高三物理光學(xué)與波動(dòng)綜合卷考試時(shí)間：120分鐘?總分：100分?年級(jí)/班級(jí)：高三（X）班

高三物理光學(xué)與波動(dòng)綜合卷

一、選擇題

1.一束單色光從空氣射入水中，下列說法正確的是

A.光的頻率發(fā)生變化

B.光的波長(zhǎng)變短

C.光的傳播速度變小

D.光的折射率變大

2.關(guān)于干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)一定是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)

B.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋

C.光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性

D.所有波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象

3.關(guān)于衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.只有波長(zhǎng)與障礙物尺寸相差不多時(shí)才能發(fā)生衍射

B.衍射現(xiàn)象是光偏離直線傳播的現(xiàn)象

C.光的衍射現(xiàn)象說明光具有粒子性

D.衍射現(xiàn)象不會(huì)影響光的能量

4.關(guān)于偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.自然光可以通過偏振片變成偏振光

B.偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波

C.偏振現(xiàn)象是光的反射現(xiàn)象

D.所有波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象

5.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是

A.電磁波在真空中傳播速度等于光速

B.電磁波的頻率越高，波長(zhǎng)越長(zhǎng)

C.電磁波的能量與頻率成正比

D.電磁波只能發(fā)生反射現(xiàn)象

6.關(guān)于全反射現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)可能發(fā)生全反射

B.全反射的條件是入射角大于臨界角

C.全反射現(xiàn)象是光的折射現(xiàn)象

D.全反射現(xiàn)象不能用于光纖通信

7.關(guān)于光的色散現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.光的色散是由于不同色光的折射率不同

B.紅光的折射率比紫光的折射率大

C.光的色散現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性

D.光的色散現(xiàn)象與光的頻率無關(guān)

8.關(guān)于波的疊加原理，下列說法正確的是

A.兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)一定是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)

B.波的疊加原理適用于所有波

C.波的疊加原理是波動(dòng)性的重要特征

D.波的疊加原理說明波具有粒子性

9.關(guān)于波的干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)減弱的點(diǎn)一定是振動(dòng)最弱的點(diǎn)

B.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋

C.波的干涉現(xiàn)象是波的疊加原理的特例

D.波的干涉現(xiàn)象說明波具有粒子性

10.關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.只有波長(zhǎng)與障礙物尺寸相差不多時(shí)才能發(fā)生衍射

B.衍射現(xiàn)象是波偏離直線傳播的現(xiàn)象

C.波的衍射現(xiàn)象是波的疊加原理的特例

D.波的衍射現(xiàn)象說明波具有粒子性

二、填空題

1.一束單色光從空氣射入水中，光的頻率為5×10^14Hz，光在空氣中的傳播速度為3×10^8m/s，求光在水中的傳播速度和波長(zhǎng)。

2.在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為0.5mm，屏到雙縫的距離為1m，用波長(zhǎng)為600nm的單色光照射，求屏上相鄰兩條明條紋之間的距離。

3.一束單色光從空氣射入水中，入射角為30°，折射角為22°，求水的折射率。

4.在干涉實(shí)驗(yàn)中，兩列波的振幅分別為0.1cm和0.2cm，頻率分別為500Hz和600Hz，求兩列波的波長(zhǎng)和周期。

5.在衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為500nm的單色光照射到一個(gè)寬度為0.1mm的狹縫上，求衍射角為30°時(shí)的衍射距離。

6.一束自然光通過偏振片后變成偏振光，偏振片的偏振方向與入射光的偏振方向之間的夾角為60°，求透射光的強(qiáng)度。

7.電磁波在真空中傳播速度為3×10^8m/s，頻率為100MHz，求電磁波的波長(zhǎng)。

8.光從玻璃射入水中，入射角為45°，臨界角為42°，求玻璃的折射率。

9.在波的疊加實(shí)驗(yàn)中，兩列波的振幅分別為0.1m和0.2m，頻率分別為100Hz和150Hz，求兩列波的波長(zhǎng)和周期。

10.在波的干涉實(shí)驗(yàn)中，兩列波的振幅分別為0.1m和0.2m，頻率分別為500Hz和600Hz，求兩列波的波長(zhǎng)和周期。

三、多選題

1.關(guān)于光的干涉現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)一定是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)

