠的是識(shí)別被困者發(fā)出的聲音 C.紅外熱像生命探測(cè)儀是利用人體能不斷地產(chǎn)生紅外輻射 D.雷達(dá)生命探測(cè)儀的探測(cè)距離長(zhǎng)

5、，且能穿透實(shí)體磚墻 答案：ABCD 課時(shí)作業(yè)四十六光的本性 1.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果() A.用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋 B.用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋 C.用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋 D.用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋 解析:白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；B為紅光的雙縫干涉，圖樣為紅黑相間，故B正確；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉圖樣，C錯(cuò)；遮柱一條狹縫時(shí)，紫光將發(fā)生單縫衍射，形成衍射圖樣，D正確. 答案:BD 2.下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是() A.在光的雙縫

6、干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紫光改為紅光，則條紋間距一定變大 B.以相同入射角從水中射向空氣，紫光能發(fā)生全反射，紅光也一定能發(fā)生全反射 C.紫光照射某金屬時(shí)有電子向外發(fā)射，紅光照射該金屬時(shí)也一定有電子向外發(fā)射 D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 解析:在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋間距d與入射光波長(zhǎng)成正比，所以入射光由紫光改為紅光時(shí)波長(zhǎng)增長(zhǎng)，條紋間距d變大，A項(xiàng)正確.全反射中的臨界角為C，由sinC=可知，折射率越大，臨界角越小，即紫光的臨界角小于紅光的臨界角，所以紫光能發(fā)生全反射時(shí)，紅光不一定能發(fā)生全反射，則B錯(cuò)誤.金屬的逸出功一定，由hν=W+Ek，紫光

7、能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而紅光頻率低不一定能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，所以C錯(cuò)誤.在鏡頭前加裝偏振片是為減弱玻璃反射的光對(duì)拍攝的負(fù)面影響，所以D錯(cuò)誤. 答案:A 3.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象.圖（a）是點(diǎn)燃酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈.將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，觀察到的現(xiàn)象是() A.當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° B.當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° C.當(dāng)金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時(shí)干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° D.干涉條紋保持原來狀態(tài)不變 解析:金屬絲圈在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔形薄膜形狀

8、各處厚度形狀幾乎不變.因此，形成的干涉條紋保持原狀態(tài)不變，D正確，ABC錯(cuò)誤. 答案:D 4.光熱轉(zhuǎn)換是將太陽能轉(zhuǎn)換成其他物質(zhì)內(nèi)能的過程，太陽能熱水器就是一種光熱轉(zhuǎn)換裝置，它的主要器件是真空玻璃管，這些玻璃管可將太陽能轉(zhuǎn)換成水的內(nèi)能，真空玻璃管表面采用鍍膜技術(shù)增加透射性，使盡可能多的太陽能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，這種鍍膜技術(shù)的物理依據(jù)是（） A.光的衍射 B.光的粒子性 C.光的干涉 D.光的直線傳播 答案：C 5.夜晚，汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車的司機(jī)照射的睜不開眼晴，影響行車安全，若將汽車前窗玻璃和前燈玻璃都改用偏振玻璃，使雙方司機(jī)都看不見對(duì)方車燈發(fā)出的炫目燈光，但能看清自

9、己車燈發(fā)出的光所照亮的物體.所以汽車前窗玻璃、前燈玻璃的透振方向應(yīng)該是（） A.前窗玻璃的透振方向是豎直的,前燈玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是豎直的,前燈玻璃的透振方向是豎直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,前燈玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃的透振方向和前燈玻璃的透振方向都是斜向右上45° 解析:汽車前燈采用偏振玻璃后，從中發(fā)出的是偏振光，要使司機(jī)能看清自己的車燈所照亮的物體（使物體反射的車燈光最大限度地透過前窗玻璃），應(yīng)使自己前窗玻璃的偏振方向與車燈發(fā)出的光的偏振方向一致.另外,應(yīng)使對(duì)方車燈光的偏振方向恰好和自己車前窗玻璃的偏振方向垂直,使

