课时强化作业五十 光的波动性、电磁波、相对论简介一、选择题1．关于光的干涉现象，下列说法正确的是( )A．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C．把入射光由黄光换成紫光，两相邻明条纹间的距离变窄D．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等解析：在波蜂与波峰叠加处，或在波谷与波谷叠加处，都是振动加强区，将出现亮条纹，选项A错误；在双缝干涉实验中，出现亮纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为波长的整数倍，出现暗纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为半波长的奇数倍，选项B正确；条纹间距公式Δx＝λ，λ黄>λ紫，选项C正确；薄膜干涉实验中的薄膜是“楔形”空气膜，干涉条纹是等间距的平行线时，说明被检测工件平整度很好，选项D错误．答案：BC2．关于光的衍射，下列说法中错误的是( )A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C．光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据解析：由光的衍射的定义知A正确；光波的衍射无条件，B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据．D正确．答案：B3．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离解析：根据条纹间距Δx＝·λ可知：要增大干涉条纹的间距，可增大λ，λ红>λ黄，选项A正确；λ黄>λ蓝，选项B错误；增大到屏的距离l，Δx增大，选项C正确；增大双缝间距d，Δx减小，选项D错误．答案：AC4．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P5\n处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析：自然光沿各个方向发散，且是均匀分布的．通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的偏振光．从电灯直接发出的光为自然光，选项A错误；它通过A偏振片后变为偏振光，选项B正确；若A、B偏振片的透振方向相互垂直，则自然光通过这两个偏振片后光强为零，则P点无光亮，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；若将B转过90°，其透振方向与A平行，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，选项D正确．答案：BD5．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是( )A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波也成立，故A对；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B对；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C对；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误．答案：D6．(2014年江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图(甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图(乙)所示．他改变的实验条件可能是( )A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源解析：根据条纹间距公式Δx＝λ5\n可知，若增大条纹间距可以采用的措施有：换用波长更长，频率更低的单色光源；减小双缝间的距离d，增大双缝到屏的距离L，故选项B正确．答案：B7．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是( )A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失解析：相邻亮条纹间距Δx＝λ，A选项中l变小，间距变小，A对；B选项中波长变大，间距变大，B对；间距与单缝跟双缝间的距离无关，C错；D选项中d变大，间距变小，D对；白炽灯发出的光不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉，是复色光的干涉，E错．答案：ABD8．根据麦克斯韦电磁理论，下列叙述正确的是( )A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．振荡的电场一定产生同频率的振荡的磁场解析：变化的电场周围才会产生磁场，恒定的电场周围不会产生磁场，同理，恒定的磁场周围也不会产生电场，所以A项错．随时间做均匀变化的电场，其变化率是常量，故周围产生的磁场是恒定的，同理，均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的，所以选项B、C不对．电场周期性变化，其周围产生的磁场一定呈周期性变化，且变化周期相同，所以选项D正确．答案：D9.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变解析：白炽灯光属于非偏振光，通过偏振片P后的自然光变成了偏振光，当P转动时，通过偏振片P后光强不变，选项B、D错误；同时，P的偏振方向发生变化，使B5\n处光强发生变化，选项A错误，C正确．答案：C10．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )A．用透明的标准平面样板检测光学平面的平整程度是利用光的偏振B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散D．用三棱镜观察白光可以看到彩色图样利用的是光的衍射解析：用透明的标准平面样板检测光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，选项A错误；光学镜头上的增透膜利用了光的干涉，选项B正确；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射，选项C错误；用三棱镜观察白光可以看到彩色图样是光的色散现象，利用了光的折射原理，选项D错误．答案：B二、非选择题11．(2015届洛阳市高三月考)“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关．一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示．由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c(c为真空中的光速)时，时钟的周期大约为________．在日常生活中，我们无法察觉时钟周期性变化的图象，是因为观察者相对于时钟的运动速度________．若在高速运行的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________(填“快”或“慢”)了．解析：根据题图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c时，对应时钟的频率为0.4Hz，则周期为2.5s．日常生活中，我们无法察觉时钟周期变化的现象是因为观察者相对于时钟的运动速度远小于光速c，在高速运行状态下，一切物理、化学过程和生命过程都变慢．答案：2.5s 远小于光速c 慢12．如图所示，①②两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图①是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图①所对应的圆孔的孔径______(填“大于”或“小于”)图②所对应的圆孔的孔径．解析：①中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，②5\n中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图①是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7m数量级上，所以图①对应的圆孔的孔径比图②所对应的圆孔的孔径小．图②的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射 小于13．(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取________或________的方法．(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________mm.(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是________m．(取三位有效数字)解析：(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx＝λ可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的办法有：①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)；②减小双缝之间的距离．(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.(3)甲图读数是0.045mm，乙图读数是14.535mm，它们的差值是14.490mm，中间跨越了10－1＝9个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx＝mm＝1.610mm.(4)光的波长λ＝＝5.37×10－7m.答案：(1)滤光片 单缝 双缝 增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离 (2)②③ (3)1.610 (4)5.37×10－75
