2019版高考物理一轮复习 第十四章 第4讲 光的波动性 电磁波和相对论（实验：用双缝干涉测光的波长）练习 鲁科版

第4讲 光的波动性 电磁波和相对论（实验：用双缝干涉测光的波长）课时作业单独成册方便使用一、选择题1在狭义相对论中，下列说法正确的是()A所有惯性系中基本规律都是等价的B在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关C在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度不相同D质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变E时间与物体的运动状态有关解析：根据相对论的观点：在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的；且在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等；质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态的改变而改变，故选项A、B正确，C、D错误在狭义相对论中，时间与物体的运动状态有关，E正确答案：ABE2在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光的现象，下列现象中属于光的干涉的是()A洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象B小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象C雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象D用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象E实验室用双缝实验得到的彩色条纹解析：A属于光的色散现象；B、C属于光的薄膜干涉现象；D属于光的单缝衍射现象；E属于光的双缝干涉现象答案：BCE3关于下列光学现象，说法正确的是()A水中蓝光的传播速度比红光快B光从空气射入玻璃时不可能发生全反射C在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽E偏振现象说明光是纵波解析：在介质中，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各色光随着频率的增大，其折射率也增大，根据v知，水中蓝光的传播速度比红光慢，选项A错误；光从光密介质射入光疏介质时，才可能发生全反射，光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，选项B正确；在岸边观察水中的鱼，视深h，故视深h小于鱼的实际深度h，选项C正确；蓝光比红光的波长短，由干涉条纹宽度x知，用红光时得到的条纹间距比蓝光的宽，选项D正确偏振现象说明光是横波，选项E错误答案：BCD4.如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是()Ab在该介质中的折射率比a小B若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽C用a更易观测到泊松亮斑D做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大Eb光比a光更容易发生明显的衍射现象解析：设折射角为1，入射角为2，由题设条件知，1a1b，2a<2b，由n，知na>nb，A正确；因为na>nb，所以a<b，又x，故xa<xb，B正确，D错误；b光比a光更容易发生明显的衍射现象，更容易观测到泊松亮斑，C错误，E正确答案：ABE5下列说法中正确的是()A做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D医学上用激光作“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点E机械波和电磁波都可以在真空中传播解析：做简谐运动的物体的振幅由振动能量决定，所以A项错全息照相利用了光的干涉原理，B项正确根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理，可知C项正确因为激光具有亮度高、能量大的特点，医学上用其作“光刀”来进行手术，所以D项正确因为机械波传播时需要介质，所以它不能在真空中传播，E项错误答案：BCD6(2018·河南百校联盟联考)下列说法正确的是()A在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短B让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大C光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D要确定雷达和目标的距离，需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以减弱玻璃反射光的影响解析：在真空中传播的不同频率的电磁波，传播速度均为c，由cf可知，频率越大，波长越短，选项A正确；让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因绿光的波长大，因此绿光形成的干涉条纹间距较大，选项B正确；全息照相不是利用光的全反射原理，用的是光的干涉原理，选项C错误；雷达利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离sc·t，需直接测出的是电磁波从发射到接收到反射回来电磁波的时间间隔t，选项D错误；加偏振片的作用是减弱玻璃反射光的影响，选项E正确答案：ABE7.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是()A米波的频率比厘米波频率高B和机械波一样须靠介质传播C同光波一样会发生反射现象D不可能产生干涉和衍射现象解析：无线电波与光波均为电磁波，均能发生反射、干涉、衍射现象，故C对，D错无线电波的传播不需要介质，故B错由cf可知，频率与波长成反比，故A错答案：C8一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是()A飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c解析：飞船上的观察者相对飞船静止，则他测得的是飞船的静止长度，即为30 m，A项错误；地球上的观测者看到飞船是运动的，根据长度的相对性得他看到飞船长度比静止时的长度小，B项正确；根据光速不变原理得飞船上的观测者和地球上的观测者，观测到的光信号速度均为c，C、D项错误答案：B9(2018·河北衡水二中模拟)以下说法正确的是()A太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理B在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度D宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快E液晶显示器应用光的偏振制成解析：太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理，选项A正确；在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率，只是在驱动力的频率等于物体的固有频率时会发生共振现象，选项B正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，选项C错误；宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对论，知时间间隔变长，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢，故D错误；液晶显示器应用光的偏振制成，选项E正确答案：ABE10下列说法中正确的是()A若两列机械横波相遇，在相遇区一定会出现干涉现象B机械波在传播过程中，沿传播方向上，在任何相等时间内传播相同的距离C光波在介质中传播的速度与光的频率有关D狭义相对论认为：一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的E紫光的双缝干涉条纹间距可能大于红光双缝干涉条纹间距解析：两列频率相同、相位差恒定的机械波相遇才会发生稳定干涉，A错误；只有在同一种均匀介质中，波才匀速传播，传播过程中，如果介质不均匀或介质发生改变，波速都要变化，B错误；光波在介质中传播的速度与光的频率有关，C正确；根据狭义相对论的内容可知D正确；在同一均匀介质中，紫光的波长小于红光的波长，若应用同一实验装置，则紫光的双缝干涉条纹间距小于红光的双缝干涉条纹间距，但如果在不同介质中，或用不同的实验装置进行实验，则有可能会出现紫光的双缝干涉条纹间距大于红光的双缝干涉条纹间距的情况，E正确答案：CDE11在以下各种说法中，正确的是()A机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B横波在传播过程中，相邻的波峰相继通过同一质点所用的时间为一个周期C变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场D相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的E如果测量到来自遥远星球上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星球正在远离我们而去解析：反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，A正确波动周期等于质点的振动周期，B正确均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电)场，C错由相对论可知，D正确在强引力场中时间变慢，光的频率变小，波长变长，不能说明星球正远离我们，所以E错答案：ABD二、非选择题12.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_mm，求得相邻亮纹的间距x_mm；已知双缝间距d2.0×104m，测得双缝到屏的距离l0.700 m，由计算公式_，求得所测红光的波长为_mm.解析：题图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×32.0 mm0.320 mm，所以最终读数为2.320 mm；图乙中螺旋测微器的固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度读数为0.01×37.0 mm0.370 mm，所以最终读数为13.870 mm，故x mm2.310 mm.由x可得x，解得×2.310×103 m6.6×107 m6.6×104 mm.答案：13.8702.310x6.6×10413奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间(1)偏振片A的作用是_(2)偏振现象证明了光是一种_(3)以下说法中正确的是_A到达O处光的强度会明显减弱B到达O处光的强度不会明显减弱C将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于D将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于解析：(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光(2)偏振现象证明了光是一种横波(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为，故选项A、C、D正确答案：(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)AC