B.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋

C.光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性

D.所有波都能發(fā)生干涉現(xiàn)象

2.關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.只有波長(zhǎng)與障礙物尺寸相差不多時(shí)才能發(fā)生衍射

B.衍射現(xiàn)象是光偏離直線傳播的現(xiàn)象

C.光的衍射現(xiàn)象說明光具有粒子性

D.所有波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象

3.關(guān)于光的偏振現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.自然光可以通過偏振片變成偏振光

B.偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波

C.偏振現(xiàn)象是光的反射現(xiàn)象

D.所有波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象

4.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是

A.電磁波在真空中傳播速度等于光速

B.電磁波的頻率越高，波長(zhǎng)越長(zhǎng)

C.電磁波的能量與頻率成正比

D.電磁波只能發(fā)生反射現(xiàn)象

5.關(guān)于全反射現(xiàn)象，下列說法正確的是

A.光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)可能發(fā)生全反射

B.全反射的條件是入射角大于臨界角

C.全反射現(xiàn)象是光的折射現(xiàn)象

D.全反射現(xiàn)象不能用于光纖通信

四、判斷題

11.光的干涉現(xiàn)象是由于光的折射產(chǎn)生的

12.衍射現(xiàn)象是光偏離直線傳播的現(xiàn)象

13.偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波

14.電磁波在真空中傳播速度小于光速

15.全反射現(xiàn)象是光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象

16.光的色散現(xiàn)象是由于不同色光的折射率不同

17.波的疊加原理適用于所有波

18.楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋

19.波的衍射現(xiàn)象是波的疊加原理的特例

20.自然光可以通過偏振片變成偏振光

五、問答題

21.解釋為什么白光通過三棱鏡后會(huì)分解成七色光。

22.在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，如何改變相鄰兩條明條紋之間的距離？

23.為什么光纖通信能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸？

試卷答案

一、選擇題

1.C

解析：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，速度和波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生變化。光從空氣進(jìn)入水中，速度變小，根據(jù)v=λf，波長(zhǎng)也會(huì)變短，折射率變大。

2.B

解析：楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證光的波動(dòng)性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，當(dāng)單色光通過雙縫后在屏幕上會(huì)形成明暗相間的干涉條紋。

3.A

解析：衍射是波特有的現(xiàn)象，當(dāng)波長(zhǎng)與障礙物尺寸相差不多或更大時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。

4.B

解析：偏振是橫波特有的現(xiàn)象，光是一種橫波，因此光可以發(fā)生偏振現(xiàn)象。偏振片可以將自然光變成偏振光。

5.A

解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，即3×10^8m/s。電磁波的頻率越高，波長(zhǎng)越短，能量越大。

6.B

解析：全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角。當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，光線全部反射回光密介質(zhì)，發(fā)生全反射。

7.A

解析：光的色散是由于不同色光的折射率不同造成的。紅光的折射率比紫光的折射率小，白光通過三棱鏡后分解成七色光就是色散現(xiàn)象。

8.B

解析：波的疊加原理適用于所有波，包括機(jī)械波和電磁波。當(dāng)兩列波相遇時(shí)，振動(dòng)會(huì)疊加，但波本身不會(huì)消失。

9.A

解析：兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)一定是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)，振動(dòng)減弱的點(diǎn)一定是振動(dòng)最弱的點(diǎn)。

10.A

解析：衍射是波特有的現(xiàn)象，當(dāng)波長(zhǎng)與障礙物尺寸相差不多或更大時(shí)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。

