高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波與相對論 第4節(jié) 光的波動(dòng)性 電磁波 相對論課時(shí)跟蹤檢測（選修3-4）試題

光的波動(dòng)性電磁波相對論對點(diǎn)訓(xùn)練：光的干涉、衍射及偏振現(xiàn)象1．下列說法中正確的是()A．光導(dǎo)纖維傳送光信號(hào)是利用了光的全反射現(xiàn)象B．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了光的偏振現(xiàn)象C．門鏡可以擴(kuò)大視野是利用了光的干涉現(xiàn)象D．照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜，以增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，是利用了光的衍射現(xiàn)象解析：選A光導(dǎo)纖維傳送光信號(hào)是利用了光的全反射現(xiàn)象，A正確；用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了光的干涉現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；門鏡可以擴(kuò)大視野是利用了光的折射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；照相機(jī)鏡頭表面涂上增透膜，以增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，是利用了光的干涉現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。2．(2015·宜賓二診)如圖1所示，光源S從水面下向空氣斜射一束復(fù)色光，在A點(diǎn)分成a、b兩束，則下列說法正確的是()圖1A．在水中a光折射率大于b光B．在水中a光的速度大于b光C．若a、b光由水中射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小D．分別用a、b光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距小于b光解析：選B由題意可知，兩光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根據(jù)折射定律得到，折射率na＜nb，故A錯(cuò)誤；由公式v＝eq\f(c,n)，分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故B正確；a光的折射率小，根據(jù)臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，可知a光的臨界角較大，故C錯(cuò)誤；折射角ra＜rb，頻率fa＜fb，波長λa＞λb，根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ，則知a光的干涉條紋間距大于b光的間距，故D錯(cuò)誤。3．(2015·綿陽三診)下列說法正確的是()A．水面上的油膜在太陽光照射下呈現(xiàn)彩色，是光的干涉現(xiàn)象B．紫外線可殺菌消毒是因?yàn)樗休^強(qiáng)的熱效應(yīng)C．紅光和黃光分別通過同一雙縫干涉裝置，紅光形成的相鄰亮條紋間距小D．觀察者相對于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率與波源頻率相同解析：選A水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A正確。紫外線具有殺菌作用，不是因?yàn)樽贤饩€有較強(qiáng)的熱效應(yīng)，故B錯(cuò)誤。紅光和黃光分別通過同一雙縫干涉裝置，根據(jù)公式：Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波長比較長的紅光形成的相鄰亮條紋間距大，故C錯(cuò)誤。聲源向靜止的觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，則觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，故D錯(cuò)誤。4．如圖2所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣?，F(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時(shí)，光的傳播路徑與方向可能正確的是()圖2解析：選D由干涉條紋可看出，a光的條紋間距大于b光，故根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光的波長大于b光，a光的頻率小于b光，則a光的折射率小于b光；a光的臨界角大于b光的臨界角；A圖中a、b兩種光的位置顛倒了；B圖中出射光應(yīng)該和入射光平行；C、D圖中首先發(fā)生全反射的應(yīng)該是b光，所以選項(xiàng)D正確。5．有a、b兩束單色光從空氣中平行照射在平行玻璃磚上，它們經(jīng)玻璃折射后射入空氣的光線如圖3所示，則有關(guān)a、b光的說法正確的是()圖3A．在玻璃中傳播時(shí)a光的速度較大B．在同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生干涉時(shí)，a光的干涉條紋間距較大C．從同一介質(zhì)射向空氣時(shí)a光發(fā)生全反射的臨界角較小D．只有a光才是偏振光解析：選C根據(jù)光路圖知，a光的偏折程度大于b光，則a光的折射率大于b光的折射率，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，a光在玻璃中傳播的速度較小，故A錯(cuò)誤。光的折射率大，則頻率大，波長小，則a光的波長小，根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ知，a光的干涉條紋間距較小，故B錯(cuò)誤。a光的折射率大，根據(jù)sinC＝eq\f(1,n)知，a光的全反射的臨界角較小，故C正確。折射光和反射光都是偏振光，故D錯(cuò)誤。6．(多選)(2016·吉林模擬)下列說法正確的是()A．光在介質(zhì)中傳播的速度僅由介質(zhì)本身所決定B．雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的C．楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)兩縫間的距離以及擋板和屏的距離一定時(shí)，紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍(lán)光干涉條紋的相鄰條紋間距小D．光的偏振特征說明光是橫波E．水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故解析：選BDE光在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身及光的頻率共同決定，故A錯(cuò)誤。油膜形成的彩色條紋，是油膜的前后表面反射光，進(jìn)行光的疊加，形成的干涉條紋，故B正確。根據(jù)光的干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，可知，紅光的波長長，則紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍(lán)光干涉條紋的相鄰條紋間距大，故C錯(cuò)誤。光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波而不是縱波，故D正確。水中的氣泡看起來特別明亮，是因?yàn)楣鈴乃湎驓馀輹r(shí)，即從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，故E正確。7．如圖4所示，市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為()圖4A．eq\f(1,8)λ B．eq\f(1,4)λC．eq\f(1,2)λ D．λ解析：選B紅外線最顯著的特點(diǎn)之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照射物體時(shí)，一般都伴隨著大量的紅外線。在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(相當(dāng)于增透膜)，當(dāng)增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的eq\f(1,4)時(shí)，燈泡發(fā)出的紅外線射到增透膜后，從增透膜的前后表面反射回來的兩束紅外線發(fā)生干涉，相互抵消，使反射的紅外線強(qiáng)度減弱，達(dá)到冷光效果。