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2019-2020年高考物理一輪復習 光的波動性 電磁波 相對論課時作業(yè)37（含解析） 1．(xx上海單科)白光通過雙縫后產(chǎn)生的干涉條紋是彩色的，其原因是不同色光的(　　) A．傳播速度不同　　　 B．強度不同 C．振動方向不同 D．頻率不同 答案：D　解析：白光是由各種不同顏色的單色光組成的復色光，而光的顏色由頻率決定，不同色光，頻率不同，D正確． 2．(xx大綱全國)下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是(　　) A．雨后天空出現(xiàn)彩虹 B．通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋 C．海市蜃樓現(xiàn)象 D．日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋 答案：B　解析：雨后出現(xiàn)的彩虹是光的折射形成的，A錯誤；海市蜃樓是光的全反射形成的，C錯誤；陽光照射在肥皂膜上形成的彩色條紋是光的干涉形成的，D錯誤．B項是單縫衍射現(xiàn)象，正確． 3．如圖所示，a、b、c、d四個圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣，分析各圖樣的特點可以得出的正確結論是(　　) A．a(chǎn)、b是光的干涉圖樣 B．c、d是光的干涉圖樣 C．形成a圖樣的光的波長比形成b圖樣的光的波長短 D．形成c圖樣的光的波長比形成d圖樣的光的波長短 答案：A　解析：干涉圖樣條紋間距相等，衍射圖樣中間條紋寬，兩側條紋窄，且干涉條紋間距Δx＝λ.光波波長長的條紋間距大，衍射條紋中，波長長的圖樣中間條紋寬，故A正確，B、C、D錯誤． 4．電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波等，按波長由長到短的排列順序是(　　) A．無線電波、紅外線、紫外線、γ射線 B．紅外線、無線電波、γ射線、紫外線 C．γ射線、紅外線、紫外線、無線電波 D．紫外線、無線電波、γ射線、紅外線 答案：A　解析：無線電波波長最長、γ射線波長最短，紅外線、可見光、紫外線、X射線依次排列，故正確選項為A. 5．(xx浙江理綜)關于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是(　　) A．電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息 B．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波 C．太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同 D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同 答案：B　解析：聲波也能傳遞信息，選項A錯誤；手機通話過程中，手機之間通過電磁波傳遞信息，人和手機之間通過聲波傳遞信息，選項B正確；太陽光中的可見光傳播速度為 光速，即為3108 m/s，而超聲波的傳播速度等于聲音在空氣中(15 ℃下)的傳播速度，即為340 m/s，選項C錯誤；紅外線的頻率小于X射線的頻率，故紅外線的波長大于X射線的波長，選項D錯誤． 6．(xx天津市十二區(qū)縣聯(lián)考)下列說法不正確的是(　　) A．用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 B．照相機的鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是光的干涉現(xiàn)象 C．泊松亮斑是由光的衍射現(xiàn)象形成的 D．在光導纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射現(xiàn)象 答案：A　解析：用標準平面檢查光學平面的平整程度，是利用光的干涉現(xiàn)象，故A說法不正確，B、C、D說法正確． 7．(多選)在以下各種說法中，正確的是(　　) A．一單擺做簡諧運動，擺球相繼兩次通過同一位置時的速度必相同 B．機械波和電磁波本質上不相同，但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象 C．橫波在傳播過程中，相鄰的波峰通過同一質點所用的時間為一個周期 D．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場；變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場 E．相對論認為：真空中的光速大小在不同慣性參考系中都是相同的 F．如果測量到來自遙遠星球上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)光的波長長，這說明該星球正在遠離我們而去 答案：BCE　解析：因速度是矢量具有方向性，經(jīng)過同一位置時速度大小相同而方向不一定相同，A錯；反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象是波的特性，B正確；波動周期等于質點的振動周期，C正確；均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，D錯；由相對論可知E正確；在強引力場中時間變慢，光的頻率變小，波長變長，不能說明星球正遠離我們，所以F錯． 8．(xx四川理綜)下列關于電磁波的說法，正確的是(　　) A．電磁波只能在真空中傳播 B．電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波 C．做變速運動的電荷能在空間產(chǎn)生電磁波 D．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在 答案：C　解析：電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質中傳播，A錯誤．電場隨時間變化時，可能產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場不能再產(chǎn)生電場，也就不會形成電磁波，B錯誤．