二、填空題

1.2.25×10^8m/s；6000nm

解析：光在空氣中的頻率為5×10^14Hz，根據(jù)v=λf，光在空氣中的波長(zhǎng)為λ=3×10^8m/s/5×10^14Hz=6×10^-7m=6000nm。光在水中的折射率n=c/v=3×10^8m/s/2.25×10^8m/s=4/3，根據(jù)n=c/λ，光在水中的波長(zhǎng)為λ=c/n=3×10^8m/s/(4/3)=2.25×10^8m/s，光在水中的波長(zhǎng)為λ'=λ/n=6000nm/(4/3)=4500nm。

2.1.2mm

解析：根據(jù)Δx=Lλ/d，相鄰兩條明條紋之間的距離為Δx=1m×600nm/0.5mm=1m×6×10^-7m/0.5×10^-3m=1.2mm。

3.1.36

解析：根據(jù)n=sini/sinr，水的折射率為n=sin30°/sin22°≈0.5/0.3746≈1.33。

4.6000nm；2ms；6000nm；0.00167s

解析：根據(jù)v=λf，波長(zhǎng)為λ=c/f=3×10^8m/s/500Hz=6×10^5m=6000nm；周期為T=1/f=1/500Hz=0.002s。另一列波的波長(zhǎng)為λ'=c/f'=3×10^8m/s/600Hz=5×10^5m=5000nm；周期為T'=1/f'=1/600Hz=0.00167s。

5.1.73×10^-3m

解析：根據(jù)dsinθ=λ，衍射距離為x=Ltanθ≈Lsinθ，x=Lλ/d=1m×500nm/0.1mm=1m×5×10^-7m/0.1×10^-3m=5×10^-3m，x≈1.73×10^-3m。

6.0.25I

解析：根據(jù)馬呂斯定律，透射光的強(qiáng)度為I=I?cos2θ=I?cos260°=I?(1/2)2=0.25I?。

7.3m

解析：根據(jù)c=λf，電磁波的波長(zhǎng)為λ=c/f=3×10^8m/s/100MHz=3×10^8m/s/100×10^6Hz=3m。

8.1.5

解析：根據(jù)n=sini/sinr，玻璃的折射率為n=sin45°/sin42°≈0.7071/0.6691≈1.06。

9.3m；0.01s；3m；0.01s

解析：根據(jù)v=λf，波長(zhǎng)為λ=c/f=3×10^8m/s/100Hz=3×10^6m=3m；周期為T=1/f=1/100Hz=0.01s。另一列波的波長(zhǎng)為λ'=c/f'=3×10^8m/s/150Hz=2×10^6m=2m；周期為T'=1/f'=1/150Hz=0.00667s。

10.3m；0.01s；3m；0.01s

解析：同上。

四、判斷題

11.×

解析：光的干涉現(xiàn)象是由于光的疊加產(chǎn)生的，與折射無關(guān)。

12.√

解析：衍射是波特有的現(xiàn)象，當(dāng)波遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生偏離直線傳播的現(xiàn)象。

13.√

解析：偏振是橫波特有的現(xiàn)象，光是一種橫波，因此光可以發(fā)生偏振現(xiàn)象。

14.×

解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，即3×10^8m/s。

15.×

解析：全反射是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。

16.√

解析：光的色散是由于不同色光的折射率不同造成的。

17.√

解析：波的疊加原理適用于所有波，包括機(jī)械波和電磁波。

18.√

解析：楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證光的波動(dòng)性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，當(dāng)單色光通過雙縫后在屏幕上會(huì)形成明暗相間的干涉條紋。

19.√

解析：波的衍射現(xiàn)象是波的疊加原理的特例，當(dāng)波遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生偏離直線傳播的現(xiàn)象。

20.√

解析：偏振是橫波特有的現(xiàn)象，光是一種橫波，因此光可以發(fā)生偏振現(xiàn)象。自然光可以通過偏振片變成偏振光。

五、問答題

21.白光是由各種顏色的光組成的，不同顏色的光的頻率