（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 選考部分 第二章 光 電磁波 相對論 課時分層作業(yè) 四十二 2.2 光的波動性 電磁波 相對論.doc

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課時分層作業(yè) 四十二光的波動性　電磁波　相對論 (45分鐘　100分) 一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分) 1.(多選)下列有關光學現象的說法中正確的是 (　　) A.用光導纖維束傳送信息是光的衍射的應用 B.太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現象 C.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象更清晰 D.經過同一雙縫所得干涉條紋,紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度 E.激光測距是應用了激光平行性好的特點 【解析】選C、D、E。用光導纖維束傳送信息是光的全反射的應用,A錯誤;太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的色散現象,是光的折射的結果,B錯誤;在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可減弱反射光,從而使景象更清晰,C正確;紅光的波長比綠光的波長長,根據雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可知,經過同一雙縫所得干涉條紋,紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度,D正確;激光的平行性好,常用來精確測距,E正確。 2.(2016上海高考)在雙縫干涉實驗中,屏上出現了明暗相間的條紋,則 (　　) A.中間條紋間距較兩側更寬 B.不同色光形成的條紋完全重合 C.雙縫間距離越大條紋間距離也越大 D.遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋 【解析】選D。據干涉圖樣的特征可知,干涉條紋特征是等間距、彼此平行,故選項A錯誤;不同色光干涉條紋分布位置不相同,因此選項B錯誤;據公式Δx=λ可知,雙縫間距d越大,干涉條紋間距越小,故選項C錯誤;遮住一條縫后,變成了單縫衍射,光的衍射也有衍射條紋,故選項D正確。 3.(多選)下列說法正確的是 (　　) A.偏振光可以是橫波,也可以是縱波 B.光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象 C.醫(yī)用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理 D.X射線在磁場中能偏轉,穿透能力強,可用來進行人體透視 E.聲源與觀察者相互靠近時,觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率 【解析】選B、C、E。偏振是橫波的特有現象,光的偏振現象說明光是橫波,故A錯誤;照相機的鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象,照相機的鏡頭呈現淡紫色,因為可見光有“紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫”七種顏色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顧到一種顏色的光讓它完全進入鏡頭,一般情況下都是讓綠光全部進入的,這種情況下,在可見光中看到的鏡頭反光,其顏色就是藍紫色,因為反射光中已經沒有了綠光,故B正確;用光導纖維傳播信號是利用了光的全反射,C正確;X射線穿透力較強,但它不帶電,不能在磁場中偏轉,故D錯誤;根據多普勒效應可知聲源與觀察者相互靠近時,觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率,E正確。 4.(多選)(2018唐山模擬)下列說法正確的是 (　　) A.光導纖維傳輸信號是利用光的干涉現象 B.全息照相利用了激光相干性好的特性 C.光的偏振現象說明光是橫波 D.X射線比無線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現象 E.刮胡須的刀片的影子邊模糊不清是光的衍射現象 【解析】選B、C、E。光導纖維傳輸信號是利用光的全反射現象,選項A錯誤;全息照相利用了激光相干性好的特性,選項B正確;光的偏振現象說明光是橫波,選項C正確;X射線比無線電波波長小,不容易發(fā)生干涉和衍射現象,選項D錯誤;刮胡須的刀片的影子邊模糊不清是光的衍射現象,選項E正確。 5.如圖所示,半徑為R的圓形偏振片P的透振方向為豎直方向,一束橫截面半徑略小于R的平行自然光正對著偏振片P照射后射到屏上,現以光的傳播方向OO′為軸將偏振片P旋轉90,則在偏振片P旋轉的過程中 (　　) A.屏上出現圓形亮斑,亮度不變 B.屏上出現圓形亮斑,亮度變暗 C.屏上出現隨偏振片P旋轉的亮條紋,且亮度不變 D.屏上出現隨偏振片P旋轉的亮條紋,亮度變暗 【解析】選A。圓柱形光束通過偏振片后,屏幕上出現圓形亮斑,偏振片是讓特定方向振動的光透過去,只是相對光源的亮度減弱,故屏幕上依然出現圓形亮斑,C、D錯誤;自然光包含在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光,而且沿各個方向振動的光波的強度都相同,故轉動偏振片,透射方向雖然改變,但屏上依然是圓形亮斑,且亮度不變,A正確,B錯誤。 6.(多選)以下說法正確的是 (　　) A.太陽能真空玻璃管采用鍍膜技術增加透射光,這是利用了光的干涉原理 B.在受迫振動中,驅動力的頻率不一定等于物體的固有頻率 C.在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下,衍射現象很明顯 D.宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經過地球時,地球上的人觀察到飛船上的時鐘變快 E.液晶顯示器應用光的偏振制成 【解析】選A、B、E。太陽能真空玻璃管采用鍍膜技術增加透射光,這是利用了光的干涉原理,選項A正確;在受迫振動中,驅動力的頻率不一定等于物體的固有頻率,只是在驅動力的頻率等于物體的固有頻率時會發(fā)生共振現象,選項B正確;根據光發(fā)生明顯衍射的條件可知,只有當障礙物的尺寸比光的波長小或相近時,才會發(fā)生明顯衍射,故C選項錯誤;宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經過地球時,根據相對論效應,地球上的人觀察到飛船上的時鐘變慢,故D錯誤;液晶顯示器應用光的偏振制成,選項E正確。故選A、B、E。 7.(多選)(2018福州模擬)下列說法中正確的是 (　　) A.