【精品试卷】人教版高中物理选修3-4高二周练试卷(波动光学部分)06.4.20复*专用试卷

发布于:2021-10-21 15:11:58

高中物理学*材料
(精心收集**整理制作)

高二物理周练试卷(波动光学部分)06.4.20
一、选择题(每小题 5 分,共 40 分) 1.在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色 滤光片(只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光) A. B. C. D.屏上无任何光亮 2. A. B. C. D.观察薄膜干涉条纹时,应在入射光的同一侧 3. A. B. C.用*行单色光垂直照射不透明小圆板,在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一亮斑,这是光的

D.用*行单色光垂直照射一把刀片,发现刀片的阴影边缘模糊不清,这是光的衍射现象 4.纳米科技是跨世纪新科技,将激光束的宽度聚光到纳米级范围内,可修复人体已损坏的器官,对 DNA

分子进行超微型基因修复,把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除.

A.单色性

B.方向性

C.高能量

D.粒子性

5.在光学仪器中,为了减小在光学元件(透镜、棱镜等)表面上的反射损失,可在光学元件表面镀上 一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为 n,厚度为 d,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消.那么绿光在真空中的波长λ

A.d/4

B.nd/4

C.4d

D.4nd

6.如图所示,一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成 a、b、c

A.光子的能量关系是 Ea>Eb>Ec

B.在真空中传播速度的关系是 va<vb<vc

C.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距 da<db<dc

D.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距 da>db>dc

二、填空题(每小题 6 分,共 24 分)

7.白光照射双缝,在屏幕中央将出现________色明纹,两旁为________色条纹,在同一级彩色条纹中,

比较红光与紫光到中央亮条纹中心的距离,可以看到红光的距离________于紫光的距离.

8.波长为 0.4 μ m 的紫光以 60°的入射角从空气射入玻璃,折射角是 30°,则这束光在玻璃中的频

率为________,光速为________,波长为________.

9.某脉冲激光器的耗电功率为 2×103W,每秒钟输出 10 个光脉冲,每个脉冲持续的时间为 10-8s,携

带的能量为 0.2 J,则每个脉冲的功率为_______ W,该激光器将电能转化为激光能量的效率为_______.

三、计算题(共 36 分)

10.(10 分)图表示某双缝干涉装置,当用波长为 0.40 μ m 的紫光做实验时,由于像屏大小有限,屏

上除中央亮条纹外,两侧刚好各有三条亮条纹,若换用波长为

0.60 μ m 的橙光做实验,那么

像屏上除中央亮条纹外,两侧各有几条亮条纹?

11.(12 分)一般认为激光器发出的是频率为“v”的单色光,实际上它的频率并不是真正单一的,激 光频率 v 是它的中心频率,它所包含的频率范围是Δ v(也称频率宽度).让单色光照射到薄膜表面, 一部分光从前表面反射回来(这部分光称为甲光),其余的进入薄膜内部,其中的一部分从薄膜后表 面反射回来,并从前表面射出(这部分光称为乙光),甲、乙两部分光叠加而发生干涉,称为薄膜干 涉.乙光与甲光相比,要多在薄膜中传播一小段时间Δ t,理论和实践都证明,能观察到明显的干涉现 象的条件是:Δ t 的最大值Δ tmax 与Δ v 的乘积*似等于 1,即满足:Δ tmax·Δ v≈1,才会观察到明显 的稳定的干涉现象,已知某红宝石激光器发出激光频率 v=4.32×1014Hz,它的频率宽度Δ v=8.0×
199Hz,让这束单色光由空气斜射到折射率为 n= 2 的液膜表面,射入时与液膜表面成 45°角,如图

所示. (1)求从 O 点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速度. (2)估算在图中的情景下,能观察到明显稳定干涉现象的液膜的最大厚度 dm.
12.(14 分)(2000 年上海高考试题)阅读下列资料并回答问题: 自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射因与温度有关,称为热辐射. 热辐射具有如下特点:(1)辐射的能量中包含各种波长的电磁波;(2)物体温度越高,单位时间从物 体表面单位面积上辐射的能量越大;(3)在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同. 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量,如果它处在 *衡状态,则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种理想的物体, 它能 100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体,单位时间内从黑体表面单位面积 辐 射 的电 磁波 的总 能 量与 黑 体绝 对温 度的 四 次方 成 正比 ,即 P0= δ T4,其 中 常量 δ =5.67 × 10-8 W/(m2·K4). 在下面的问题中,把研究对象都简单地看做黑体. 有关数据及数学公式:太阳半径 Rs=696000 km,太阳表面温度 T=5770 K,火星半径 r= 3395 km,球 面积 S=4π R2,其中 R 为球半径. (1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为 2×10-7 m~1×10-5 m 范围,求相应的频率范围. (2 (3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为π r2(r 为火星半径)的圆盘上.已知太阳到火星的 距离约为太阳半径的 400 倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射.试估算火星的*均温度.
参考答案 一、1.C 运用相干条件分析. 2.AD 3.BD 4.C 5.D λ 0=nλ =n·(4d)=4nd 6.D 从图知,na<nb<nc,则可得介质中 va′>vb′>vc′,真空中 va=vb=vc=c,va<vb<vc,Ea<Eb<Ec,λ a >λ b>λ c,因此在双缝干涉中条纹间距 da>db>dc.

二、7. 8.7.5×1014 Hz,1.73×108 m/s;2.31×10-7 m 9.2×107,0.1% 三、10.2 11.(1) 设 从 O 点 射 入 薄 膜 中 的 光 线 的 折 射 角 为 r , 根 据 折 射 定 律 , 有 sini=nsinr, , 故 得

sin i

sin 45?

1

r=arcsin( )=arcsin(

)=arcsin =30

n

2

2

光在薄膜中传播的速率为 v=c/n=2.12×108 m/s
(2)乙光通过薄膜经过的路程 s= 2d cosr
乙光通过薄膜所用的时间:Δ t= s ? 2d v v cosr
当Δ t 取最大值Δ tm 时,对应薄膜的厚度最大,又因为Δ tm·Δ v=1,

2dm ? 1 v cosr ?v

所以

dm≈

v cosr 2?v

=1.15×10-2

m

12.(1)由 v= c ?

3.0 ?10 8 v1= 2 ?10 ?7

Hz=1.5×1015 Hz,

3.0 ?10 8 v2= 1?10 ?5

Hz=3×1013 Hz,

3×1013 Hz~1.5×1015 Hz.
(2) E=4π δ Rs2T4t, 代入数据得 E=1.38×1030 J (3)设火星表面温度为 T′,太阳到火星的距离为 d,
?r 2 P 入=4π Rs2δ T4 4?d 2 ,d=400Rs,

所以

??T 4r 2 P 入= (400)2 .

P 出=4π δ r2T′4, 火星处于*衡状态,P 入=P 出

??T 4r 2 (400) 2

=4π

δ

r2T′4,

所以 T′= T K=204 K. 800


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