高考物理一轮复习：光的衍射、偏振

试卷更新日期：2024-09-13 类型：一轮复习

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一、选择题

1. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为 $(2 ． 4 \sim 2 ． 48) \times 1 0^{9} Hz$ 。已知可见光的波段为 $(3 ． 9 \sim 7 ． 5) \times 1 0^{14} Hz$ ，则蓝牙通信的电磁波（　　）

A、是蓝光 B、波长比可见光短 C、比可见光更容易发生衍射现象 D、在真空中的传播速度比可见光大

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2. 在实际生活中，处处都有物理知识．下列表述正确的是（）

A、戴上特制眼镜看3D电影有立体感是应用了光的干涉原理 B、提高柴油机内能转化率，最终可以实现柴油机的效率为100% C、冬天阳光照入教室看到的灰尘无规则运动是布朗运动 D、液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点

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3. 下列说法正确的是（　　）

A、测量红移研究星系运动是利用偏振现象 B、X射线探测晶体结构是利用衍射现象 C、戴上特制眼镜观看立体电影是利用干涉现象 D、光学元件的表面镀薄膜以增加光的透射是利用多普勒效应

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4. 下列关于光的说法正确的是（　　）

A、图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象 B、图乙中，激光切割主要利用了激光的相干性 C、图丙中， $D N A$ 双螺旋结构的发现利用了衍射图样 D、图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的干涉现象

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5. 如图所示，用红色激光对准球状水滴照射，背面放上一副白屏，就可以获得水中微生物的衍射图样，对此，下列说法正确的是（　　）

A、激光是一种横波，传播时需要介质 B、激光进入水滴后波长不会发生变化 C、微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显 D、换绿色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射图样

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6. 产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位， $1 a s = 1 \times 1 0^{- 18} s$ ，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能．设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期．取真空中光速 $c = 3.0 \times 1 0^{8} m / s$ ，普朗克常量 $h = 6.6 \times 1 0^{- 34} J \cdot s$ ，下列说法正确的是（）

A、对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显 B、此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多 C、此阿秒光脉冲可以使能量为 $- 13.6 e V (- 2.2 \times 1 0^{- 18} J$ 的基态氢原子电离 D、为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期

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7. 如图所示，A、B、C、D四个图是某种单色光形成的干涉或衍射图样。请在四个图当中找出与其他三个不同类型的图样（　　）

A、 B、 C、 D、

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8. 对下列物理现象的解释，说法不正确的是（　　）

A、光导纤维传输信号利用了光的全反射现象 B、环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是波的衍射现象 C、当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象 D、看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象

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9. 如图所示，S为一点光源，P、Q 是偏振片，R 是一光敏电阻，R₁、R₂是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r。则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为（　　）

A、电流表的示数变大，电压表的示数变小 B、电流表的示数变大，电压表的示数变大 C、电流表的示数变小，电压表的示数变大 D、电流表的示数变小，电压表的示数变小

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10. 下列关于仪器原理的说法中正确的是（　　）

A、甲图中，雷达测速应用了多普勒效应 B、乙图中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点 C、丙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象 D、丁图中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象

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11. 关于薄膜干涉，下列说法中正确的是(　　)

A、只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象 B、只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象 C、厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹 D、观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧

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12. 在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的（）

A、亮度高 B、平行性好 C、单色性好 D、波动性好

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二、多项选择题

13. 下列说法正确的是（　　）

A、海市蜃楼是光发生全反射的结果 B、照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 C、激光是自然界某种物质直接反光产生的 D、观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种横波 E、在双缝干涉实验中，若用白光作光源照射双缝，当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时，屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹

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14. 下列有关激光的说法正确的是（）

A、激光的平行度不够好 B、激光可用来传递信息 C、激光需要介质传播 D、物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光

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15. 在图中，人眼隔着偏振片B、A去看一只发光的电灯泡S，一点透射光都看不到，那么，下列说法中正确的是（　　）

A、使A和B同时转过 $90 °$ ，仍然一点光都看不到 B、仅使B转过 $90 °$ 过程中，看到光先变亮后变暗 C、仅使B转过 $90 °$ 过程中，看到光逐渐变亮 D、仅使A转动时，始终看不到透射光

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16. 如图所示，下列图片场景解释说法正确的有（　　）

A、如图甲，内窥镜利用了光的全反射原理 B、如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的色散现象 C、如图丙，是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样 D、如图丁，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样

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17. 光刻机是一种用于制造集成电路的重要设备，它可以利用紫外线将光掩模上的图形成像到感光材料上，形成所需的电路或结构。沉浸式光刻技术将镜头与光刻胶之间的空气介质换成浸没液体可以提高成像的分辨率。若加入浸没液体，某紫外线进入液体后，在该液体中的波长变为120nm，是在真空中波长的 $\frac{2}{3}$ ，则（）

A、该液体的折射率为1.5 B、加入液体后，光的衍射现象更明显 C、紫外线进入液体后波长变短但速度不变 D、替换成折射率为2.0的浸没液体，感光材料的曝光波长变为约90nm

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三、非选择题

18. 将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光发生现象造成的，当铅笔间狭缝变窄时，彩色条纹区域将（选填“增大”或“减小”）。

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19. 无人驾驶飞机简称为无人机，是利用遥控设备发射无线电波和自备的程序控制装置操控的不载人飞机。在民用方面无人机主要是以电动机来提供动力，在航拍、农业、快递、救援、观测等众多领域应用广泛。
多旋翼无人机更是使用最多的类型。它通常具有三个以上的旋翼轴，通过每个轴上的电动机转动带动旋翼，从而产生升推力，可以完成垂直起降、悬停等各种飞行动作。
某学校在操场进行庆典活动，由旋翼无人机进行直播摄像和播放音乐烘托氛围。

