课时提能演练
1.(2011·浙江高考)关于波动，下列说法正确的是( )
A.各种波均会发生偏振现象
B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D.已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警
2.关于光的衍射，下列说法中错误的是( )
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象
B.只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射
C.光的衍射没有否定光沿直线传播的结论
D.光的衍射现象为波动说提供了有利的证据
3.如图所示是用光学的方法来检查一物体表面光滑程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查其表面平整程度的物体，C为单色入射光，如果要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到的下列光学概念是( )
A.反射和干涉 B.全反射和干涉
C.反射和衍射 D.全反射和衍射
4.(2012·江苏高考)如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )
A.A、B均不变
B.A、B均有变化
C.A不变，B有变化
D.A有变化，B不变
5.(2013·济南模拟)某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图甲所示。则他在光屏上看到的条纹是图乙中的( )
6.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈。将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )
A.当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°
B.当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°
C.当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°
D.干涉条纹保持不变
7.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。
(1)偏振片A的作用是什么？_______________________________________。
(2)偏振现象证明了光是一种_________________。
(3)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处光强度最强，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处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α
8.用双缝干涉测光的波长，实验中采用双缝干涉仪，它包括以下元件：
A．白炽灯 B．单缝屏
C.光屏 D．双缝屏
E．遮光筒
F.滤光片(其中双缝屏和光屏连在遮光筒上)
(1)把以上元件安装在光具座上时，自光源起合理的排列顺序是______。
(只需填前面的字母)
(2)正确调节后，在屏上观察到红光的干涉条纹，用测量头测出10条红亮纹间的距离为a，改用绿色滤光片，其他条件不变，用测量头测出10条绿亮纹间的距离为b，则一定有a____b。(选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)在双缝干涉实验中，滤光片的作用是______，单缝的作用是_______，双缝的作用是_______。
9.(1)在研究材料A的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法。A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透明的平行板B，B与A上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜。现在用波长为λ的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化。当温度为t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升高到t2时，亮度再一次回到最亮。
①在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的？
②温度由t1升高到t2时，A的高度升高多少？
(2)①肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_______现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是_______现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是______现象。
②凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是_______。要使光产生明显的衍射，条件是________。
③当狭缝的宽度很小并保持一定时，用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是____________________________________________________。
④如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明___________________________________________________________。
10.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_____、_____、_____、A。
(2)本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。
在操作步骤②时还应注意____________________________________________。
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数 ______mm，求得相邻亮纹的间距Δx为_________ mm。
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ=_____，求得所测红光波长为______ nm。
答案解析
1.【解析】选B、D。只有横波才有偏振现象，A错误；白光的单缝衍射和双缝干涉的图样都是彩色条纹，B正确；机械波传播时，质点的运动速度与波的传播速度无关,C错误；因为地震波的纵波波速大于横波波速，所以对于同一地点纵波总是先到达，从而起到对横波的预警，D正确。
2.【解析】选B。由光的衍射的定义知A正确；光波的衍射无条件，B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据。
3.【解析】选A。此装置是利用薄膜干涉原理检查B的上表面是否平整的仪器，C光射到样板的标准平面与被检查平面之间形成楔形空气薄层时，从空气层的上、下两个表面反射回来的两列光波在空气中相遇满足相干条件，可以发生干涉，形成明暗相间的条纹，故用到的光学概念是反射和干涉，选项A正确，B、C、D错误。
4.【解析】选C。对白炽灯而言，无论偏振片P转动到哪个方向，获得的都是单一振动方向、强度都相同的偏振光，转动偏振片P时，只有透射方向和偏振片Q的透射方向相同时，才能有光透过，其他光的光照强度均为零，所以答案选C。
5.【解析】选D。因为缝沿水平方向，所以衍射条纹也沿水平方向，A、C选项不对；选项B中明暗相间的条纹间距等大，为干涉图样，所以本题应选D。
6.【解析】选D。金属线圈的转动改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，所以本题选D。
7.【解析】(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光。
(2)偏振现象证明了光是一种横波。
(3)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，由于糖溶液的旋光作用，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，故选项A、C、D正确。
答案：(1)把自然光变成偏振光 (2)横波
(3)A、C、D
8.【解析】各元件的作用及排列顺序:白炽灯作为光源,滤光片的作用是获得单色光，单缝的作用是形成线光源，双缝的作用是形成相干光源，遮光筒的作用是形成暗室，光屏承接干涉图样，测量头是测量条纹间距。由于红光的波长大于绿光的波长,根据可知,红色光的干涉条纹宽度大于绿色光的干涉条纹宽度,因此a>b。
答案：(1)AFBDEC (2)大于
(3)获得单色光 形成线光源 形成相干光源
9.【解析】(1)①A、B间为空气薄膜，在B板上方观察到的亮暗变化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光叠加产生的。
②当温度为t1时，设空气薄膜厚度为d1，此时最亮说明：2d1=kλ
当温度为t2时，设空气薄膜厚度为d2，此时再一次最亮说明：2d2=(k-1)λ，得d1-d2=
故温度由t1升高到t2，A的高度升高。
(2)①肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象。
②障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象。
③红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远。
④这个实验说明了光是一种横波。
答案：见解析
10.【解析】(1)滤光片E是从白光中选出单色红光，单缝屏是获取线光源，双缝屏是获得相干光源，最后成像在毛玻璃屏上，所以排列顺序为C、E、D、B、A。
(2)在操作步骤②时应注意的事项有：放置单缝、双缝时，必须使缝平行，单缝、双缝间距离大约为5～10 cm；要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。
(3)螺旋测微器的读数应该先读整数刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可动刻度，图乙读数为13.870 mm，图甲读数为2.320 mm，所以相邻条纹间距
(4)由条纹间距离公式得：
代入数值得：
λ=6.6×10-7 m=6.6×102 nm。
答案：(1)E D B
(2)单缝与双缝必须平行，其间距为5～10 cm，保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上
(3)13.870 2.310
(4)
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