【物理】2020届一轮复习人教版光的波动性电磁波相对论作业（江苏专用） 6页

课时跟踪检测（四十六） 光的波动性 电磁波 相对论 对点训练：光的干涉、衍射及偏振 1．[多选]下列陈述中哪些是正确的(　　) A．光的衍射现象表明“光沿直线传播”只是近似的规律 B．在相同的条件下，用紫光照射双缝产生的干涉条纹的间距比用红光时大 C．产生干涉的两束光线的频率必须相同 D．衍射条纹有单色和彩色两种，干涉条纹只能是单色的 解析：选 AC　光的衍射现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在均匀介质 中，光才可以看作是沿直线传播的，故 A 正确；在相同的条件下，由双缝干涉条纹的间距 Δx ＝l dλ 可知，紫光的波长比红光短，用紫光照射双缝产生的干涉条纹的间距应比用红光时小， 故 B 错误；由产生干涉的条件知，产生干涉的两束光线的频率必须相同，故 C 正确；衍射 条纹和干涉条纹都有单色和彩色两种，用白光做双缝干涉，就会出现彩色条纹，故 D 错误。 2.[多选]抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示， 观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的 变化(　　) A．这主要是光的干涉现象 B．这主要是光的衍射现象 C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细 解析：选 BD　当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射， 该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则抽制的丝变细。 3．关于光学镜头增透膜，以下说法中错误的是(　　) A．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度 B．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的四分之一 C．增透膜利用光的干涉原理 D．涂有增透膜的镜头，各种色光的反射光全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较 好 解析：选 D　增透膜是利用光的干涉原理制成的，当光程差为光在膜中波长的一半时， 出现反射光减弱，减少光的反射损失，从而增加光的透射，则增透膜的厚度应为入射光在增 透膜中波长的 1/4，故 A、B、C 正确；镜头上的增透膜，一般是使对人眼灵敏的绿色光在 垂直入射时相互抵消，红色、紫色光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色， 故 D 错误。 4.把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫 起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入(如图)，这时可以看到亮暗相间的条纹。下面关于 条纹的说法中正确的是(　　) A．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏 B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏 C．将上玻璃板平行下移，条纹向着劈尖移动 D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动 解析：选 A　从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现干 涉条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的。 当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；若将薄 片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故 A 正确，B 错误；将上玻璃板平行下移，导致满足亮条纹光程差的间距远离劈尖移动，因此出现条纹远 离劈尖移动，故 C 错误；将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向着劈尖移 动，因此出现条纹向着劈尖移动，故 D 错误。 5．[多选]在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 P 点的距离之差 Δx＝0.6 μm，若分别用频 率为 f1＝5.0×1014 Hz 和 f2＝7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则 P 点出现明、暗条纹 的情况是(　　) A．用频率为 f1 的单色光照射时，出现明条纹 B．用频率为 f2 的单色光照射时，出现明条纹 C．用频率为 f1 的单色光照射时，出现暗条纹 D．用频率为 f2 的单色光照射时，出现暗条纹 解析：选 AD　λ1＝c f1＝ 3 × 108 5 × 1014 m＝6×10－7 m，λ2＝c f2＝ 3 × 108 7.5 × 1014 m＝4×10－7 m， n1＝Δx λ1 2 ＝6 × 10－7 3 × 10－7＝2，可见用频率 f1 的单色光照射时，双缝到光屏上 P 点的距离之差是半 波长的偶数倍，即波长的整数倍，会出现明条纹。故 A 正确，C 错误。