第Ⅰ卷(選擇題共40分)
一、本題共10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分.
1.下列現(xiàn)象中屬于光的色散現(xiàn)象的是 （ ）
A.雨后美麗的彩虹
B.對(duì)著日光燈從夾緊的兩鉛筆的縫隙中看到的彩色條紋
C.陽(yáng)光下肥皂泡膜上的彩色條紋
D.光通過(guò)三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋
解析本題考查光的干涉、衍射和色散現(xiàn)象的理解與判斷.雨后彩虹、光通過(guò)三棱鏡后產(chǎn)生的彩色條紋均是光的色散現(xiàn)象；選項(xiàng)B中的彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象；陽(yáng)光下肥皂泡膜上的彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象.正確選項(xiàng)是AD.
答案AD
2.一束白光在真空中通過(guò)雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋，除中央白色亮紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是 （ ）
A.各色光的波長(zhǎng)不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同
B.各色光的速度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同
C.各色光的強(qiáng)度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同
D.上述說(shuō)法都不正確
解析本題考查光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)和條紋間距與波長(zhǎng)的關(guān)系.
白光包含各種顏色的光，它們的波長(zhǎng)不同，在相同條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們的干涉條紋間距不同，所以在中央亮條紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋.A正確.
答案A
3.用單色光通過(guò)小圓盤或小圓孔做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到的衍射圖樣 （ ）
A.是中央均為暗點(diǎn)的同心圓條紋
B.是中央均為亮點(diǎn)的明暗間隔不均勻的同心圓條紋
C.是中央均為亮點(diǎn)的明暗間隔均勻的同心圓條紋
D.用小圓盤時(shí)中央是暗的，用小圓孔時(shí)中央是亮的
解析本題考查光的衍射.衍射條紋間距不相等，小孔或小圓盤發(fā)生光的衍射時(shí)，中央均為亮點(diǎn)，其中小圓盤衍射時(shí)中心所形成的亮點(diǎn)稱為泊松亮斑.故正確選項(xiàng)為B.
答案B
4.在白熾燈的照射下,能從捏緊的兩塊玻璃板的表面看到彩色條紋;通過(guò)兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發(fā)光的白熾燈,也會(huì)看到彩色條紋.這兩種現(xiàn)象 ( )
A.都是光的衍射現(xiàn)象
B.前者是光的色散現(xiàn)象,后者是光的衍射現(xiàn)象
C.前者是光的干涉現(xiàn)象,后者是光的衍射現(xiàn)象
D.都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn)
解析前者看到的彩色條紋是不同色光的干涉,而后者看到的彩色條紋是單縫衍射,干涉和衍射都是光的波動(dòng)性的表現(xiàn).
答案CD
5.關(guān)于激光，下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A.激光在自然界中普遍存在
B.激光是相干光
C.激光的平行度好
D.激光的亮度高
解析本題考查激光的特點(diǎn).選項(xiàng)B、C、D所述為激光的三個(gè)特點(diǎn)，都是正確的；A是不正確的.
答案BCD
6.抽制細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同,則以下說(shuō)法正確的是 ( )
A.這是利用光的干涉現(xiàn)象
B.這是利用光的衍射現(xiàn)象
C.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲粗了
D.如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲細(xì)了
解析本題考查光的衍射.
激光束通過(guò)細(xì)絲時(shí),產(chǎn)生的條紋與單縫衍射的規(guī)律相同,是一種光的衍射現(xiàn)象.衍射條紋的寬窄與狹縫的寬窄有關(guān),狹縫越窄,條紋越寬.B、D對(duì).