10、得對(duì)方車燈射過來的燈光幾乎不能透過,防止了司機(jī)炫目情況的發(fā)生,而A、C選項(xiàng)會(huì)造成司機(jī)看不到被自己的車燈照亮的物體，B選項(xiàng)會(huì)使對(duì)方司機(jī)看到自己的車燈射出的燈光，影響行車安全.所以A、B、C是錯(cuò)誤的，只有D正確. 答案：D 6.如圖所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃的上表面是否平的裝置.a為標(biāo)準(zhǔn)樣板，b為待測(cè)厚玻璃板，所用單色光是用普通光源加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的干涉條紋是由下列哪兩個(gè)表面反射的光線疊加而成的( ) A.a的上表面和b的下表面 B.a的上、下表面 C.a的下表面和b的上表面 D.b的上、下表面 解析:本題是薄膜干涉的應(yīng)用.本題易錯(cuò)選項(xiàng)是D.錯(cuò)選D是理解為檢查

11、的樣品是b，故干涉是發(fā)生在b的上、下表面. 答案:C 7.如圖，P是一偏振片，P的透振方向（用帶有箭頭的實(shí)線表示）為豎直方向，下列四種入射光束中，哪幾種照射P時(shí)能在P的另一側(cè)觀察到透射光() A.太陽光 B.沿豎直方向振動(dòng)的光 C.沿水平方向振動(dòng)的光 D.沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光 8.為了觀察到納米級(jí)的微小結(jié)構(gòu)，需要用到分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡.有關(guān)電子顯微鏡的下列說法中正確的是() A.它是利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短，因此不容易發(fā)生明顯衍射 B.它是利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，因此不容易發(fā)生明顯衍射 C.它是利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光短，因此更容

12、易發(fā)生明顯衍射 D.它是利用電子物質(zhì)波的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)，因此更容易發(fā)生明顯衍射 解析:為了觀察納米級(jí)的微小結(jié)構(gòu)，用光學(xué)顯微境是不可能的.因?yàn)榭梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)數(shù)量級(jí)是10-7m，遠(yuǎn)大于納米，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因此不能精確聚焦.如果用很高的電壓使電子加速，使它具有很大的動(dòng)量，其物質(zhì)波的波長(zhǎng)就會(huì)很短，衍射的影響就小多了.因此本題應(yīng)選A. 答案:A 9.如圖所示，為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，使用波長(zhǎng)為600 nm的橙光照射，在光屏中心P點(diǎn)呈現(xiàn)亮條紋，在P點(diǎn)上方的P1點(diǎn)到S1，S2的路程恰為λ.現(xiàn)改用波長(zhǎng)為400nm的紫光照射，則P點(diǎn)處為______條紋，P1點(diǎn)處為__________條紋. 解析

13、:P點(diǎn)到S1，S2的路程差為0，所以P為亮紋，而P1點(diǎn)到S1，S2的路程差為600nm,λ′=400 nm，Δx=600 nm=λ′，即P1點(diǎn)為暗紋. 答案:亮 暗 10.1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì).1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)）. （1）洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡. 試用平面鏡成像作圖法畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域. (2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長(zhǎng)為λ，在光屏上形成干涉條紋.寫出相鄰兩條亮紋（或暗紋）間距離Δx的

14、表達(dá)式. 答案:（1）如圖所示 (2) 點(diǎn)評(píng)：本題考查了平面鏡成像，光路圖以及光的干涉規(guī)律.并能夠根據(jù)題意分析出該題的本質(zhì)是雙縫干涉. 11.若已知兩狹縫間距為1mm，雙縫到屏的距離為200cm，屏上得到的干涉圖樣如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖中的測(cè)量數(shù)據(jù)，求出該單色光的波長(zhǎng)和頻率. 解析:由圖可知 Δx=cm=0.1cm Δx=λ. λ==5×10-7m f=Hz=6×1014Hz 答案：λ=5×10-7m f=6×1014Hz 點(diǎn)評(píng):根據(jù)雙縫干涉條紋特點(diǎn)和決定條紋間距的因素分析討論.再根據(jù)圖中的測(cè)量結(jié)果，可求出相鄰亮紋間距Δx;由Δx=λ,f=，然后求出λ及f. 12.為了減少光在透鏡表面由于反射帶來的損失，可在透鏡表面涂上一層增透膜，一般用折射率為1.38的氟化鎂，為了使波長(zhǎng)為5.52×10-7m的綠光在垂直表面入射時(shí)使反射光干涉相消，求所涂的這種增透膜的厚度. 若綠光在真空中波長(zhǎng)為λ0，在增透膜中的波長(zhǎng)為λ,由折射率與光速的關(guān)系和光速與波長(zhǎng)及頻率的關(guān)系得：