高中物理3-4波动光学专题练习（带详解) 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．a、b两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，下列说法正确的是（）A．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小B．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能D．通过同一玻璃三棱镜，a光的偏折程度大E.分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄2．如图所示分别是a光、b光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变)，则下列说法正确的是_______。

A．在真空中，单色光a的波长大于单色光b的波长B．在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度C．双缝干涉实验时a光产生的条纹间距比b光的大D．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大E.光由同一介质射入空气，发生全反射时，a光的临界角比b光大3．下列有关光学现象的说法正确的是________。

A．光从光密介质射入光疏介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射B．光从光密介质射人光疏介质，其频率不变，传播速度变小C．光的干涉，衍射现象证明了光具有波动性D．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变小E.频率相同、相位差恒定的两列波相遇后能产生稳定的干涉条纹4．如图所示是一玻璃球体，O为球心，cO水平，入射光线ab与cO平行，入射光线ab包含a、b两种单色光，经玻璃球折射后色散为a、b两束单色光．下列说法正确的是（）A．a光在玻璃球体内的波长大于b光在玻璃球体内的波长B．上下平移入射光线ab，当入射点恰当时，折射光线a或b光可能在球界面发生全反射C．a光在玻璃球内的传播速度大于b光在玻璃球内的传播速度D．在同一双缝干涉实验中，仅把a光照射换用b光，观察到的条纹间距变大5．下列说法正确的是________。

A．利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量B．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象C．泊松亮斑是光透过圆盘形成的衍射现象D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象E.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的衍射原理6．下列有关波动现象的特性与应用说法正确的是（）A．医学诊断时用“B超”仪器探测人体内脏，是利用超声波的多普勒效应B．5G通信技术（采用3300﹣5000MHz频段），相比现有的4G通信技术（采用1880﹣2635MHz频段），5G容量更大，信号粒子性更显著C．在镜头前装偏振片，可以减弱镜头反射光D．电子显微镜的电子束速度越大，电子显微镜分辨本领越强7．下列说法中正确的是（）A．光的偏振现象证明了光波是横波B．机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短C．白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度E.在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象8．下列现象中能说明光具有波动性的有（）A．光的干涉B．光的衍射C．光电效应D．光的偏振现象9．利用光的干涉，两台相距很远(几千公里)联合动作的射电望远镜观察固体的射电恒星，可以精确测定大陆板块漂移速度，模型可简化为如图所示的双缝干涉，将射电恒星看成点光源S，分别在地球上不同大陆的两个望远镜相当于两个狭缝S1、S2，它们收到的光满足相干条件，汇集两望远镜信号的接收器相当于光屏，设某时刻光屏上P点到S1、S2的距离相等，S到S1、S2的距离也相等，当S2向上远离S1时，下列说法中正确的有()A．P点接收到的干涉信号先变强B．P点接收到的干涉信号先变弱C．干涉条纹间距发生改变D．干涉条纹间距不变10．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（）A．一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C．海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景D．一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化11．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（）A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹二、单选题12．雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。

如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。

下面说法正确的是（ ）A ．a 光线是红光，b 光线是紫光B ．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光条纹间距大于b 光条纹间距C ．a 光在水滴中的传播时间比b 光在水滴中的传播时间长D ．遇到同样的障碍物，a 光比b 光更容易发生明显衍射13．下列说法正确的是（ ）A ．系统做受迫振动的频率与其固有频率有关B ．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关C ．当波源与观察者互相靠近时，接受到的波的频率变小D ．根据爱因斯坦质能方程，质量为m 的物体具有的能量是E =212mc 14．下列说法正确的是（ ）A ．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B ．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C ．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场D ．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大15．5G 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G 网络．5G 网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前4G 及以下网络（通信频率在0.3GHz ～3.0GHz 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来5G 网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10G bps （bps 为bits per second 的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G 网络的50-100倍．关于5G 网络使用的无线电波，下列说法正确的是A．在真空中的传播速度更快B．在真空中的波长更长C．衍射的本领更强D．频率更高，相同时间传递的信息量更大16．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则以下说法中正确的是A．a光频率比b光频率大B．水对a光的折射率比b光大C．在真空中，a光的传播速度比b光大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹间距a光的比b光的宽17．如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，.则()A．λa<λb，n a>n b B．λa>λb，n a<n bC．λa<λb，n a <n b D．λa>λb，n a >n b三、填空题18．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，用波长为5.30×10－7m的激光，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是__________（填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将_________（填“变宽”、“变窄”或“不变”）．四、解答题19．不同频率或波长的电磁波具有不同的功能，如某台电视机接收的微波频率f=3×109Hz，某广播电台发射的无线电波的波长λ=500m。

