高考物理一轮复习课时作业47光的干涉与衍射电磁波相对论含答案
展开光的干涉与衍射 电磁波 相对论[双基巩固练]1.(多选)关于电磁波的作用,下列说法正确的是( )A.用红外线热像仪检测发热病人,利用了物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同B.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高C.红外遥感技术利用了红外线的显著热效应D.验钞机之所以利用紫外线验钞是因为紫外线具有荧光效应E.阴极射线是一种频率极高的电磁波2.(多选)以下说法中正确的是( )A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉E.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的3.(多选)关于光学镜头增透膜,以下说法中正确的是( )A.增透膜是为了减少光的反射损失,增大透射光的强度B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的eq \f(1,4)C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的eq \f(1,4)D.因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消,红光、紫光的反射不能完全抵消,所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色E.涂有增透膜的镜头,进入的光线全部相互抵消,因此这种镜头的成像效果较好4.(多选)下列说法正确的是( )A.位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动B.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时,才能发生衍射现象C.光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理D.电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来E.狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的5.[2020四川凉山二测](多选)下列说法中正确的有( )A.光在介质中的速度小于光在真空中的速度B.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射C.光的偏振现象说明光是纵波D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时,水面上首先消失的是绿光E.某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图甲所示的条纹,仅减小双缝之间的距离后,观察到如图乙所示的条纹6.[2021辽宁大连双基测试](多选)下列说法正确的是( )A.红光由空气进入水中,波长变短,频率不变B.光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带,是光的干涉现象D.对同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显的衍射现象E.用同一装置做双缝干涉实验,在干涉图样中紫光的条纹间距比红光的宽7.如图所示,当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑.这是光的________(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象,这一实验支持了光的________(填“波动说”“微粒说”或“光子说”).8.如图所示,一束激光频率为ν0,传播方向正对卫星飞行方向,已知真空中光速为c,卫星速度为u,则卫星上观测到激光的传播速度是________.卫星接收到激光的频率ν________(选填“大于”“等于”或“小于”)ν0.9.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题.(1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图.其中干涉图样是________.(2)将表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为________.(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d=0.50mm,双缝到光屏的距离L=0.50m.在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示,则其示数为________mm;在B位置时游标卡尺如图(c)所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m.[综合提升练]10.[2020·河南顶尖名校5月联考](多选)如图所示,两束单色光a、b从水下面射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是( )A.用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B.a光在水中的传播速度比b光快C.用a、b光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是不均匀的D.在水中a光的临界角大于b光的临界角E.若a光与b光以相同入射角从水射向空气,在不断增大入射角时,水面上首先消失的是a光11.(多选)如图所示,空间同一平面内有A、B、C三点,AB=5m,BC=4m,AC=3m.A、C两点处有完全相同的两波源做简谐运动,振动频率1360Hz,波速为340m/s.下列说法正确的是( )A.B点的位移总是最大B.两列波的波长均为0.25mC.A、B间有12个振动加强点D.B、C间有8个振动减弱点E.振动减弱点的位移总是为零12.[2020·江苏卷,13B](1)电磁波广泛应用在现代医疗中.下列属于电磁波应用的医用器械有________.A.杀菌用的紫外灯B.拍胸片的X光机C.治疗咽喉炎的超声波雾化器D. 检查血流情况的“彩超”机(2)我国的光纤通信技术处于世界领先水平.光纤内芯(内层玻璃)的折射率比外套(外层玻璃)的________(选填“大”或“小”).某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为43°,则该内芯的折射率为________.(取sin43°=0.68,cos43°=0.73,结果保留2位有效数字)(3)国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队.“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一.在探月任务中,“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波,该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来,反射波回到“玉兔二号”的时间差为Δt.已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ,求该月壤层的厚度d.课时作业(四十七)1.解析:物体的温度越高,它辐射的红外线越强,波长越短.红外线热像仪利用物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同检测发热病人,选项A正确;因为紫外线波长短,用紫外线拍摄指纹照片,分辨率高,选项B正确;红外遥感技术利用灵敏的红外线探测仪接收的物体发射的红外线探知物体的特征,选项C错误;紫外线具有荧光效应,可使钞票上的荧光物质发光,选项D正确;阴极射线实际是高速电子流,E错误.