2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第4講 光的波動性 電磁波和相對論（實驗：用雙縫干涉測光的波長）課時作業(yè)（含解析）

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1、光的波動性 電磁波和相對論（實驗：用雙縫干涉測光的波長） 1．關(guān)于光現(xiàn)象及其應(yīng)用，下列說法正確的是(　　) A．不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的，但接收到的頻率會變化 B．水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象 C．用雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗時，紫光條紋間距大于紅光條紋間距 D．用白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑是光的折射現(xiàn)象 E．某人潛入游泳池中，仰頭看游泳館天花板上的燈，他看到燈的位置比實際位置高 解析：根據(jù)光速不變原理可知，不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的，但接收到的頻率會變化，選項A正確；水面上

2、的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，選項B正確；用雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗時，因紫光的波長小于紅光，根據(jù)Δx＝λ可知，紫光條紋間距小于紅光條紋間距，選項C錯誤；用白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現(xiàn)一個亮斑是光的衍射現(xiàn)象，選項D錯誤；燈的光從空氣進(jìn)入水中，發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線靠近法線，向下偏折，所以他看到的燈的位置比實際位置偏高，故E正確． 答案：ABE 2．下列說法正確的是(　　) A．紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中傳播的速度均為3.0×108 m/s B．紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中，是利用它穿透本領(lǐng)強的特性 C．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳

3、播速度 D．日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用 E．無線電波能繞過建筑墻體從而保證手機能正常接收信號，是因為其波動性強，易發(fā)生衍射 解析：所有電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，故A正確；紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中是利用它有較強的衍射能力，故B錯誤；對同一介質(zhì)紫外線比紅外線的折射率大，故紫外線比紅外線在水中的傳播速度小，故C錯誤；日光燈應(yīng)用了紫外線的熒光效應(yīng)，故D正確；無線電波波長較長，易發(fā)生衍射，E正確． 答案：ADE 3．下列說法正確的是(　　) A．機械波和電磁波都必須依賴于介質(zhì)才能夠傳送信息和能量 B．在同一介質(zhì)中，波長越短的光，傳播速度越小 C．在打磨精密光學(xué)平面時，可以利用

4、干涉法檢查平面的平整程度 D．光的偏振現(xiàn)象可以說明光是橫波 E．狹義相對性原理指出，力學(xué)規(guī)律在任何參考系中都是相同的 解析：機械波是機械振動在介質(zhì)中傳播過程，必須依賴于介質(zhì)，沒有介質(zhì)不能形成機械波；電磁波傳播的是電磁場，而電磁場本身就是一種物體，不需要借助其他物質(zhì)來傳播，所以電磁波可以在真空中傳播，故A錯誤；同種介質(zhì)中，光的波長越短，頻率越高，傳播速度越慢，故B正確；在打磨精密光學(xué)平面時，利用了光的干涉現(xiàn)象，故C正確；一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個偏振片，當(dāng)看到透射光的強度發(fā)生變化時，則說明光的振動方向與傳播方向相垂直，故光的偏振現(xiàn)象說明也證明了光是橫波，故D正確；

5、狹義相對性原理指出，力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的，故E錯誤． 答案：BCD 4．如圖所示是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則(　　) A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大 B．在真空中a、b兩光傳播速度相同 C．從真空射入同種介質(zhì)發(fā)生全反射時，a光全反射臨界角小 D．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時，a光全反射臨界角小 E．在相同的條件下，b光比a光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象 解析：根據(jù)題圖可知，b光的干涉條紋間距大于a光的干涉條紋間距，由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，b光的波長比a光的大，由λ＝可知，b光的頻率比a光的小，則在同種介

6、質(zhì)中，b光的折射率小于a光，根據(jù)n＝可知，在介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的小，選項A錯誤．在真空中a、b兩光傳播速度相同，均為光速，選項B正確．從真空射入同種介質(zhì)不會發(fā)生全反射，選項C錯誤．由介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射的臨界角公式sin C＝可知，a光折射率較大，從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光全反射臨界角小，選項D正確．由于b光的波長比a光的大，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，在相同的條件下，b光比a光更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項E正確． 答案：BDE 5．(2019·河南鄭州實驗中學(xué)模擬)下列關(guān)于光的說法中正確的是(　　) A．雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生全反射形成的 B．