各种电磁波在真空中传播的速度是相同的。

问：(1)电磁波在真空中传播的速度c是多少？(2)频率为3×109Hz的微波的波长是多少？20．利用双缝干涉测量光的波长实验中，双缝间距d=0.3mm，双缝到光屏的距离L=1.0m，用红色光照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，如图甲所示，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第8条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示。

(i)求相邻亮条纹的中心间距Δx(ii)求红色光的波长入(结果保留3位有效数字)(ii)在其他条件不变的情况下，仅将红色光改成绿色光，条纹间距将变大还是变小?参考答案1．BCEA．由题知a光的临界角大于b光的临界角，根据1sin Cn=可知a光的折射率较小，波长较大，光以相同的入射角从空气斜射入水中，根据sin sin inr=可知a光的折射角较大，故A错误；B．根据双缝干涉条纹间距公式L xd λ∆=因a光的波长较大，所以a光形成的相邻亮条纹间距大，故B正确；C．a光的频率小，照射某金属表面能发生光电效应，所以b光频率大，也一定能发生光电效应，故C正确；D．a光的折射率较小，通过玻璃三棱镜后，偏折程度小，故D错误；E．a光的频率小，波长长，通过单缝发生衍射，中央亮条纹宽，故E正确。

故选BCE。

2．ACEA．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，由于a光的中央亮条纹较粗，则a光的波长较大，故A正确；B．根据cfλ=知，a光的波长较大，a光的频率较小，a光的折射率较小，根据cvn=得，a光的传播速度较大，故B错误；C．根据Lxdλ∆=得双缝干涉实验时a光产生的条纹间距比b光的大，故C正确；D．发生折射时光线的传播方向可能发生改变，不改变光的频率，故D错误；E．由临界角公式1sinCn=可知，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，故E正确；故选ACE。

3．ACEA．发生全发射的条件是，光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，故A 正确；B．光从光密介质射到光疏介质，频率不变，根据cvn=可知，折射率减小，所以速度增大，故B错误；C．光的衍射和干涉是波独有的现象，所以可以说明光具有波动性，故C正确；D．红光的波长大于紫光，根据条纹间距公式可知l xd λ∆=红光的条纹间距大于紫光，故D错误；E．两列波发生稳定的干涉现象的条件是频率相同，相位差恒定，故E正确。

故选ACE。

4．ACA．由图可知，b光的折射程度比a光大，可知玻璃对b光的折射率比a光大，b光的频率较大，则b光的波长较小，选项A正确；B．因光线ab从玻璃球中出射时的入射角等于进入玻璃球中的折射角，可知此角总小于临界角，则折射光线a或b光不可能在球界面发生全反射，选项B错误；C．根据v=c/n可知，因为玻璃对b光的折射率比a光大，则a光在玻璃球内的传播速度大于b光在玻璃球内的传播速度，选项C正确；D．根据lxdλ∆=可知，因b光的波长较小，则在同一双缝干涉实验中，仅把a光照射换用b光，观察到的条纹间距变小，选项D错误．5．ACDA．由单摆周期公式可得2T=，与质量无关，所以利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量，故A正确；B．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故B错误；C．泊松亮斑是光透过圆盘形成的衍射现象，故C正确；D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故D正确；E．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理，故E错误。