（全國(guó)通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 選考部分 第二章 光 電磁波 相對(duì)論 課時(shí)分層作業(yè) 四十二 2.2 光的波動(dòng)性 電磁波 相對(duì)論.doc

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課時(shí)分層作業(yè) 四十二光的波動(dòng)性　電磁波　相對(duì)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(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說(shuō)法中正確的是 (　　) A.用光導(dǎo)纖維束傳送信息是光的衍射的應(yīng)用 B.太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象 C.在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)的景物,可使景象更清晰 D.經(jīng)過(guò)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(cè)距是應(yīng)用了激光平行性好的特點(diǎn) 【解析】選C、D、E。用光導(dǎo)纖維束傳送信息是光的全反射的應(yīng)用,A錯(cuò)誤;太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡形成彩色光譜是光的色散現(xiàn)象,是光的折射的結(jié)果,B錯(cuò)誤;在照相機(jī)鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時(shí)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(zhǎng)比綠光的波長(zhǎng)長(zhǎng),根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可知,經(jīng)過(guò)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(lái)精確測(cè)距,E正確。 2.(2016上海高考)在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋,則 (　　) A.中間條紋間距較兩側(cè)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(jù)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(xiàng)A錯(cuò)誤;不同色光干涉條紋分布位置不相同,因此選項(xiàng)B錯(cuò)誤;據(jù)公式Δx=λ可知,雙縫間距d越大,干涉條紋間距越小,故選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D正確。 3.(多選)下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.偏振光可以是橫波,也可以是縱波 B.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 C.醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 D.X射線在磁場(chǎng)中能偏轉(zhuǎn),穿透能力強(qiáng),可用來(lái)進(jìn)行人體透視 E.聲源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率 【解析】選B、C、E。偏振是橫波的特有現(xiàn)象,光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波,故A錯(cuò)誤;照相機(jī)的鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,照相機(jī)的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色,因?yàn)榭梢姽庥小凹t、橙、黃、綠、藍(lán)、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(jìn)入鏡頭,一般情況下都是讓綠光全部進(jìn)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(lán)紫色,因?yàn)榉瓷涔庵幸呀?jīng)沒有了綠光,故B正確;用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào)是利用了光的全反射,C正確;X射線穿透力較強(qiáng),但它不帶電,不能在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn),故D錯(cuò)誤;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知聲源與觀察者相互靠近時(shí),觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率,E正確。 4.(多選)(2018唐山模擬)下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的干涉現(xiàn)象 B.全息照相利用了激光相干性好的特性 C.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波 D.X射線比無(wú)線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 E.刮胡須的刀片的影子邊模糊不清是光的衍射現(xiàn)象 【解析】選B、C、E。光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)是利用光的全反射現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;全息照相利用了激光相干性好的特性,選項(xiàng)B正確;光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波,選項(xiàng)C正確;X射線比無(wú)線電波波長(zhǎng)小,不容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;刮胡須的刀片的影子邊模糊不清是光的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)E正確。 5.如圖所示,半徑為R的圓形偏振片P的透振方向?yàn)樨Q直方向,一束橫截面半徑略小于R的平行自然光正對(duì)著偏振片P照射后射到屏上,現(xiàn)以光的傳播方向OO′為軸將偏振片P旋轉(zhuǎn)90,則在偏振片P旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中 (　　) A.屏上出現(xiàn)圓形亮斑,亮度不變 B.屏上出現(xiàn)圓形亮斑,亮度變暗 C.屏上出現(xiàn)隨偏振片P旋轉(zhuǎn)的亮條紋,且亮度不變 D.屏上出現(xiàn)隨偏振片P旋轉(zhuǎn)的亮條紋,亮度變暗 【解析】選A。圓柱形光束通過(guò)偏振片后,屏幕上出現(xiàn)圓形亮斑,偏振片是讓特定方向振動(dòng)的光透過(guò)去,只是相對(duì)光源的亮度減弱,故屏幕上依然出現(xiàn)圓形亮斑,C、D錯(cuò)誤;自然光包含在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光,而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同,故轉(zhuǎn)動(dòng)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(cuò)誤。 6.(多選)以下說(shuō)法正確的是 (　　) A.太陽(yáng)能真空玻璃管采用鍍膜技術(shù)增加透射光,這是利用了光的干涉原理 B.在受迫振動(dòng)中,驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)大得多的情況下,衍射現(xiàn)象很明顯 D.宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過(guò)地球時(shí),地球上的人觀察到飛船上的時(shí)鐘變快 E.液晶顯示器應(yīng)用光的偏振制成 【解析】選A、B、E。太陽(yáng)能真空玻璃管采用鍍膜技術(shù)增加透射光,這是利用了光的干涉原理,選項(xiàng)A正確;在受迫振動(dòng)中,驅(qū)動(dòng)力的頻率不一定等于物體的固有頻率,只是在驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象,選項(xiàng)B正確;根據(jù)光發(fā)生明顯衍射的條件可知,只有當(dāng)障礙物的尺寸比光的波長(zhǎng)小或相近時(shí),才會(huì)發(fā)生明顯衍射,故C選項(xiàng)錯(cuò)誤;宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過(guò)地球時(shí),根據(jù)相對(duì)論效應(yīng),地球上的人觀察到飛船上的時(shí)鐘變慢,故D錯(cuò)誤;液晶顯示器應(yīng)用光的偏振制成,選項(xiàng)E正確。故選A、B、E。 7.(多選)(2018福州模擬)下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A.