n2＝Δx λ2 2 ＝6 × 10－7 2 × 10－7＝ 3，可见用频率 f2 的单色光照射时，双缝到光屏上 P 点的距离之差是半波长的奇数倍，会出 现暗条纹。故 B 错误，D 正确。 6．[多选](2018·宿迁期末)关于下列四幅图的说法中，正确的是(　　) A．甲图中电视机的遥控器是通过紫外线进行控制的 B．乙图的光纤通讯是利用全反射原理，其保密性比无线电波好 C．丙图中用标准平面检查光学平面的平整程度，是利用光的干涉原理 D．丁图为双缝干涉实验，若仅增大入射光的波长，则屏上相邻的亮条纹间距变小 解析：选 BC　由于红外线波长长，衍射能力强，电视机的遥控器是通过红外线进行控 制的，故 A 错误；在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理，由于发生全反射，没 有信号逸出，其保密性比无线电波好，故 B 正确；用透明的标准平面样板检查光学平面的 平整程度是利用光的薄膜干涉现象，故 C 正确；光的双缝干涉实验中，若仅增大入射光的 波长，根据公式 Δx＝l dλ，则干涉条纹间距变宽，故 D 错误。 7．如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形 成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。 在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　) A．红、黄、蓝、紫　　　　　　　 　B．红、紫、蓝、黄 C．蓝、紫、红、黄 D．蓝、黄、红、紫 解析：选 B　双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距， 故 a、c 是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距 Δx＝L dλ 可以知道波长 λ 越大，Δx 越大， 故 a 是红光，c 是蓝光。单缝衍射条纹是中间条纹明亮且宽大，越向两侧条纹宽度越小越暗， 而波长越大，中央亮条纹越粗，故 b、d 是单缝衍射图样，b 为紫光的单缝衍射图样，d 为 黄光单缝衍射图样。故从左向右依次是红光(双缝干涉)、紫光(单缝衍射)、蓝光(双缝干涉)和 黄光(单缝衍射)。所以选项 B 正确。 8．取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉 现象。有关这一现象的叙述正确的是(　　) A．这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果 B．这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光相干涉的结果 C．这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果 D．这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果 解析：选 B　光照射到两块玻璃板之间的空气膜，在上下表面发生反射，产生叠加，形 成干涉条纹，属于薄膜干涉，故 B 正确，A、C、D 错误。 9．(2019·南京联考)在用双缝干涉测量光的波长时，激光投射到两 条相距为 d 的狭缝上，双缝到屏的距离为 l。屏上 P 点到两狭缝距离相 等，该点出现________(选填“亮”或“暗”)条纹。A、B 两点分别为第 2 条和第 6 条亮条纹的中心位置，它们间的距离为 x，则激光的波长为 ________。 解析：两狭缝到屏上距离相等的点将出现亮条纹；A、B 两点分别为第 2 条和第 6 条亮 条纹的中心位置，它们间的距离为 x，则相邻条纹间距为 Δx＝ x 6－2＝x 4，根 Δx＝l dλ 知，激 光的波长为 λ＝dx 4l。 答案：亮　dx 4l 对点训练：电磁场、电磁波及相对论 10．[多选]下列说法正确的是(　　) A．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在 B．在电磁波的接收中，把有用的信号选择出来的过程叫解调 C．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是 γ 射线 D．验钞机是利用紫外线的特性工作的 解析：选 BD　麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，提出了光的电磁说， 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故 A 错误；在电磁波接收过程中，使声音信号或图像 信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故 B 正确；波长越长衍射越明显，各种电磁波 中最容易表现出衍射现象的是无线电波，故 C 错误；验钞机是利用紫外线的荧光效应的特 性工作的，故 D 正确。 11．[多选](2019·南通一模)下列关于电磁波的说法中符合实际的是(　　) A．电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 B．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度 C．可见光和医院“B 超”中的超声波在空气中的传播速度相同 D．