2022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-.docx

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．雨后空中毁灭彩虹
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，以增加透射光的强度，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．雨后大路积水表面漂移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大事，而静止在地面上的人认为车头大事先发生
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(　　)

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(　　)

图3
A．在玻璃中传播时a光的速度较大
B．在同一双缝干涉试验装置发生干涉时，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
6．下列有关光现象的说法正确的是(　　)
A．在光的双缝干涉试验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距确定变大
B．以相同入射角从水中射向空气，若紫光能发生全反射，则红光也确定能发生全反射
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

图4
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缘由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)，这种膜能消退不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为(　　)
A.λ　　　　　　　　 B.λ
C.λ D．λ

图5
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点毁灭第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(　　)
A. B.
C. D.

对点训练：电磁场、电磁波及相对论

图6
9.据《飞行国际》报道称，中国制造的首款具有“隐身力气”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，使之不易被敌方发觉、跟踪和攻击。依据你所学的物理学问，推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．使用能吸取雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发觉
C．使用吸取雷达电磁波涂层后，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、喷气尾管等由于高温简洁产生紫外线辐射的部位实行隔热、降温等措施，使其不易被对方发觉
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．依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场四周确定可以产生电磁波
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，波长越大的光波越简洁绕过去
B．白光通过三棱镜在屏上毁灭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．用透亮     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．不管光源与观看者是否存在相对运动，观看者观看到的光速是不变的
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

图7
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状况如图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

图8
D．相同条件下进行双缝干涉试验，a光的条纹间距比b光的小
14.如图8所示，在双缝干涉试验中，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2.1×10－6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉试验，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4×10－7 m。
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°。

答 案

1．选B　雨后空中毁灭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。肥皂泡的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的位置也不同，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。一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带，属于光的衍射而不是干涉，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的干涉现象，B错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，C错误；照相机镜头表面涂上增透膜，以增加透射光的强度，是利用了光的干涉现象，D错误。
3．选C　振动最强区域的质点，是振动的振幅最大，但它照旧在平衡位置四周来回往复运动，位移随时间呈周期性变化，即位移可能为零，故选项A错误；雨后大路积水表面漂移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大事对静止在地面上的人以自己为参考系而言，依据光速不变原理可知，他将认为车尾大事先发生，故选项D错误；选项C说法正确。
4．选D　由干涉条纹可看出，a光的条纹间距大于b光，故依据Δx＝λ可知，a光的波长大于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图中出射光应当和入射光平行；C、D图中首先发生全反射的应当是b光，所以选项D正确。
5．选C　依据光路图知，a光的偏折程度大于b光，则a光的折射率大于b光的折射率，依据v＝知，a光在玻璃中传播的速度较小，故A错误。光的折射率大，则频率大，波长小，则a光的波长小，依据Δx＝λ知，a光的干涉条纹间距较小，故B错误。a光的折射率大，依据sin C＝知，a光的全反射的临界角较小，故C正确。折射光和反射光都是偏振光，故D错误。
6．选A　在光的双缝干涉试验中，依据条纹间距表达式Δx＝λ，若仅将入射光由紫光改为红光，由于红光的波长大于紫光，则条纹间距确定变大，选项A正确；由于紫光的折射率大于红光，依据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，若紫光能发生全反射，则红光不愿定能发生全反射，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，从增透膜的前后表面反射回来的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。
8．选D　毁灭第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为×(2n－1)＝λ，其中n＝3，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，因而D是正确的。
9．选B　隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用能吸取雷达电磁波的材料，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觉，故只有B正确。
10．选AD　超声波的频率较大，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；光的色散现象都是由光的折射引起的，选项B错误；依据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场四周才可以产生电磁波，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的内芯发生全反射，选项D正确。
11．选ADE　波长越长的光越简洁发生衍射现象，故越简洁绕过障碍物，所以A正确；白光通过三棱镜在屏上毁灭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；用透亮     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；依据狭义相对性原理，不管光源与观看者是否存在相对运动，观看者观看到的光速是不变的，故E正确。
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光发生全反射的临界角大，依据sin C＝，知P光的折射率小。依据v＝知，P光的折射率小，则P光在水中的传播速度大。故B错误，D正确；由于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　光的频率由光源打算，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光的临界角小于b光的临界角，由公式sin C＝分析可知，a光的折射率大于b光的折射率，则知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，由于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试验，a光的条纹间距比b光的小，故D正确。
14．解析：(1)设单色光A在空气和介质中的波长分别为λ1、λ2，依据n＝可得λ1＝n·λ2＝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
则N1＝＝＝3.5倍，故P点为暗条纹。
(2)依据临界角与折射率的关系
sin C＝得n＝＝
由此可知，B光在空气中的波长λ2为
λ2＝nλ介＝×3.15×10－7 m
＝5.25×10－7。
所以N2＝＝4，可见，用B光作光源，P点为亮条纹。
答案：(1)暗条纹　(2)亮条纹