2016届高三物理一轮复习课时跟踪检测(四十二) 光的波动性 电磁波 相对论 813物理讨论群

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课时跟踪检测(四十二) 光的波动性 电磁波 相对论

对点训练：光的干涉、衍射及偏振现象

1．下列四种现象中与光的干涉有关的是( )

A．雨后空中出现彩虹

B．肥皂泡的表面呈现彩色

C．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带

D．一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带

2．下列说法中正确的是( )

A．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象

B．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象

C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象

D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象

3．下列说法中正确的是( )

A．频率相同的两列波叠加时，振动最强区域的质点位移总是最大

B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象

C．利用多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度

D．在近光速运动的列车中，车上的人看到车头与车尾同时发生的事件，而静止在地面上的人认为车头事件先发生

4．如图1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是(

)

图

1

图2

5．有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图3所示，则有关a、b光的说法正确的是( )

A．在玻璃中传播时a光的速度较大

B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时，a光的干涉条纹间距较大

C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小

D．只有a光才是偏振光 图3

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6．下列有关光现象的说法正确的是( )

A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大

B．以相同入射角从水中射向空气，若紫光能发生全反射，则红光也一定能发生全反射

C．照相机镜头涂有增透膜，是利用光的衍射

D．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增加透射光的强度

7.如图4所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来热效应最显著红外线。以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜最小厚度应为( )

1 8

1 21 4D．λ 图4

8.如图5所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为( )

c 2f

3c f3c2f5c 2f

对点训练：电磁场、电磁波及相对论 图5

9.据《飞行国际》报道称，中国制造的首款具有“隐身能力”和强大攻击力的第四代作战飞机“歼-20”(如图6)，于2011年1月11日12：50进行了公开首飞。它的首飞成功标志着中国继美国和俄罗斯之后，成为世界上进入到第四代战机研发序列中的国家。隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是( )

A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近，即使你拿望远镜也不能看到它

B．使用能吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现

C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流

D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现

图

6

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10．(多选)下列说法中正确的是( )

A．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射

B．光的色散现象都是由光的干涉引起的

C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波

D．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大

11．(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

考点综合训练

12．在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，下列说法正确的是( )

A．在真空中P光的传播速度更大

B．P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度

C．让P光和Q光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于Q光

D．P光发生全反射的临界角大于Q光发生全反射的临界角

13.在直角坐标系的第一、四象限内有一横截面为半圆形的柱状玻璃砖MNP，两束平行于x轴且与x轴等距离的可见单色光a、b，从空气中垂直y轴射入玻璃砖中，在MNP面上发生反射和折射的实际情况如图7所示，由此可知( )

A．a光在玻璃砖内的频率和比在空气中的小

B．a光的频率比b光的小

C．在玻璃砖内a光的传播速度比c大

D．相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的小 图7

14.如图8所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×106 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P－

点是亮条纹还是暗条纹？

(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×107 m。 －

(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×107 m，当B光从这种介质射向空气时，临界－

角为37°。

图

8

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答 案

1．选B 雨后空中出现彩虹是太阳光经过悬浮在空气中的小液滴时发生色散而形成的，也就是七种单色光的折射率不同，而偏转程度不同而分成七种单色光，不是干涉，选项A错。肥皂泡表面呈现彩色是由于白光在肥皂泡的前后表面的反射光相互叠加而干涉形成的，由于不同单色光波长不同，所以发生叠加后加强减弱位置也不同，所以形成彩色条纹，选项B对。一束白光通过三棱镜后发生折射，由于折射率不同而发生色散形成彩色光带，选项C错。一束白光通过很窄单缝后在光屏上形成彩色光带，属于光衍射而不是干涉，选项D错。

2．选A 光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，A正确；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光干涉现象，B错误；门镜可以扩大视野是利用了光折射现象，C错误；照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光干涉现象，D错误。

3．选C 振动最强区域的质点，是振动的振幅最大，但它仍然在平衡位置附近来回往复运动，位移随时间呈周期性变化，即位移可能为零，故选项A错误；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，是由于发生了光的干涉现象，故选项B错误；在近光速运动的列车中，车上的人以车为参考系，看到车头与车尾同时发生的事件对静止在地面上的人以自己为参考系而言，根据光速不变原理可知，他将认为车尾事件先发生，故选项D错误；选项C说法正确。

