高考物理复习特训考点八光第62练光的干涉、衍射、偏振电磁波相对论含解析

第62练　光的干涉、衍射、偏振　电磁波　相对论　

（时间　15分钟）

思维方法

1．光的双缝干涉条纹间距Δx＝λ，增透膜最小厚度为光在介质中波长的四分之一．

2．圆孔衍射和圆盘衍射图样的最明显区别在于中心的亮斑，前者的较大，后者的很小且有阴影包围．

选择题

1．(多选)有关下列几幅图的说法正确的是(　　)

A．图甲中CT利用β射线照射人体

B．图乙为粒子通过气泡室时的照片，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况

C．图丙中减震系统的原理是避免汽车发生共振

D．图丁中电子显微镜的分辨率高于光学显微镜

2．(多选)图1是研究光的干涉现象的装置示意图，在光屏P上观察到的图样如图2所示．为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是(　　)

A.增大单色光的频率

B．减小双缝屏上的双缝间距

C．增大双缝屏到光屏的距离

D．增大单缝屏到双缝屏的距离

3．(多选)关于如下现象的表述正确的是(　　)

A．如图甲所示，此时线圈中的磁通量最小，感应电流最小

B．图乙是康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率ν′比原来光子的频率ν大

C．图丙中夜视系统利用了红外线原理

D．图丁中蝙蝠和雷达分别利用超声波与电磁波定位

4．下列关于狭义相对论和多普勒效应的说法正确的是(　　)

A．狭义相对论认为在不同的非惯性参考系中，一切物理规律都是相同的

B．根据狭义相对论，杆沿自身长度方向高速运动时杆的长度比静止时的长

C．根据多普勒效应，在真空中当光源向观察者运动时，光的速度和光的频率都会发生变化

D．向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液流动的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应

5．下列四幅图分别对应四种说法，其中错误的是(　　)

A．由图甲可知，系统的固有频率为0.3 Hz

B．图乙，在振荡电路中，当线圈两端电势差最大时，电流为0

C．图丙中光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率

D．图丁中，用α粒子轰击氮原子核发现了中子

6．(多选)如图甲所示，把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光a、b分别从上方垂直下玻璃板入射后，在相同条件下从上往下看到的干涉条纹，分别如图乙所示．下列说法正确的是(　　)

A．薄片的厚度减小一些，干涉条纹的间距会变宽

B．单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大

C．若单色光a照射某金属能发生光电效应，则用单色光b照射该金属时也能发生光电效应

D．在玻璃中传播时，单色光a比单色光b的传播速度小

7．(多选)[2022·山东新高考测评]如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是(　　)

第62练　光的干涉、衍射、偏振　电磁波　相对论

1．答案：BD

解析：CT是利用X射线照射人体，A错误；根据气泡室的原理可知，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况，B正确；减震系统的原理是通过弹簧和减震器的阻尼起到减震作用，C错误；因为电子的物质波波长比可见光的波长短，不容易发生明显衍射，所以电子显微镜比光学显微镜分辨率更高，D正确．

2．答案：BC

解析：双缝干涉的条纹间距公式为Δx＝λ，增大单色光的频率，根据c＝fλ可知，波长λ变小，故条纹间距减小，选项A错误；减小双缝屏上的双缝间距d，根据公式可知，条纹间距增大，选项B正确；增大双缝屏到光屏的距离l，根据公式可知，条纹间距增大，选项C正确；增大单缝屏到双缝屏的距离对条纹间距没有影响，单缝在这里起到的作用是让光通过双缝后产生相干光源，选项D错误．

3．答案：CD

解析：题图甲中线圈处于与中性面垂直的位置，线圈中磁通量最小，磁通量变化率最大，产生的感应电动势和感应电流最大，A错误；题图乙中康普顿利用光子去碰撞电子发生散射，碰撞后光子把部分能量传递给电子，光子能量减小，光子频率减小，B错误；题图丙中汽车的夜视系统利用了红外线原理，C正确；题图丁中蝙蝠利用超声波定位，雷达利用电磁波定位，D正确．

4．答案：D

解析：根据狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，A错误；考虑相对论效应，根据长度与速度的关系公式可知，L＝L0 ，沿杆自身长度方向高速运动时，杆的长度比静止时的短，B错误；根据狭义相对论的光速不变原理可知，真空中光在任何惯性参考系中的速度都是相同的，C错误；向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液流动的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的原理是多普勒效应，D正确．

5．答案：D

解析：当驱动力频率等于固有频率时，振幅最大，即系统的固有频率为0.3 Hz，A正确；电磁振荡电路中，当线圈两端电势差最大时，电流变化率最大，但是此时电流为0，B正确；光导纤维利用的是光的全反射，当内芯的折射率大于外套的折射率时光才能在内芯与外套的界面上发生全反射，C正确；α粒子轰击氮原子核是发现质子的过程，D错误．

6．答案：AC

解析：根据干涉知识可知，薄片的厚度越小，条纹越少，越稀疏，间距变宽，故A正确．厚度不变的情况下，单色光的波长越小，条纹越多，越密集，可知单色光b的波长小于单色光a的，根据光子动量p＝，知单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小，B错误．波长越长的光，频率越小，故νa<νb，若单色光a照射某金属能发生光电效应，则用单色光b照射该金属时也能发生光电效应，C正确．频率小的单色光，折射率也小，故na<nb，又光在介质中传播的速度v＝，故都在玻璃中传播时，单色光a比单色光b的传播速度大，D错误．

7．答案：AD

解析：由干涉图样可知，a光的双缝干涉条纹间距比b光的大，根据双缝干涉相邻条纹间距公式Δx＝λ可知，a光的波长长，则同一介质对a光的折射率小，对b光的折射率大．根据平行玻璃砖的光学特性可知，出射光线与入射光线平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射时a光应在右侧，光的传播路径与方向可能正确的是A图，不可能是B图．由全反射知识有sin C＝，分析可知，a光的临界角较大，当光从棱镜射入空气中时，若b不发生全反射，能射出棱镜，则a光一定也不发生全反射，从棱镜中射出；若a不发生全反射，能射出棱镜，b光可能发生全反射，不从棱镜中射出，故光的传播路径与方向可能正确的是D图，不可能是C图．