答案BD
7.在防治“非典”期間,機(jī)場(chǎng)、車站等交通出入口使用了紅外線熱像儀.紅外線熱像儀通過(guò)紅外線遙感,可檢測(cè)出經(jīng)過(guò)它時(shí)的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播.關(guān)于紅外線熱像儀,下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.選擇紅外線進(jìn)行檢測(cè),主要是因?yàn)榧t外線光子能量小,可以節(jié)約能量
B.紅外線熱像儀通過(guò)發(fā)射紅外線照射人體來(lái)檢測(cè)
C.紅外線熱像儀同時(shí)還具有殺菌作用
D.一切物體都能發(fā)射紅外線,而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同
解析紅外線熱像儀是根據(jù)一切物體都發(fā)射紅外線,并且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強(qiáng)度不同成像的,D正確.
答案D
8.市場(chǎng)上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物體時(shí)能使被照物體處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面鍍一層薄膜（例如氟化鎂），這種膜能消除玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線.用λ表示此紅外線在薄膜中的波長(zhǎng)，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為 （ ）
A.λ/8B.λ/4
C.λ/2D.λ
解析本題考查薄膜干涉.要消除紅外線的反射，必須使紅外線在薄膜的兩個(gè)面上反射光的路程差正好等于紅外線半個(gè)波長(zhǎng)λ/2的奇數(shù)倍，即Δs=(2k+1) .其中Δs為光在薄膜兩個(gè)面上反射的路程差，即Δs=2d，Δs的最小值為λ/2,則薄膜的最小厚度為λ/4.故正確選項(xiàng)為B.
答案B
9.日出和日落時(shí),太陽(yáng)看起來(lái)特別紅,關(guān)于其原因的說(shuō)法正確的是 ( )
A.紅光沿直線傳播
B.紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)
C.空氣分子對(duì)紅光散射得最少
D.紅光的衍射現(xiàn)象最明顯
解析太陽(yáng)初升和西沉?xí)r,陽(yáng)光通過(guò)比中午較厚的空氣層.陽(yáng)光通過(guò)空氣時(shí),空氣分子對(duì)陽(yáng)光有散射作用,空氣分子對(duì)不同色光的散射作用是不同的,波長(zhǎng)越短的色光受到的散射作用越大,紫、藍(lán)等較短波長(zhǎng)的色光,被空氣分子散射得多,紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng),最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,被散射得也最少,所以射到地面來(lái)的紅光最多,因此太陽(yáng)看起來(lái)呈紅色.
答案BCD
10.下列說(shuō)法正確的是 （ ）
A.光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性
B.光的頻率越大，波長(zhǎng)越長(zhǎng)
C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光子的能量越大
D.光在介質(zhì)中的傳播速度是3.0× m/s
解析本題考查光的基本知識(shí)，A正確.
答案A
第Ⅱ卷(非選擇題共60分)
二、本題共5小題,每小題4分，共20分.把答案填在題中的橫線上.
11.用包括紅光、綠光、藍(lán)光三種色光的復(fù)色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),所產(chǎn)生的干涉條紋中,離中央亮紋最近的干涉條紋是.
解析本題考查光的干涉.根據(jù)Δx= λ知,藍(lán)光的波長(zhǎng)最短,藍(lán)光的條紋最窄,因而離中央亮紋最近的干涉條紋是藍(lán)色條紋.
答案藍(lán)色條紋
12.在硬紙板上開(kāi)一個(gè)正方形小孔,讓陽(yáng)光透過(guò)小孔照射在地面上,隨著正方形小孔的邊長(zhǎng)逐漸減小,地面上的光斑的形狀依次是:、、.對(duì)應(yīng)這些光斑,產(chǎn)生的原因依次是: 、、.
解析本題考查光的直線傳播和小孔衍射.
隨著正方形小孔的邊長(zhǎng)逐漸減小,地面上的光斑的形狀依次是:正方形、圓形、明暗相間的環(huán)形衍射條紋.產(chǎn)生的原因依次是:光的直線傳播、光的直線傳播(小孔成像)、光的衍射.
答案正方形圓形明、暗相間的環(huán)形衍射條紋光的直線傳播光的直線傳播(小孔成像)光的衍射
13.有的眼鏡、較精密的光學(xué)鏡頭的表面都鍍有一層薄膜（常用氟化鎂），叫增透膜，它能減少反射光，增加透射光.增透膜的原理是.
