上海高三物理复习光学专题.docx

上海高三物理复习光学专题.docx

《上海高三物理复习光学专题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海高三物理复习光学专题.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

上海高三物理复习光学专题

第十二章光的性质专题

内容

知识点

学习水平

说明

光的性质

光的干涉光的衍射

B

光的电磁说

A

光电效应光子说

A

光的波粒二象性

A

对光本性的认识过程

A

观察光的干涉现象和衍射现象

（学生实验）

B

一．光的本性学说的历史发展

牛顿：

微粒说；惠更斯：

波动说；麦克斯韦：

电磁说；爱因斯坦：

光子说；光的波粒二象性

【典型例题】

1．（1993上海）17世纪，物理学家提出了光的波动说。

为了解释实验，爱因斯坦提出了光子说。

2．（1997上海）关于光的本性，早期有牛顿的微粒说和惠更斯的说，后来又有麦克斯韦的电磁说。

本世纪初，为解释现象，爱因斯坦提出了光子说。

3．（2006上海）人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。

下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是（）

（A）牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的

（B）光的双缝干涉实验显示了光具有波动性

（C）麦克斯韦预言了光是一种电磁波

（D）光具有波粒两象性

二．光的波动性

1．光的干涉

两束频率相同的光在空间互相叠加，某些区域振动始终加强，某些区域振动始终减弱，并且振动加强区域和减弱区域相互间隔，这种现象叫做光的干涉。

要产生光的干涉现象，两个光源必须是相干光源。

杨氏双缝干涉实验（托马斯·杨）

双缝干涉实验装置如图所示，其中单缝的作用是，双缝的作用是，光屏的作用是。

观察到的现象是。

双缝干涉中如果光源发出的是单色光，则干涉图样是明暗相间的条纹；如果光源是白光，则干涉图样是彩色条纹。

双缝干涉图样的特征是相邻两亮条纹或暗条纹之间的距离总是相等的。

在实验装置相同的情况下，用不同的单色光做实验，条纹间的距离是不同的，红光最宽，紫光最短。

【典型例题】

4．（1996上海）用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是（）

（A）相邻干涉条纹之间的距离相等

（B）中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍

（C）屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大

（D）在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距

5．（1994上海）用红光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹。

在其他条件不变的情况下，改用紫光做实验，则干涉条纹间距将变。

如果改用白光做实验，在屏上将出现色条纹。

6．（1997全国）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），这时（　）

（A）只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失

（B）红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

（C）任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

（D）屏上无任何光亮

7．如图所示是做双缝干涉实验的示意图。

先做操作1：

用两块不同颜色的滤色片分别挡住双缝屏上、下两半I和Ⅱ。

接着再做操作2：

用不透明的挡板挡住b缝。

若两块滤色片一块是红色，一块是蓝色，则（）

（A）完成操作1后，光屏上出现的是图（b）图案，且甲是红色条纹，乙是蓝色条纹

（B）完成操作1后，光屏上出现的是图（c）图案，且丙是蓝色条纹，丁是红色条纹

（C）完成操作2后，光屏上出现的是图（b）图案，且甲是蓝色条纹，乙是红色条纹

（D）完成操作2后，光屏上出现的是图（c）图案，且丙是红色条纹，丁是蓝色条纹

8．（2005广东）如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。

对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取或的方法。

9．（2006全国）利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：

（A）将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄

（B）将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽

（C）将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

（D）换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄

（E）去掉滤光片后，干涉现象消失

其中正确的是：

。

薄膜干涉

【典型例题】

10．（2002上海）如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，p是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（）

11．

（2008上海）用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象，图（a）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的平面内缓慢旋转，观察到的现象是（）

（A）当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°

（B）当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°

（C）当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°

（D）干涉条纹保持不变

12．（2004全国）下面是四种与光有关的事实

①用光导纤维传播信号

②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度

③一束白光通过三棱镜形成彩色光带

④水面上的油膜呈现彩色

其中，与光的干涉有关的是（）

（A）①④（B）②④（C）①③（D）②③

13．

如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤色片产生的。

检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的？

（）

（A）a的上表面和b的下表面

（B）a的上表面和b的上表面

（C）a的下表面和b的上表面

（D）a的下表面和b的下表面

14．

（2003上海）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图a所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图b所示，干涉条纹有如下特点：