L4．选D 由干涉条纹可看出，a光的条纹间距大于b光，故根据Δx可知，a光的d

波长大于b光，a光的频率小于b光，则a光的折射率小于b光；a光的临界角大于b光的临界角；A图中ab两种光的位置颠倒了；B图中出射光应该和入射光平行；C、D图中首先发生全反射的应该是b光，所以选项D正确。

5．选C 根据光路图知，a光偏折程度大于b光，则a光折射率大于b光折射率，根c据v＝a光在玻璃中传播速度较小，故A错误。光折射率大，则频率大，波长小，则an

L光波长小，根据Δx知，a光的干涉条纹间距较小，故B错误。a光的折射率大，根据d

1sin C＝知，a光的全反射临界角较小，故C正确。折射光和反射光都是偏振光，故D错误。 n

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L6．选A 在光的双缝干涉实验中，根据条纹间距表达式Δx＝λ，若仅将入射光由紫光d

改为红光，因为红光的波长大于紫光，则条纹间距一定变大，选项A正确；因为紫光的折

1射率大于红光，根据sin C＝，则紫光的临界角小于红光，故以相同入射角从水中射向空气，n

若紫光能发生全反射，则红光不一定能发生全反射，选项B错误；照相机镜头涂有增透膜，是利用光的干涉，选项C错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片使反射减弱，但不能增加透射光的强度，故D错误。

7．选B 红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线。在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(相当于增透膜)，当增透膜最小

1厚度等于红外线在其中传播的波长的时，灯泡发出的红外线射到增透膜后，从增透膜的前4

后表面反射回来两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果。

λ58．选D 出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为×(2n－1)＝λ，其中n22

c55c＝3，而λ＝|r1－r2|＝λD是正确的。 f22f

9．选B 隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用能吸收雷达电磁波的材料，使反射的雷达电磁波很弱，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，飞机在雷达屏幕上很难被发现，故只有B正确。

10．选AD 超声波频率较大，波长较小，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项A正确；光色散现象都是由光的折射引起的，选项B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场周围才可以产生电磁波，选项C错误；光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，这样才能使得光在光导纤维丝内芯发生全反射，选项D正确。

11．选ADE 波长越长的光越容易发生衍射现象，故越容易绕过障碍物，所以A正确；白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，所以B错误；红光由空气进入水中，频率不变，故颜色不变，传播速度减小，故波长变短，所以C错误；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，即薄膜干涉，所以D正确；根据狭义相对性原理，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到光速是不变，故E正确。

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12．选D 光在真空中的传播速度大小是相等的，所以A错；在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照亮的区域大于Q光照亮的区域，知P

1c光发生全反射的临界角大，根据sin C＝P光的折射率小。根据v＝P光的折射nn

率小，则P光在水中的传播速度大。故B错误，D正确；因为P光的折射率小，所以P光的频率小，则P光波长一些，故让P光和Q光通过同一双缝干涉装置P光的条纹间距大于Q光，所以C错。

13．选D 光的频率由光源决定，与介质无关，则a光在玻璃砖内的频率和在空气中的频率相等，故A错误；由图知，a光已经发生全反射，而b光没有发生全反射，说明a光的

1临界角小于b光的临界角，由公式sin C＝a光的折射率大于b光的折射率，则n

c知a光的频率比b光的大，故B错误；由公式v＝n＞1分析可知，a光在玻璃砖内的传n

播速度 v比在空气中的传播速度c小，故C错误；a光的频率比b光的大，真空中a光的波长比b光的波长短，因为双缝干涉条纹的间距与波长成正比，则相同条件下进行双缝干涉实验，a光的条纹间距比b光的小，故D正确。

λ14．解析：(1)设单色光A在空气和介质中的波长分别为λ1、λ2，根据n＝λ1＝n·λ2λ2

＝6×10－7 m

由题意可知，S1、S2到P点的光的路程差

Δx＝2.1×10－6 m

Δx7则N1＝＝3.5倍，故P点为暗条纹。 λ12

(2)根据临界角与折射率的关系

115sin C得n＝ nsin 37°3

由此可知，B光在空气中的波长λ2为

5λ2＝nλ介＝×3.15×10－7 m 3

＝5.25×10－7。

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Δx所以N2＝4，可见，用B光作光源，P点为亮条纹。 λ2

答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹

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