电磁波和声波均能产生干涉、衍射、反射和折射现象 解析：选 BD　常用红外线做为脉冲信号来遥控电视机，故 A 错误；由于波源与接受者 的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以根据多普勒效应判 断遥远天体相对于地球的运动速度，故 B 正确；可见光传播的速度是光速，超声波在空气 中的传播速度是声速，二者传播的速度是不相等的，故 C 错误；干涉、衍射、反射和折射 现象都是波的特性，电磁波和声波均能产生干涉、衍射、反射和折射现象，故 D 正确。 12．我国计划在南京建立国际领先的大科学工程装置——“强流高亮度超导质子源”。 超导直线加速器将质子加速至 0.9 倍光速以上，加速过程中，质子的能量增加，则质子的质 量______(选填“增加”“不变”或“减小”)，其物质波波长_____(选填“增加”“不变” 或“减小”)。 解析：根据爱因斯坦的狭义相对论质量公式：m＝ m0 1－v2 c2 ，可知接近光速运动的物体 的质量会变大；因为动量 p＝mv 变大，根据 λ＝h p，可知物质波波长减小。 答案：增加　减小 13．(2019·泰州模拟)地球与月球相距为 L 0，若飞船以接近光速的速度 v 经过地球飞向 月球，地面上的人测得飞船经过 t1 时间从地球到达月球，在飞船内宇航员测得飞船经过 t2 时间从地球到达月球，则 t1______(选填“>”“＝”或“<”)t2；在飞船内宇航员测得地球、月 球相距为 L，则 L______(选填“>”“＝”或“<”)L0。 解析：根据相对论长度公式：L＝L0 1－(v c )2，可知，飞船内宇航员观测到地球、 月球间距离小于地面上的人观测的距离，即 L＜L0；根据位移与速度的比值，则时间为：t1＝ L0 v ，而飞船内宇航员测量从地球到月球的时间是：t2＝L v ，所以 t1>t2。 答案：>　< 考点综合训练 14．[多选](2019·苏锡常镇模拟)关于下列四幅图的说法，正确的是(　　) A．图甲中 C 摆开始振动后，A、B、D 三个摆中 B 摆的振幅最大 B．图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同 C．图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹 D．图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光，地面上的人认为光同时到达前后壁 解析：选 BC　图甲中 C 摆开始振动后，因 A 摆的摆长与 C 摆的相等，发生共振，则 A、B、D 三个摆中 A 摆的振幅最大，故 A 项错误；图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图 样，这两列水波的频率一定相同，故 B 正确；图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条 纹(条纹等间距)，下方为光的衍射条纹(中央条纹最宽，越往两侧越狭窄)，故 C 项正确；图 丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光，地面上的人认为地面是一个惯性系，光向前向后 传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，故 D 项错误。 15．[多选](2019·盐城中学模拟)下列说法中正确的是(　　) A．测量某星球上某些元素发出的光的频率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照， 就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度，这利用了多普勒效应 B．在生产和生活中，共振现象危害较大，因此要尽量避免发生共振 C．高速飞离地球的飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢 D．照相机镜头的偏振滤光片可使拍摄水下物体的影像更清晰，是利用光的干涉原理滤 去了水面的反射光 解析：选 AC　根据多普勒效应，当接收频率小于发出频率时，星球离我们而去，若接 收频率大于发出频率，则星球向我们靠近，故 A 正确；共振现象在生产和生活中有利也有 弊，因此要会利用和防止共振，选项 B 错误；根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对 性：t＝ t0 1－v2 c2 ，可知在高速飞行的宇宙飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故 C 正确； 反射光是偏振光，摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景像更清晰是利用光的 偏振现象，故 D 错误。 16．[多选](2018·泰州三模)下列说法中正确的有(　　) A．汽车减震系统的固有周期远大于外界冲击力的周期 B．照相机镜头涂有增透膜，各种颜色的可见光能几乎全部透过镜头 C．观看 3D 电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行 D．车站行李安检机采用 X 射线，X 射线穿透能力比紫外线强 解析：选 AD　汽车减震系统的固有周期远大于外界冲击力的周期，以免发生共振，故 A 正确；涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是因为增透膜减少了对人眼灵敏的绿光 的反射，增强了对绿光的透射，而红光和紫光有一些反射，并不是所有光，故 B 错误；观 看“3D 电影”所戴眼镜镜片为偏振片，两镜片透振方向互相垂直，故 C 错误；机场、车站 用来检查旅客行李包的透视仪是利用 X 射线的穿透本领，故 D 正确。