7、“和諧號”動車組高速行駛時，地面上測得其車廂長度將明顯變短 C．在雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距 D．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波長不同 E．光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因為光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同 解析：雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生折射形成的，故A錯誤；“和諧號”動車組高速行駛時，其速度遠(yuǎn)小于光速c，故狹義相對論的“尺縮效應(yīng)”不明顯，車廂長度不會明顯變短，故B錯誤；雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光后，波長變長，則導(dǎo)致干涉條紋的間距增大，故C正確；白光通過雙縫后產(chǎn)生干涉，因波長不一，導(dǎo)致干涉條紋間距不同，從而

8、出現(xiàn)彩色條紋，故D正確；光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因為光在不同介質(zhì)的折射率不同，根據(jù)c＝nv，可知，傳播速度也不同，故E正確． 答案：CDE 6. 如圖所示，從點光源S發(fā)出的一束復(fù)色光，以一定的角度入射到玻璃三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的兩次折射后分為a、b兩束光．下面的說法中正確的是(　　) A．在三棱鏡中a光的傳播速率大于b光的傳播速率 B．a(chǎn)光頻率大于b光頻率 C．若改變復(fù)色光的入射角，可在入射面發(fā)生全反射 D．a(chǎn)、b兩束光分別通過同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa<Δxb E．真空中的a、b兩束光的光速相對于不同的慣性參考系是相同的 解析：經(jīng)過三棱鏡，

9、b光的偏折角小于a光的偏折角，所以b光的折射率小于a光的折射率，由公式v＝得知，在三棱鏡中a光傳播速率小于b光的傳播速率，故A錯誤；由于a光的折射率大于對b光的折射率，則a光的頻率大于b光的頻率，故B正確；當(dāng)光線由光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)時，因為光線靠近法線而折射，這時不會發(fā)生全反射，所以改變復(fù)色光的入射角，都不可能在入射面發(fā)生全反射，故C錯誤；由于a光的頻率大于b光的頻率，所以a光的波長小于b光，根據(jù)公式Δx＝λ，a、b兩束光分別通過同一雙縫干涉裝置時a光條紋間距小于b光條紋間距，故D正確；根據(jù)光速不變原理，真空中a、b兩光的傳播速度相同，均為光速，故E正確． 答案：BDE 7．(2019·

10、福建廈門外國語學(xué)校高三適應(yīng)性考試)利用下圖裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測量光的波長時，下面幾種說法中正確的是(　　) A．實驗裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫 B．將濾光片由紫色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬 C．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬 D．測量過程中，把5個條紋間距數(shù)成6個，導(dǎo)致波長測量值偏小 E．去掉濾光片后，干涉現(xiàn)象消失 解析：實驗裝置中的①②③元件分別為濾光片、單縫、雙縫，故A正確；將濾光片由紫色的換成紅色的，波長變長，根據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝λ知條紋間距變寬，故B正確；將單縫向雙縫移動一小段距離后，條紋間距不變，故C錯誤；把5個條紋間距數(shù)

11、成6個，則Δx減小，根據(jù)Δx＝λ，可知波長減小，故D正確；去掉濾光片，將出現(xiàn)彩色的干涉條紋，故E錯誤． 答案：ABD 8．(2019·湖北重點中學(xué)聯(lián)考)如圖甲，可以用來測定半圓柱形玻璃磚的折射率n，O是圓心，MN是法線．一束單色光線以入射角i＝30°由玻璃磚內(nèi)部射向O點，折射角為r，當(dāng)入射角增大到也為r時，恰好無光線從玻璃磚的上表面射出．讓該單色光分別通過寬度不同的單縫a、b后，得到圖乙所示的衍射圖樣(光在真空中的傳播速度為c)．則下列說法正確的是(　　) A．此光在玻璃磚中的全反射臨界角為60° B．玻璃磚的折射率n＝ C．此光在玻璃磚中的傳播速度v＝c D．單縫b寬度較大 E．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波 解析：根據(jù)折射定律有n＝，由題知，玻璃磚的全反射臨界角等于C，根據(jù)sin C＝，結(jié)合i＝30°，解得n＝，C＝45°，故A錯誤，B正確；光在玻璃磚中的傳播速度為v＝＝c，故C正確；由乙圖知，單色光通過單縫a后衍射現(xiàn)象比較顯著，所以單縫a寬度較小，單縫b寬度較大，故D正確；偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，故E錯誤． 答案：BCD 5