赫茲用實驗證實了電磁波的存在，D錯誤．電荷周圍有電場，由麥克斯韋電磁理論知，做變速運動的電荷可能在空間產(chǎn)生電磁波，C正確． 9．如圖，當用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個亮斑．這是光的________(填“干涉”、“衍射”或“直線傳播”)現(xiàn)象，這一實驗支持了光的________(填“波動說”、“微粒說”或“光子說”)． 答案：衍射　波動說 解析：亮斑繞到圓盤的陰影里去，這是光的衍射現(xiàn)象，衍射是波特有的現(xiàn)象，它支持了光的波動說． 10．(1)(xx長沙模擬)某火箭在地面上的長度為L0，發(fā)射后它在地面附近高速(約0.3c)飛過，關于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象，以下說法正確的是(　　) A．下方地面上的人觀察到火箭上的時間進程變快了 B．下方地面上的人觀察到火箭變短了 C．火箭上的人觀察到火箭變短了 D．火箭上的人看到下方地面上的所有物體都變短了 (2)在一飛船上測得飛船的長度為100 m，高度為10 m．當飛船以0.60c的速度從你身邊經(jīng)過時，按你的測量，飛船有多高、多長？ 答案：(1)B　(2)10 m　80 m 解析：(1)由時間間隔的相對性知，下方地面上的人觀察到火箭上的時間進程變慢了，A錯；由長度的相對性知，下方地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的人觀察到火箭長度沒變，B對，C錯；火箭上的人看到在垂直運動方向上，物體的長度不變，D錯． (2)因為長度收縮只發(fā)生在運動方向上，與運動垂直的方向上沒有這種效應，故測得的飛船的高度仍為原來的高度10 m．設飛船原長為l0，觀測到飛船的長度為l，則根據(jù)尺縮效應有l(wèi)＝l0＝100m＝80 m. 11．(1)如圖所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.3010－7 m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.9510－7 m，則在這里出現(xiàn)的應是________(填“明條紋”或“暗條紋”)．現(xiàn)改用波長為6.3010－7 m的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將________(填“變寬”、“變窄”或“不變”)． (2)如圖所示，一束激光從O點由空氣射入厚度均勻的介質，經(jīng)下表面反射后，從上表面的A點射出．已知入射角為i，A與O相距l(xiāng)，介質的折射率為n，試求介質的厚度d. 答案：(1)暗條紋　變寬　(2)l 解析：(1)因為光程差7.9510－7 m＝λ，由光的干涉規(guī)律知，P處為振動減弱點，故P處出現(xiàn)暗條紋．由Δx＝λ知，波長變長，則條紋間距變寬． (2)設折射角為r，由折射定律得n＝，由幾何關系得l＝2dtan r，解得d＝l. 12．登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力．有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率為n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率為ν＝8.11014 Hz. (1)他設計的這種“增反膜”所依據(jù)的原理是________________________． (2)這種“增反膜”的厚度是多少？ (3)請判斷以下有關薄膜干涉的說法正確的是(　　) A．薄膜干涉說明光具有波動性 B．如果薄膜的厚度不同，產(chǎn)生的干涉條紋一定不平行 C．干涉條紋一定是彩色的 D．利用薄膜干涉也可以“增透” 答案：(1)兩反射光疊加后加強 (2)至少為1.2410－7 m　(3)AD 解析：(1)為了減少進入眼睛的紫外線，應使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射后形成的反射光疊加后加強，從而使透射的紫外線減弱． (2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的.紫外線在真空中的波長是λ＝c/ν≈3.7010－7 m．在膜中的波長是λ′＝λ/n≈2.4710－7 m，故膜的厚度至少是1.2410－7 m. (3)干涉和衍射都證明光具有波動性；如果薄膜厚度均勻變化，則干涉條紋一定平行；白光的干涉條紋為彩色條紋，單色光的干涉條紋則為該色光的顏色；當膜的厚度為四分之一波長時，兩反射光疊加后減弱則會“增透”．故A、D正確． 13．如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2的距離之差為2.110－6 m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗． (1)已知A光在空氣中的波長為 610－7 m，問P點是亮條紋還是暗條紋？ (2)已知B光在某種介質中的波長為3.1510－7 m，當B光從這種介質射向空氣時，臨界角為37，問P點是亮條紋還是暗條紋？ (3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象． (4)設光屏上O為到S1和S2路程相等的點，則B光在PO間有幾條暗紋？ 答案：(1)暗條紋　(2)亮條紋　(3)若讓A光和B光分別照射S1和S2，通過S1、S2的光不滿足相干條件，故不能發(fā)生干涉，此時光屏上只能觀察到亮光．　(4)4條 解析：(1)路程差Δx＝2.110－6 m，λA＝610－7 m，路程差Δx與A光波長的倍數(shù)關系為NA＝＝＝3.5，所以P點為暗條紋． (2)根據(jù)臨界角與折射率的關系 sin C＝得n＝＝＝ 由此可知，B光在空氣中的波長為 λB＝nλ介＝5.2510－7 m， 路程差Δx與波長λB的倍數(shù)關系為 NB＝＝＝4 可見，用B光作光源，P點為亮條紋． (3)若讓A光和B光分別照射S1和S2，通過S1、S2的光不滿足相干條件，故不能發(fā)生干涉，此時光屏上只能觀察到亮光． (4)由于NB＝4，故B光在PO間有4條暗紋．