8．如圖5所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點(diǎn)出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為()圖5A．eq\f(c,2f) B．eq\f(3c,2f)C．eq\f(3c,f) D．eq\f(5c,2f)解析：選D出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點(diǎn)距離之差為eq\f(λ,2)×(2n－1)＝eq\f(5,2)λ，其中n＝3，而λ＝eq\f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，因而D是正確的。對點(diǎn)訓(xùn)練：電磁場、電磁波及相對論9．據(jù)《飛行國際》報(bào)道稱，中國制造的首款具有“隱身能力”和強(qiáng)大攻擊力的第四代作戰(zhàn)飛機(jī)“殲-20”(如圖6)，于2011年1月11日12∶50進(jìn)行了公開首飛。它的首飛成功標(biāo)志著中國繼美國和俄羅斯之后，成為世界上進(jìn)入到第四代戰(zhàn)機(jī)研發(fā)序列中的國家。隱形飛機(jī)的原理是：在飛機(jī)研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí)，判斷下列說法中正確的是()圖6A．運(yùn)用隱蔽色涂層，無論距你多近，即使你拿望遠(yuǎn)鏡也不能看到它B．使用能吸收雷達(dá)電磁波的材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)C．使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．主要是對發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等因?yàn)楦邷厝菀桩a(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對方發(fā)現(xiàn)解析：選B隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)制造過程中使用能吸收雷達(dá)電磁波的材料，使反射的雷達(dá)電磁波很弱，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，飛機(jī)在雷達(dá)屏幕上很難被發(fā)現(xiàn)，故只有B正確。10．(2015·鹽城二模)下列說法正確的是()A．一條沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長度總比桿靜止時(shí)長B．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度C．大量事實(shí)證明，電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D．受迫振動(dòng)的頻率總等于系統(tǒng)的固有頻率解析：選B根據(jù)l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，知沿自身長度方向運(yùn)動(dòng)的桿其長總比桿靜止時(shí)的長度小，故A錯(cuò)誤。只要是波，均有多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度，故B正確。電磁波是波，電磁波能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤。受迫振動(dòng)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，故D錯(cuò)誤。11．(多選)以下說法中正確的是()A．對于同一障礙物，波長越大的光波越容易繞過去B．白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干涉現(xiàn)象C．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長變長、顏色不變D．用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉E．不管光源與觀察者是否存在相對運(yùn)動(dòng)，觀察者觀察到的光速是不變的解析：選ADE波長越長的光越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故越容易繞過障礙物，所以A正確；白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種折射現(xiàn)象，所以B錯(cuò)誤；紅光由空氣進(jìn)入水中，頻率不變，故顏色不變，傳播速度減小，故波長變短，所以C錯(cuò)誤；用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D正確；根據(jù)狹義相對性原理，不管光源與觀察者是否存在相對運(yùn)動(dòng)，觀察者觀察到的光速是不變的，故E正確?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練12．(多選)(2016·河南省實(shí)驗(yàn)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．“和諧號(hào)”動(dòng)車組高速行駛時(shí)，地面上測得其車廂長度將明顯變短C．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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?yàn)楣庠诓煌橘|(zhì)中的傳播速度不同解析：選CDE雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生的折射形成的，故A錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)，“和諧號(hào)”動(dòng)車組高速行駛時(shí)，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(huì)明顯變短的，故B錯(cuò)誤；雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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，從而出現(xiàn)彩色條紋，故D正確；從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)發(fā)生折射是因?yàn)楣庠诓煌橘|(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。13．(多選)為檢測礦泉水的品質(zhì)，我們可以利用干涉原理測定礦泉水的折射率。方法是將待測礦泉水填充到特制容器，放置在雙縫與熒光屏之間(之前為空氣，特制容器未畫出)，通過對比填充礦泉水后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1，就可以計(jì)算出該礦泉水的折射率。設(shè)空氣的折射率為1，則下列說法正確的是()圖7A．x2＜x1 B．x2＞x1C．該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2) D．該礦泉水的折射率為eq\f(x2,x1)解析：選AC把空氣換成礦泉水后，入射光的頻率f不變，根據(jù)v＝λf可知，光在介質(zhì)中的傳播速度減小，波長減小。根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，對同一裝置來說，條紋間距與波長成正比，波長減小，條紋間距減小，即x2＜x1，A正確，B錯(cuò)誤；因n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)，所以該礦泉水折射率為eq\f(x1,x2)，C正確，D錯(cuò)誤。14．如圖8所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P圖8(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當(dāng)B解析：(1)設(shè)單色光A在空氣和介質(zhì)中的波長分別為λ1、λ2，根據(jù)n＝eq\f(λ1,λ2)可得λ1＝n·λ2＝6×1