（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等，

（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定，现若将图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）

（A）变疏（B）变密（C）不变（D）消失

2．光的衍射

光绕过障碍物（或孔隙）而偏离直线传播的现象叫做光的衍射。

要观察到明显的光的衍射现象，障碍物（或孔隙）的尺寸必须比光波的波长小或与它差不多。

单缝衍射

单缝衍射图样的中央亮纹较宽，其两侧亮纹的亮度明显递减。

红光单缝衍射

蓝光单缝衍射

白光单缝衍射

【典型例题】

15．

（2005上海）部分电磁波的大致波长范围如图所示。

若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象，可选用波段的电磁波，其原因是。

16．（2000上海）单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是（）

17．（1995全国）在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝），可以看到（）

（A）黑白相间的直条纹（B）黑白相间的弧形条纹

（C）彩色的直条纹（D）彩色的弧形条纹

18．（2007上海）光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹，衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应，这一现象说明（）

（A）光是电磁波（B）光具有波动性

（C）光可以携带信息（D）光具有波粒二象性

19．（2008上海）在杨氏双缝干涉实验中，如果（）

（A）用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

（B）用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹

（C）用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹

（D）用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹

圆孔衍射

圆孔衍射图样是明暗相间的同心圆环

刮胡刀片的阴影

【典型例题】

20．

（2001上海）A、B两幅图是由单色光分别射到圆孔而形成的图象，其中图A是光的（填干涉或衍射）图象。

由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径（填“大于”或“小于”）图B所对应的圆孔的孔径。

3．电磁波谱

　　麦克斯韦提出光的电磁说，后经赫兹实验证实。

各种电磁波按频率由小到大的顺序排列构成了电磁波谱：

无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

在真空中有相同的传播速度c＝3.00×108m/s。

它们的波长λ，波速v，频率f的关系服从共同的规律

v＝λf

红外线最显著的是热作用；紫外线最显著的是化学作用；X射线有非常强的穿透能力；γ射线的穿透能力更强。

红光波长0.77～0.62微米，频率3.9～4.8×1014赫兹；紫光波长0.45～0.40微米，频率6.7～7.5×1014赫兹；

【典型例题】

21．（2004上海）下列说法中正确的是（）

（A）光的干涉和衍射现象说明光具有波动性

（B）光的频率越大，波长越大

（C）光的波长越大，光子的能量越大

（D）光在真空中的传播速度为3.00×108m/s

22．（1990上海）单色光从空气射到水中，它的（）

（A）频率和波长都要改变

（B）波长和传播速度都要改变

（C）传播速度和颜色都要改变

（D）频率和颜色都要改变

23．（2006广东）目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。

下列关于雷达和电磁波说法正确的是（）

（A）真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间

（B）电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的

（C）测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离

（D）波长越短的电磁波，反射性能越强

三．光的粒子性

1．光电效应现象

在光的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应。

发射出的电子叫做光电子。

光电效应的规律：

（1）任何一种金属都有一个极限频率ν0（或极限波长λ0），入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；

（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大；

（3）光电子的发射几乎是瞬时的；

（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。

光电效应规律中的前三条，都无法用经典的波动理论来解释。

【典型例题】

24．（1998上海）下列实验中，能证实光具有粒子性的是（）

（A）光电效应实验

（B）光的双缝干涉实验

（C）光的圆孔衍射实验

（D）α粒子散射实验

25．（2001上海）光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是（）

（A）用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转

（B）用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转

（C）锌板带的是负电荷

（D）使验电器指针发生偏转的是正电荷

26．

（2008上海）如图所示，用导线将验电器与洁净鋅板连接，触摸锌板使验电器指示归零，用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带电（选填“正”或“负”）；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会偏转，说明金属锌的极限频率红外线的频率（选填“大于”或“小于”）。

27．对光电效应作出合理解释的物理学家是（）

（A）爱因斯坦（B）玻尔（C）查德威克（D）德布罗意

28．（2005上海）2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献。

爱因斯坦对物理学的贡献有（）

（A）创立“相对论”（B）发现“X射线”

（C）提出“光子说”（D）建立“原子核式模型”

29．（1998上海）某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是（）

（A）延长光照时间（B）增大光的强度

（C）换用波长较短的光照射（D）换用频率较低的光照射

30．（