水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了衍射現象 B.雷達發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產生的 C.拍攝玻璃櫥窗內的物品時,可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光 D.紅色和藍色的激光在不同介質中傳播時波長可能相同 E.狹義相對論認為:真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 【解析】選C、D、E。水中的氣泡看上去比較明亮是因為光從水中射向氣泡時,有一部分光發(fā)生了全反射現象,選項A錯誤;均勻變化的電場或磁場只能產生恒定的磁場或電場,不能形成電磁波,雷達發(fā)射的電磁波一定是由周期性變化的電場或周期性變化的磁場產生的,選項B錯誤;拍攝玻璃櫥窗內的物品時,可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光,選項C正確;紅色和藍色激光頻率不同,在同一種介質中傳播時波速不同,波長不同,而紅色和藍色激光在不同介質中傳播時波長可能相同,選項D正確;狹義相對論認為:真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的,選項E正確。 8.(多選)電磁波在日常生活和生產中已經被大量應用了,下面說法中正確的是 (　　) A.手機通話使用的無線電波,波長比可見光長 B.銀行的驗鈔機和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線 C.電磁波不能發(fā)生偏振現象 D.機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領 E.夜視儀器能在較冷的背景下探測出較熱物體的紅外輻射 【解析】選A、D、E。手機通話使用的無線電波,其波長要大于可見光,A對;遙控器采用的是紅外線而不是紫外線,B錯;電磁波是橫波,可以發(fā)生偏振現象,C選項錯誤;機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領,D對;夜視儀器能在較冷的背景下探測出較熱物體的紅外輻射,E對。 二、非選擇題(本題共2小題,共36分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 9.(16分)如圖甲所示,在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中,將實驗儀器按要求安裝在光具座上,并選用縫間距d=0.20 mm的雙縫屏。然后,接通電源使光源正常工作。已知像屏與雙縫屏間的距離L=700 mm。 (1)已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游標尺)上有20分度。某同學調整手輪后,從測量頭的目鏡看去,使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊,如圖乙所示,此時測量頭上主尺和游標尺的示數如圖丙所示,則此示數為　　　mm;接著再轉動手輪,使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊,測得A條紋到B條紋間的距離為8.40 mm。利用上述測量結果,經計算可得經濾光片射向雙縫的色光的波長λ=　　　　 m(保留2位有效數字)。 (2)另一同學按實驗裝置安裝好儀器后,觀察到光的干涉現象很明顯。若他對實驗裝置進行改動后,在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數目有所增加。以下改動可能會實現這個效果的是　　　　。 A.僅將濾光片移至單縫和雙縫之間 B.僅將單縫與雙縫間距增大少許 C.僅將單縫與雙縫的位置互換 D.僅將紅色濾光片換成綠色濾光片 【解析】(1)測量頭上的示數為50.05 mm=0.25 mm;A條紋與B條紋間的距離為8.40 mm,共5個條紋間隔,則相鄰條紋間隔Δx=1.68 mm,由Δx=λ,解得色光的波長為λ=4.810-7 m。 (2)根據公式Δx=λ知,若要使觀察到清晰的條紋數目增加,即減小條紋間距,則需要減小色光的波長λ,即將紅色濾光片換成綠色濾光片,D正確。 答案:(1)0.25　4.810-7 (2)D 【加固訓練】 (2018武漢模擬)某同學在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中,已知單縫片與雙縫片間的距離為d1,雙縫間距離為d2,雙縫片到毛玻璃屏間距離為L,實驗時先移動測量頭上的手輪,第一次分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時(如圖甲所示),記下游標卡尺的讀數xA=　　　　mm(如圖丙所示);然后轉動手輪,把分劃線向右邊移動,第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時(如圖乙所示),記下此時游標卡尺的示數(如圖丁所示)xB=　　　　mm。計算實驗中紅光波長的表達式為λ= 　　　　(用字母d1或d2及L、xA、xB表示)。 【解析】游標卡尺讀數等于主尺讀數加上游標尺讀數,不需估讀。 圖丙主尺讀數是11 mm,游標尺與主尺對齊的刻度是4,讀數是:0.14 mm=0.4 mm,故xA=11.4 mm。 圖丁主尺讀數是16 mm,游標尺與主尺對齊的刻度是7,讀數是:0.17 mm=0.7 mm,故xB=16.7 mm。 再根據雙縫干涉條紋的間距公式Δx=λ,實驗中紅光波長的表達式為: 。 答案:11.4 　16.7　 10.(20分)激光已經深入到我們生活的各個方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙縫干涉測量激光的波長。 (1)如圖所示,在水平面上方適當位置固定激光光源,使其發(fā)射與水平面成30角斜向下的激光,在水平光屏上M點呈現一小光斑。放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚,激光光斑移至水平光屏上的N點。測得玻璃磚厚度為d= cm, MN=b=2 cm。根據以上信息,求該玻璃磚的折射率n。 (2)為測量該激光的波長,將激光垂直射向間距為d的雙縫(每個縫的寬度很窄,寬度可忽略),在雙縫后面距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊,經測量得出5條亮條紋之間的距離為a,求該激光的波長。 【解題指導】解答本題應關注以下兩點: (1)利用幾何關系求得入射角和折射角的正弦值,再應用n=求n。 (2)由公式Δx=λ計算波長。 【解析】(1)如圖所示, 設折射角所對的邊的長度為x,激光入射角 i=90-30=60, 由幾何關系知 sin i= sin r=, 由折射定律n= 聯立并代入數據解得n=。 (2)5條亮條紋之間的距離為a,則相鄰兩條亮條紋之間的距離Δx= 由條紋間距公式Δx=λ 聯立解得λ=。 答案:(1)　(2)