导学教程高考物理总复习 机械振动与机械波 光 电磁波 相对论 第二章 光 电磁波 相对论 第二节 光的波动性 电磁波 相对论限时检测 新人教版选修34.doc

光的波动性 电磁波 相对论限时检测(限时45分钟，满分100分)一、选择题(每小题6分，共54分)1(2016北京模拟)下列四种现象中与光的干涉有关的是a雨后空中出现彩虹b肥皂泡的表面呈现彩色c一束白光通过三棱镜后形成彩色光带d一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带解析雨后空中出现彩虹是太阳光经过悬浮在空气中的小液滴时发生色散而形成的，也就是七种单色光的折射率不同，而偏转程度不同而分成七种单色光，不是干涉，选项a错。肥皂泡的表面呈现彩色是由于白光在肥皂泡的前后表面的反射光相互叠加而干涉形成的，由于不同单色光波长不同，所以发生叠加后加强减弱的位置也不同，所以形成彩色条纹，选项b对。一束白光通过三棱镜后发生折射，由于折射率不同而发生色散形成彩色光带，选项c错。一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带。属于光的衍射而不是干涉，选项d错。答案b2下列说法中正确的是a光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象b用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象c门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象d照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象解析光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，a正确；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，b错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，c错误；照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度。是利用了光的干涉现象，d错误。答案a3下列说法中正确的是a频率相同的两列波叠加时，振动最强区域的质点位移总是最大b雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象c利用多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度d在近光速运动的列车中，车上的人看到车头与车尾同时发生的事件，而静止在地面上的人认为车头事件先发生解析振动最强区域的质点，是振动的振幅最大，但它仍然在平衡位置附近来回往复运动，位移随时间呈用期性变化，即位移可能为零，故选项a错误；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，是由于发生了光的干涉现象，故选项b错误；在近光速运动的列车中，车上的人以车为参考系，看到车头与车尾同时发生的事件对静止在地面上的人以自己为参考系而言，根据光速不变原理可知，他将认为车尾事件先发生，故选项d错误；选项c说法正确。答案c4有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图2211所示，则有关a、b光的说法正确的是图2211a在玻璃中传播时a光的速度较大b在同一双缝干涉实验装置发生干涉时，a光的干涉条纹间距较大c从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小d只有a光才是偏振光解析根据光路图知，a光的偏折程度大于b光，则a光的折射率大于b光的折射率，根据v知，a光在玻璃中传播的速度较小。答案c5如图2212所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的p点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则p到双缝s1、s2的距离之差|r1r2|应为图2212a.b.c. d.解析出现第3条暗条纹，说明s1、s2到p点距离之差为(2n1)，其中n3，而，所以|r1r2|，因而d是正确的。答案d6 (多选)下列说法中正确的是a人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射b光的色散现象都是由光的干涉引起的c根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波d光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大解析超声波的频率较大，波长较小，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项a正确；光的色散现象都是由光的折射引起的，选项b错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场周围才可以产生电磁渡，选项c错误；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，这样才能使得光在光导纤维丝的内芯发生全反射，选项d正确。答案ad7(多选) (2016安庆模拟)以下说法中正确的是a对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去b白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象c红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变d用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉e不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的解析波长越长的光越容易发生衍射现象，故越容易绕过障碍物，所以a正确；白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，所以b错误；红光由空气进入水中，频率不变，故颜色不变，传播速度减小，故波长变短，所以c错误；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，即薄膜干涉，所以d正确；根据狭义相对性原理，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的，故e正确。答案ade8 (多选)双缝干涉实验装置如图2213所示，双缝间的距离为d，双缝到像屏的距离为l，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹。关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是图2213a若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将变得不清晰b若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹c若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻明条纹间的距离变小d若将双缝间距离d减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离变大解析双缝到像屏的距离l不影响干涉条纹的清晰，a错，b对；当双缝间距d变小时，由x知，x应变大，d正确。答案bd9 (多选)关于光的干涉、衍射及其应用，下列说法中正确的是a在光的干涉和衍射的现象中，都出现明暗相间的条纹或彩色条纹，因此干涉现象和衍射现象是相同的b水面上的油层在阳光的照射下出现彩色条纹是干涉现象，泊松亮斑是衍射现象c增透膜增加透射光、减小反射光是利用了光的干涉d激光防伪商标，看起来是彩色的，这是光的干涉现象解析光的干涉和衍射虽然有很多共性，但属于不同的光现象，a项错误；油膜的彩色条纹是薄膜干涉产生的，泊松亮斑是光衍射产生的，b项正确；增透膜的作用是增加透射光的强度，减小反射光的损失，厚度应等于光波在膜中波长的1/4，其原理是利用了光的干涉，c项正确；激光防伪商标的彩色条纹是薄膜干涉引起的，d项正确。答案bcd二、非选择题(共46分)10(14分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题：(1)图2214中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是_。(2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。图2214元件代号abcde元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源c放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为_。(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d0.50 mm，双缝到光屏的距离l0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图2215甲所示，分划板在图中a位置时游标卡尺读数如图2215乙所示，则其读数为_mm；在b位置时游标卡尺读数如图丙所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为_m。图2215解析(1)图甲中的条纹间距和宽度相同，是干涉图样，图乙是衍射图样。(2)光源发出的白光，各种频率都有，加上e后通过的只有红光了，变成单色光，加上d和b，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为cedba。(3)a位置的读数为111.10 mm，图甲中a、b之间的距离为(115.60111.10) mm4.50 mm，则相邻亮条纹的间距为x mm0.64 mm，再根据条纹间距公式x，代入数据得波长为6.4107 m。答案(1)甲(2)cedba(3)111.106.410711 (16分)解答下列关于电磁波的问题：(1)下列说法正确的是a电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质b电磁波在任何介质中的传播速率都相同，机械波在同一介质中的传播速率相同c电磁波与机械波都不能产生干涉现象d电磁波与机械波都能产生衍射现象(2)某居住地a位于某山脉的一边，山脉的另一边p处建有一无线电波发射站，如图2216所示。该发射站可发送频率为400 khz的中波和频率为400 mhz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3.0108 m/s，求：图2216该中波和微波的波长各是多少；发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地a处的？哪种波到达a处的效果好些？解析(1)电磁波传播不需要介质，且在不同介质中传播速度不同，即v，故a正确、b错误；电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象，故c错、d正确。(2)由得：中波波长1 m750 m微波波长2 m0.75 m电磁波绕过山脉到达a处，是光的衍射现象。由于中波波长长，衍射现象更明显，效果更好。答案(1)ad(2)750 m0.75 m衍射中波12 (16分)(2016黄山模拟)在用红光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离为0.5 mm，测得双缝到光屏的距离为1.0 m，在光屏上第一条暗条纹到第六条暗条纹间的距离为7.5 mm，则：(1)此红光的频率为多少？它在真空中的波长为多