答案:ABD2.解析:对于同一障碍物,它的尺寸d不变,波长λ越长的光越容易满足d≤λ,越容易绕过障碍物,所以A项正确;白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象,B项错误;波的频率由波源决定,波速由介质决定,所以红光从空气进入水中,频率f不变,波速v变小,由v=λf得,波长λ变小,所以C项错误;检查平面的平整度是利用了光的干涉,所以D项正确;由光速不变原理知E项正确.答案:ADE3.解析:光学镜头前的增透膜是为了减少光的反射损失,增大透射光的强度,选项A正确;根据光的干涉理论可知,增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的eq \f(1,4),选项B错误,选项C正确;增透膜通常是针对人眼最敏感的绿光设计的,使从镜头反射的绿光干涉相消,而对太阳光中的红光和紫光并没有显著削弱,所以看上去呈淡紫色,选项D正确.涂有增透膜的镜头,只能抵消某种色光的反射光线,选项E错误.答案:ACD4.解析:本题考查光的衍射、干涉、相对论等,只要力与位移的大小成正比,方向相反,即为简谐运动,因此当质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律,也满足简谐运动,简谐运动是最简单、最基本的振动,故A正确;所有波都能发生衍射,只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时,衍射现象才越明显,故B错误;光导纤维传递信息是利用了光的全反射原理,故C错误;使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐,当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强,可以由此选出有用信号,故D正确;根据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,故E正确.答案:ADE5.解析:本题考查光学的知识,属于必备知识.依据v=eq \f(c,n)可知,光在介质中的速度小于在真空中的速度,故A正确;紫外线比紫光的波长短,更不容易发生衍射,而对于干涉只要频率相同且相位差恒定即可发生,故B错误;光的偏振现象说明光是横波,并不是纵波,故C错误;绿光的折射率大于红光的折射率,由临界角公式sin C=eq \f(1,n)知,绿光的临界角小于红光的临界角,当光从水中射向空气,在不断增大入射角时,在水面上绿光先发生全反射,从水面消失,故D正确;从图甲所示的条纹与图乙所示的条纹可知,条纹间距变大,根据双缝干涉的条纹间距公式Δx=eq \f(L,d)λ可知,当仅减小双缝之间的距离后,可能出现此现象,故E正确.答案:ADE6.解析:光从一种介质进入另一种介质时频率不变,根据v=λf和n=eq \f(c,v)知,红光由空气进入水中,波长变短,但颜色不变,故A正确;光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理,当内芯的折射率比外套的大时,光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射,故B正确;白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象,故C错误;根据发生明显衍射现象的条件可知,对同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显的衍射现象,故D正确;由公式Δx=eq \f(L,d)·λ可知,用同一装置做双缝干涉实验,在干涉图样中,波长较小的紫光的条纹间距比红光的窄,故E错误.故选A、B、D.答案:ABD7.答案:衍射 波动说8.解析:由相对论光速不变原理可得激光速度为c,依据多普勒效应可知,卫星接收到激光的频率ν大于ν0.答案:c 大于9.解析:(1)图1甲中的条纹间距和宽度相同,是干涉图样,图1乙是衍射图样.(2)光源发出的白光,各种频率都有,加上E后通过的只有红光了,变成单色光,加上D和B,就得到两列频率相同、步调一致的相干光,最后放置光屏,干涉条纹呈现在光屏上,所以顺序为CEDBA.(3)A位置的示数为111.10 mm,B位置的示数为115.65 mm,图甲中A、B之间的距离为115.65 mm-111.10 mm=4.55 mm,则相邻条纹的间距为Δx=eq \f(4.55,7) mm,再根据公式Δx=eq \f( L,d)λ,代入数据得波长为6.5×10-7 m.答案:(1)甲 (2)CEDBA (3)111.106.5×10-710.解析:由图可知,单色光a偏折程度小于b的偏折程度,根据光路可逆和折射定律知,a光的折射率小于b光的折射率,则知a光的波长较b光大;由干涉条纹的间距Δx=eq \f(L,d)λ知,干涉条纹间距与波长成正比,所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距;用a、b光分别做双缝干涉时它们的干涉条纹宽度都是均匀的,故选项A正确,选项C不正确.a光的折射率小于b光的折射率,由n=eq \f(c,v)知,a光在水中的传播速度比b光快,故选项B正确.由全反射临界角公式sin C=eq \f(1,n)知,折射率n越大,临界角C越小,则知在水中a光的临界角大于b光的临界角;若a光与b光以相同入射角从水射向空气,在不断增大入射角时,水面上首先消失的是b光,故选项D正确.选项E不正确.答案:ABD11.解析:由题意知.波长λ=eq \f(v,f)=eq \f(340,1 360) m=0.25 m,B点到两波源的距离差Δx=1 m=4λ,该点为振动加强点,但不是位移不变,故A错误,B正确;AB上的点与A点的距离和与C点的距离之差一定小于AC,即小于3 m,设AB中点为D,D到A、C距离相等,则A、D间的点到A、C两点的距离差可能为0.25n m(n=1,2,…,11),B、D间的点到A、C两点的距离差大于0且小于1 m,则可能为0. 25n m(n=1,2,3),可知A、B间有15个振动加强点,故C错误;BC上的点与A点的距离和与C点的距离之差一定小于AC,大于AB-BC,即小于3 m,大于1 m,则距离差可能为0.125·(2n+1) m(n=4,5,6,…11),有8个振动减弱点,故D正确;由于两波源的振幅相同,可知振动减弱点的位移总是为零,故E正确.答案:BDE12.解析:(1)紫外线、X射线均属于频率高、能量高的电磁波,故A、B正确.雾化器、“彩超”机属于超声波的应用,超声波是机械波,不属于电磁波,故C、D错误.(2)光从光密介质进入光疏介质才能发生全反射,故光纤内芯的折射率大于外套的折射率,根据全反射临界角公式有n=eq \f(1,sin C)=eq \f(1,sin 43°)=eq \f(1,0.68),所以n=1.5.(3)电磁波的传播速度v=fλ根据题意2d=vΔt解得d=eq \f(fλΔt,2)答案:(1)AB (2)大 1.5 (3)eq \f(fλΔt,2)元件代号ABCDE元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片
新高考物理一轮复习分层提升讲义C光的干涉、衍射和偏振、电磁波 提升版(含解析): 这是一份新高考物理一轮复习分层提升讲义C光的干涉、衍射和偏振、电磁波 提升版(含解析),共36页。试卷主要包含了双缝干涉,薄膜干涉,关于电磁波,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习分层提升讲义A光的干涉、衍射和偏振、电磁波 基础版(含解析): 这是一份新高考物理一轮复习分层提升讲义A光的干涉、衍射和偏振、电磁波 基础版(含解析),共30页。试卷主要包含了双缝干涉,薄膜干涉,关于电磁波,下列说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
高考物理一轮复习选修3-4 波与相对论课时作业47 (含解析): 这是一份高考物理一轮复习选修3-4 波与相对论课时作业47 (含解析),共10页。