水中的氣泡看上去比較明亮是因?yàn)橛幸徊糠止獍l(fā)生了衍射現(xiàn)象 B.雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的 C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),可在鏡頭前加一個(gè)偏振片來(lái)減弱櫥窗玻璃表面的反射光 D.紅色和藍(lán)色的激光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)可能相同 E.狹義相對(duì)論認(rèn)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?yàn)楣鈴乃猩湎驓馀輹r(shí),有一部分光發(fā)生了全反射現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)或電場(chǎng),不能形成電磁波,雷達(dá)發(fā)射的電磁波一定是由周期性變化的電場(chǎng)或周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí),可在鏡頭前加一個(gè)偏振片來(lái)減弱櫥窗玻璃表面的反射光,選項(xiàng)C正確;紅色和藍(lán)色激光頻率不同,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)波速不同,波長(zhǎng)不同,而紅色和藍(lán)色激光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)波長(zhǎng)可能相同,選項(xiàng)D正確;狹義相對(duì)論認(rèn)為:真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的,選項(xiàng)E正確。 8.(多選)電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應(yīng)用了,下面說(shuō)法中正確的是 (　　) A.手機(jī)通話使用的無(wú)線電波,波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng) B.銀行的驗(yàn)鈔機(jī)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(xiàn)象 D.機(jī)場(chǎng)、車站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領(lǐng) E.夜視儀器能在較冷的背景下探測(cè)出較熱物體的紅外輻射 【解析】選A、D、E。手機(jī)通話使用的無(wú)線電波,其波長(zhǎng)要大于可見光,A對(duì);遙控器采用的是紅外線而不是紫外線,B錯(cuò);電磁波是橫波,可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;機(jī)場(chǎng)、車站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領(lǐng),D對(duì);夜視儀器能在較冷的背景下探測(cè)出較熱物體的紅外輻射,E對(duì)。 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(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)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(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游標(biāo)尺)上有20分度。某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測(cè)量頭的目鏡看去,使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對(duì)齊,如圖乙所示,此時(shí)測(cè)量頭上主尺和游標(biāo)尺的示數(shù)如圖丙所示,則此示數(shù)為　　　mm;接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對(duì)齊,測(cè)得A條紋到B條紋間的距離為8.40 mm。利用上述測(cè)量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長(zhǎng)λ=　　　　 m(保留2位有效數(shù)字)。 (2)另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后,觀察到光的干涉現(xiàn)象很明顯。若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改動(dòng)后,在像屏上仍能觀察到清晰的條紋,且條紋數(shù)目有所增加。以下改動(dòng)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)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(cè)量頭上的示數(shù)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(gè)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(zhǎng)為λ=4.810-7 m。 (2)根據(jù)公式Δx=λ知,若要使觀察到清晰的條紋數(shù)目增加,即減小條紋間距,則需要減小色光的波長(zhǎng)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(xùn)練】 (2018武漢模擬)某同學(xué)在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)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(zhǎng),實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動(dòng)測(cè)量頭上的手輪,第一次分劃板中心刻度線對(duì)齊A條紋中心時(shí)(如圖甲所示),記下游標(biāo)卡尺的讀數(shù)xA=　　　　mm(如圖丙所示);然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,把分劃線向右邊移動(dòng),第二次分劃板中心刻度線對(duì)齊B條紋中心時(shí)(如圖乙所示),記下此時(shí)游標(biāo)卡尺的示數(shù)(如圖丁所示)xB=　　　　mm。計(jì)算實(shí)驗(yàn)中紅光波長(zhǎng)的表達(dá)式為λ= 　　　　(用字母d1或d2及L、xA、xB表示)。 【解析】游標(biāo)卡尺讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)尺讀數(shù),不需估讀。 圖丙主尺讀數(shù)是11 mm,游標(biāo)尺與主尺對(duì)齊的刻度是4,讀數(shù)是:0.14 mm=0.4 mm,故xA=11.4 mm。 圖丁主尺讀數(shù)是16 mm,游標(biāo)尺與主尺對(duì)齊的刻度是7,讀數(shù)是:0.17 mm=0.7 mm,故xB=16.7 mm。 再根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx=λ,實(shí)驗(yàn)中紅光波長(zhǎng)的表達(dá)式為: 。 答案:11.4 　16.7　 10.(20分)激光已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)方面。某物理小組利用激光束測(cè)量玻璃對(duì)激光的折射率和利用雙縫干涉測(cè)量激光的波長(zhǎng)。 (1)如圖所示,在水平面上方適當(dāng)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(diǎn)呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長(zhǎng)方體玻璃磚,激光光斑移至水平光屏上的N點(diǎn)。測(cè)得玻璃磚厚度為d= cm, MN=b=2 cm。根據(jù)以上信息,求該玻璃磚的折射率n。 (2)為測(cè)量該激光的波長(zhǎng),將激光垂直射向間距為d的雙縫(每個(gè)縫的寬度很窄,寬度可忽略),在雙縫后面距離為L(zhǎng)處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F(xiàn)使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對(duì)齊,經(jīng)測(cè)量得出5條亮條紋之間的距離為a,求該激光的波長(zhǎng)。 【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)關(guān)注以下兩點(diǎn): (1)利用幾何關(guān)系求得入射角和折射角的正弦值,再應(yīng)用n=求n。 (2)由公式Δx=λ計(jì)算波長(zhǎng)。 【解析】(1)如圖所示, 設(shè)折射角所對(duì)的邊的長(zhǎng)度為x,激光入射角 i=90-30=60, 由幾何關(guān)系知 sin i= sin r=, 由折射定律n= 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)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(lián)立解得λ=。 答案:(1)　(2)