解析本題考查薄膜干涉.
當(dāng)薄膜的厚度是入射光在其中傳播時(shí)波長(zhǎng)的1/4時(shí)，在薄膜前后兩個(gè)表面反射的兩列光波恰好抵消.
答案光的干涉
14.“響尾蛇”導(dǎo)彈是一種被動(dòng)制導(dǎo)的空對(duì)空導(dǎo)彈，它本身不發(fā)射電磁波，靠接收目標(biāo)發(fā)射的電磁波來(lái)追蹤攻擊目標(biāo).它是靠探測(cè)敵方飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輻射的來(lái)射向目標(biāo)的.
解析本題考查紅外線的實(shí)際應(yīng)用.
答案紅外線
15.某脈沖激光器的耗電功率為2× W，每秒鐘輸出10個(gè)光脈沖，每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間為 s，攜帶的能量為0.2 J.該激光器將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為.
解析本題考查激光器的效率.
其效率為η= ×100%= ×100%=0.1%.
答案0.1%
三、本題共4小題，共40分.解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
16.(8分) 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所在一個(gè)不到10 的光學(xué)平臺(tái)上，在35 fs(fs是一種時(shí)間單位，讀作飛秒.1 fs= s )的超短瞬間內(nèi)獲得了15× W的超強(qiáng)超短激光束．這一瞬時(shí)功率相當(dāng)于全世界所有電網(wǎng)功率總量的數(shù)倍．據(jù)了解，自然界中類似的極端物理?xiàng)l件，只有在核爆中心、恒星內(nèi)部以及黑洞邊緣才能找到．在實(shí)驗(yàn)室中用人工手段獲得這種條件，意味著人類在激光研究領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)入一個(gè)前所未有的超強(qiáng)超快的境界．通過(guò)以上敘述，計(jì)算在這35 fs中所釋放的激光能量是多少.
解析本題考查的是對(duì)激光能量高的理解.
E=Pt=15× ×35× J=0.525 J.
答案0.525 J
17.（10分）一個(gè)氦氖激光器能發(fā)出4.74× Hz的紅光.求：
（1）它在真空中的波長(zhǎng).
（2）進(jìn)入折射率為 的透明介質(zhì)中，這束激光的波長(zhǎng)、波速又是多少？
解析由c=λf
得λ= = m=6.3× m
在介質(zhì)中的波速為
v= m/s=2.1× m/s
由v= f得在介質(zhì)中的波長(zhǎng) = = m=4.4× m.
答案（1）6.3× m
（2）4.4× m2.1× m/s
18.（10分）在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，雙縫到光屏上P點(diǎn)的距離差Δx=0.6 μm,若分別用頻率 =5.0× Hz和 =7.5× Hz的單色光垂直照射雙縫，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明P點(diǎn)出現(xiàn)明、暗條紋的情況.
解析 = m=6× m
=1，即路程差等于一個(gè)波長(zhǎng),兩列光波相互加強(qiáng),此時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)亮紋
= m=4× m
=1.5，即路程差為1.5λ，兩列光波相互抵消，此時(shí)P點(diǎn)出現(xiàn)暗紋.
答案頻率為 的光照射時(shí)出現(xiàn)亮條紋，頻率為 的光照射時(shí)出現(xiàn)暗條紋.
19.（12分）一束單色光，在真空中的波長(zhǎng)是6.00× m，當(dāng)它進(jìn)入玻璃中傳播時(shí)速度變?yōu)?.00× m/s，則該玻璃的折射率是多少？它在玻璃中的波長(zhǎng)是多少？頻率是多少？
解析本題考查介質(zhì)折射率與速度的關(guān)系以及光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變波長(zhǎng)變.
玻璃的折射率：
n=c/v=(3.00× m/s)/(2.00× m/s)
=1.5
它在真空中的頻率：
=c/
=(3.00× m/s)/（6.00× ） m
=5.00× Hz
光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變，v=


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