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選項中，有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確.全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得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.對著日光燈從夾緊的兩鉛筆的縫隙中看到的彩色條紋
C.陽光下肥皂泡膜上的彩色條紋
D.光通過三棱鏡產(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、光通過三棱鏡后產(chǎn)生的彩色條紋均是光的色散現(xiàn)象；選項B中的彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象；陽光下肥皂泡膜上的彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象.正確選項是AD.
答案AD
2.一束白光在真空中通過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.上述說法都不正確
解析本題考查光的雙縫干涉實驗和條紋間距與波長的關(guān)系.
白光包含各種顏色的光，它們的波長不同，在相同條件下做雙縫干涉實驗時，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.用單色光通過小圓盤或小圓孔做衍射實驗時，在光屏上得到的衍射圖樣 （ ）
A.是中央均為暗點的同心圓條紋
B.是中央均為亮點的明暗間隔不均勻的同心圓條紋
C.是中央均為亮點的明暗間隔均勻的同心圓條紋
D.用小圓盤時中央是暗的，用小圓孔時中央是亮的
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，中央均為亮點，其中小圓盤衍射時中心所形成的亮點稱為泊松亮斑.故正確選項為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;通過兩根并在一起的鉛筆狹縫去觀察發(fā)光的白熾燈,也會看到彩色條紋.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性的表現(xiàn).
答案CD
5.關(guān)于激光，下列說法正確的是 （ ）
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.選項B、C、D所述為激光的三個特點，都是正確的；A是不正確的.
答案BCD
6.抽制細(xì)絲時可用激光監(jiān)控其粗細(xì),如圖所示,激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同,則以下說法正確的是 ( )
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.
激光束通過細(xì)絲時,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.
答案BD
7.在防治“非典”期間,機場、車站等交通出入口使用了紅外線熱像儀.紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測出經(jīng)過它時的發(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,下列說法中正確的是 ( )
A.選擇紅外線進行檢測,主要是因為紅外線光子能量小,可以節(jié)約能量
B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測
C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用
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度不同成像的,D正確.
答案D
8.市場上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物體時能使被照物體處產(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，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面上反射光的路程差正好等于紅外線半個波長λ/2的奇數(shù)倍，即Δs=(2k+1) .其中Δs為光在薄膜兩個面上反射的路程差，即Δs=2d，Δs的最小值為λ/2,則薄膜的最小厚度為λ/4.故正確選項為B.
答案B
9.日出和日落時,太陽看起來特別紅,關(guān)于其原因的說法正確的是 ( )
A.紅光沿直線傳播
B.紅光的波長最長
C.空氣分子對紅光散射得最少
D.紅光的衍射現(xiàn)象最明顯
解析太陽初升和西沉?xí)r,陽光通過比中午較厚的空氣層.陽光通過空氣時,空氣分子對陽光有散射作用,空氣分子對不同色光的散射作用是不同的,波長越短的色光受到的散射作用越大,紫、藍等較短波長的色光,被空氣分子散射得多,紅光的波長最長,最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,被散射得也最少,所以射到地面來的紅光最多,因此太陽看起來呈紅色.
答案BCD
10.下列說法正確的是 （ ）
A.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性
B.光的頻率越大，波長越長
C.光的波長越長，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，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、藍光三種色光的復(fù)色光做雙縫干涉實驗,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,藍光的波長最短,藍光的條紋最窄,因而離中央亮紋最近的干涉條紋是藍色條紋.
答案藍色條紋
12.在硬紙板上開一個正方形小孔,讓陽光透過小孔照射在地面上,隨著正方形小孔的邊長逐漸減小,地面上的光斑的形狀依次是:、、.對應(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波長的1/4時，在薄膜前后兩個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)彈是一種被動制導(dǎo)的空對空導(dǎo)彈，它本身不發(fā)射電磁波，靠接收目標(biāo)發(fā)射的電磁波來追蹤攻擊目標(biāo).它是靠探測敵方飛機發(fā)動機輻射的來射向目標(biāo)的.
解析本題考查紅外線的實際應(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個光脈沖，每個脈沖持續(xù)的時間為 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)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.
16.(8分) 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所在一個不到10 的光學(xué)平臺上，在35 fs(fs是一種時間單位，讀作飛秒.1 fs= s )的超短瞬間內(nèi)獲得了15× W的超強超短激光束．這一瞬時功率相當(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條件，只有在核爆中心、恒星內(nèi)部以及黑洞邊緣才能找到．在實驗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入一個前所未有的超強超快的境界．通過以上敘述，計算在這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.
（2）進入折射率為 的透明介質(zhì)中，這束激光的波長、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 = = m=4.4× m.
答案（1）6.3× m
（2）4.4× m2.1× m/s
18.（10分）在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上P點的距離差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，試通過計算說明P點出現(xiàn)明、暗條紋的情況.
解析 = m=6× m
=1，即路程差等于一個波長,兩列光波相互加強,此時P點出現(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P點出現(xiàn)暗紋.
答案頻率為 的光照射時出現(xiàn)亮條紋，頻率為 的光照射時出現(xiàn)暗條紋.
19.（12分）一束單色光，在真空中的波長是6.00× m，當(dāng)它進入玻璃中傳播時速度變?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)進入另一種介質(zhì)時頻率不變波長變.
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)進入另一種介質(zhì)時頻率不變，v=


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