(1)、已知红外线不能使锌板产生光电效应，你认为用此无人机遥控器发出的无线电波能否使锌板产生光电效应？（选填“能”或“不能”），理由是。

(2)、当你站在地面上听到无人机播放音乐的音调（频率）比悬停时变高了：
①可知无人机与你的距离
A.在变大 B.在变小 C.不变 D.无法确定
②出现此情形的原因是波的
A 干涉现象 B. 衍射现象 C. 折射现象 D. 多普勒效应

(3)、已知此无人机质量为 m，重力加速度为 g，当其以恒定速率 v、沿半径为 R 的圆周在空中水平面内盘旋时：
①空气对无人机的作用力的大小为；
②无人机运动一周过程中，空气对无人机的作用力的冲量大小为。

(4)、甲、乙、丙三位同学，看到了无人机正好悬停在空中，有了下面的对话：
甲：因为无人机不动，所以电机是不做功的，其功率为零；
乙：虽然无人机不动，但此时电机还是做功的，它在克服重力做功，不然无人机就掉下来了；
丙：我认为电机是做功的，因为悬停也耗电！但想不明白，根据能量守恒，如果电机还做功，其消耗的能量哪去了呢！？
请你判断甲乙两同学的说法是否正确，不正确的指出其错误。并回答丙的疑问。
对于甲同学：；
对于乙同学：；
回答丙同学：。

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20.
如图所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上．M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标原点，直边与x轴重合．OA是画在纸上的直线，P₁、P₂为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P₃是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA与y轴正方向的夹角，β是直线OP₃与y轴负方向的夹角．只要直线OA画得合适，且P₃的位置取得正确，测出角α和β ，便可求得玻璃的折射率．某学生在用上述方法测定玻璃的折射率时，在他画出的直线OA上竖直地插上了P₁、P₂两枚大头针，但在y＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P₁、P₂的像，他应采取的措施是．若他已透过玻璃砖看到P₁、P₂的像，确定P₃的位置方法是．若他已正确地测得了α、β的值，则玻璃的折射率n＝．

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21.

(1)、某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。

$①$ 双缝干涉实验中双缝的作用是：。

$②$ 实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装双缝时得到分布图是 $($ 选填“ $a$ ”或“ $b$ ” $)$ ；

$③$ 若要使干涉条纹的间距变大，可选用双缝间距较的双缝 $($ 选填“宽”或“窄” $)$ ，或使缝屏与光屏间的距离 $($ 选填“增大”或“减小” $)$ 。

(2)、为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值

R

随光的照度

I

而发生变化的元件

(

照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为

l x) .

某光敏电阻

R

在不同照度下的阻值如下表：

照度 $I (l x)$	$0.2$	$0.4$	$0.6$	$0.8$	$1.0$	$1.2$
电阻 $R (k Ω)$	$7.5$	$4.0$	$2.8$	$2.3$	$2.0$	$1.8$

$①$ 如图丙为街道路灯自动控制电路，利用直流电源 $E$ 为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电 $.$ 为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 $($ 填“ $A B$ ”或“ $C D$ ” $)$ 之间；

$②$ 已知线圈的电阻为 $140 Ω$ ，直流电源 $E$ 的电动势 $E = 36 V$ ，内阻忽略不计。当线圈中的电流大于 $10 m A$ 时，继电器的衔铁将被吸合，滑动变阻器 $R'$ 的阻值应调为 $Ω$ 时，才能使天色渐暗照度低于 $1.0 l x$ 时点亮路灯。

$③$ 为了更加节能，让天色更暗时，路灯点亮，变阻器 $R'$ 的阻值应适当调些 $($ 选填“大”或“小” $)$ 。

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22.

(1)、关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是 _.

A、弹簧振子在四分之一周期里运动的路程一定等于一个振幅 B、用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的多普勒效应 C、摆钟偏慢时可通过缩短摆长进行校准 D、光学镜头上的增透膜是利用了光的偏振 E、电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线

(2)、对比钻石折射率是判断钻石真假的一种方法. 图(a)为某种材料做成的钻石示意图，其截面如图(b)所示，虚线为垂直于 MN 边的对称轴，∠AOB 可以根据需要打磨成不同大小，现有光线从图示位置垂直于 MN 边射入该钻石内.
(ⅰ)若∠AOB＝106°时，光恰好不从 AO边射出. 请计算该钻石的折射率，判断该钻石的真假. (真钻石对该光的折射率为2.42，计算中可能用到sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(ⅱ)继续打磨该钻石使 ∠AOB 减小后，让光线仍沿图(b)所示方向入射，光射到BO 边时刚好发生全发射，求∠AOB 的大小. (结果保留两位小数)

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23.
如图所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质中，经下表面反射后，从上表面的A点射出．已知入射角为i ， A与O相距l ，介质的折射率为n ，试求介质的厚度
d＝．
　　　

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24. 实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上，如果入射角合适，其反射光线和折射光线是互相垂直的，且偏振方向也是互相垂直的偏振光。已知水的折射率为1.33，则这一入射角为多少?

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25. 一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光为一个(列)光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10^-11s，波长为694.3nm，发射功率为1.0×10¹⁰W，求：

(1)、每列光脉冲的长度是多少?

(2)、用这种红宝石激光器照射皮肤上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量达到60J以后，色斑便逐渐消失，一块色斑的面积为50mm² ，则它要吸收多少个(列)红宝石激光脉冲才能逐渐消失?

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