高考物理一轮复习 第二章 第2讲 光的波动性 电磁波 相对论课时作业（含解析）-人教版高三物理试题

光的波动性电磁波相对论一、选择题1．(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有()A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：AC相对论告诉我们，运动的钟会变慢．由于飞船上的人观测飞船上的钟是静止的，观测到地球上的钟是运动的，因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快，A项正确，B项错误；同样，地球上的人观测到飞船上的钟是运动的，地球上的钟是静止的，因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快，C项正确，D项错误．2．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则()A．中间条纹间距较两侧更宽B．不同色光形成的条纹完全重合C．双缝间距离越大条纹间距离也越大D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹解析：D据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，双缝间距d越大，干涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确．3．(多选)下列说法正确的是()A．偏振光可以是横波，也可以是纵波B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C．医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D．X射线在磁场中能偏转，穿透能力强，可用来进行人体透视E．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率解析：BCE偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是横波，故A错误；照相机的镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，照相机的镜头呈现淡紫色，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，在可见光中看到的镜头反光，其颜色就是蓝紫色，因为反射光中已经没有了绿光，故B正确；用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，C正确；X射线穿透力较强，但它不带电，不能在磁场中偏转，故D错误；根据多普勒效应可知声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率，E正确．4.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2πeq\r(LC)的振荡电流．当罐中的液面上升时()A．电容器的电容减小B．电容器的电容增大C．LC回路的振荡频率减小D．LC回路的振荡频率增大解析：BC根据平行板电容器的电容公式C＝eq\f(εS,4πkd)，知道液面上升，则板间的平均电介质常数ε增大，得C增大，A错误，B正确．LC振荡电路周期T＝2πeq\r(LC)，在C增大时，T增大，所以频率减小，C正确．D错误．5．(多选)下列说法正确的是()A．电磁波和机械波一样依赖于介质传播B．照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象C．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象D．γ射线波长比X射线波长短E．变化的磁场一定会产生变化的电场解析：BCD电磁波可以在真空中传播，故A错误；照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的．所以只能有一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光，其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，所以B选项是正确的；泊松亮斑是光的衍射现象，是在圆形障碍物后面的中心处形成的亮斑，大面积玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，所以C选项是正确的；由电磁波谱的组成可以知道，γ射线波长比X射线波长短，所以D选项是正确的．均匀变化的磁场产生的电场不变，故E错误．6．如图所示，半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上，现以光的传播方向OO′为轴将偏振片P旋转90°，则在偏振片P旋转的过程中()A．屏上出现圆形亮斑，亮度不变B．屏上出现圆形亮斑，亮度变暗C．屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度不变D．屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，亮度变暗解析：A圆柱状光束通过偏振片后，屏幕上出现圆形亮斑，偏振片是让特定方向振动的光透过去，只是相对光源的亮度减弱，故屏幕上依然出现圆形亮斑，C、D错误；自然光包含在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，故转动偏振片，透振方向虽然改变，但屏上依然是圆形亮斑，且亮度不变，A正确，B错误．7．(多选)以下说法正确的是()A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象很明显D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快E．液晶显示器应用光的偏振制成解析：ABE太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理，选项A正确；在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率，只是在驱动力的频率等于物体的固有频率时会发生共振现象，选项B正确；根据光发生明显衍射的条件可知，只有当障碍物的尺寸比光的波长小或相近时，才会发生明显衍射，故C选项错误；宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据相对论效应，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢，故D错误；液晶显示器应用光的偏振制成，选项E正确．故选A、B、E.8.(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．如图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是()A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4解析：AC先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，则N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2；故A、C正确，B、D错误．9.如图所示，光源S从水面下向空气斜射一束复色光，在A点分成a、b两束，则下列说法正确的是()A．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．a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小D．分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距小于b光解析：B由题意可知，两光束的入射角i相同，折射角ra<rb，根据折射定律得到，折射率na<nb，故A错误；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正确；a光的折射率小，根据临界角公式sinC＝eq\f(1,n)，可知a光的临界角较大，故C错误；折射角ra<rb，频率fa<fb，波长λa>λb，根据公式Δx＝eq\f(l,d)λ，则知a光的干涉条纹间距大于b光的，故D错误．二、非选择题10．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.20mm的双缝屏．然后，接通电源使光源正常工作．已知像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹间的距离为8.40mm.利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝________m(保留2位有效数字)．(2)另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显．若他对实验装置进行改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能会实现这个效果的是________．A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间B．仅将单缝与双缝间距增大少许C．仅将单缝与双缝的位置互换D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片解析：(1)测量头上示数为5×0.05mm＝0.25mm；A条纹与B条纹间的中心距离为8.40mm，共5个条纹间隔，则相邻条纹间隔Δx＝1.68mm，由Δx＝eq\f(L,d)λ，解得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝4.8×10－7m．(2)根据条纹间隔公式Δx＝eq\f(L,d)λ知，若要使观察到清晰的条纹数目增加，即减小条纹间距，则需要减小滤光片射向双缝的色光的波长λ，则仅需将红色滤光片换成绿色滤光片，选项D正确．答案：(1)0.254.8×10－7(2)D11．激光已经深入到我们生活的各个方面．某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长．(1)如图所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑．放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖，激光光斑移至水平光屏上的N点．测得玻璃砖厚度为d＝eq\r(3)cm，MN＝b＝2cm.根据以上信息，求该玻璃砖的折射率n.(2)为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄，宽度可忽略)，在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹．现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长．解析：(1)如图所示，设折射角所对的边的长度为x，激光入射角i＝90°－30°＝60°，由几何