高三物理一轮复习 第十二章 波与相对论 第4节 光的波动性 电磁波 相对论课时跟踪检测（选修3-4）试题

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解析：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，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，D错误。2．(2015·宜宾二诊)如图1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()图1A．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．若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：选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光的间距，故D错误。3．(2015·绵阳三诊)下列说法正确的是()A．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距小D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率与波源频率相同解析：选A水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象，故A正确。紫外线具有杀菌作用，不是因为紫外线有较强的热效应，故B错误。红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，根据公式：Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大，故C错误。声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率，故D错误。4．如图2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2解析：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＝eq\f(l,d)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a、b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．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3A．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光才是偏振光解析：选C根据光路图知，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，根据v＝eq\f(c,n)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，根据Δx＝eq\f(l,d)λ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sinC＝eq\f(1,n)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．(多选)(2016·吉林模拟)下列说法正确的是()A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D．光的偏振特征说明光是横波E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故解析：选BDE光在介质中传播的速度由介质本身及光的频率共同决定，故A错误。油膜形成的彩色条纹，是油膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故B正确。根据光的干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，可知，红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故C错误。光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D正确。水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确。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()图4A．eq\f(1,8)λ B．eq\f(1,4)λC．eq\f(1,2)λ D．λ解析：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eq\f(1,4)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．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()图5A．eq\f(c,2f) B．eq\f(3c,2f)C．eq\f(3c,f) D．eq\f(5c,2f)解析：选D出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为eq\f(λ,2)×(2n－1)＝eq\f(5,2)λ，其中n＝3，而λ＝eq\f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，因而D是正确的。对点训练：电磁场、电磁波及相对论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()图6A．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解析：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．(2015·盐城二模)下列说法正确的是()A．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时长B．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度C．大量事实证明，电磁波不能产生衍射现象D．受迫振动的频率总等于系统的固有频率解析：选B根据l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，知沿自身长度方向运动的杆其长总比杆静止时的长度小，故A错误。只要是波，均有多普勒效应现象，根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故B正确。电磁波是波，电磁波能产生衍射现象，故C错误。受迫振动的频率总等于驱动力的频率，故D错误。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解析：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，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，观察者观察到的光速是不变的，故E正确。考点综合训练12．(多选)(2016·河南省实验中学模拟)下列关于光的说法中正确的是()A．雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的B．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距D．白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的波长不同E．光从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同解析：选CDE雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生的折射形成的，故A错误；根据多普勒效应，“和谐号”动车组高速行驶时，其速度远小于光速c，故狭义相对论的“尺缩效应”不明显，车厢长度不会明显变短的，故B错误；双缝干涉实验中，用红光代替黄光后，波长变长，则导致干涉条纹的间距增大，故C正确；白光通过双缝后产生干涉，因波长不一，导致干涉条纹间距不同，从而出现彩色条纹，故D正确；从一种介质进入另一种介质发生折射是因为光在不同介质的折射率不同，根据c＝nv，可知，传播速度也不同，故E正确。13．(多选)为检测矿泉水的品质，我们可以利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气，特制容器未画出)，通过对比填充矿泉水后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1，就可以计算出该矿泉水的折射率。设空气的折射率为1，则下列说法正确的是()图7A．x2＜x1 B．x2＞x1C．该矿泉水的折射率为eq\f(x1,x2) D．该矿泉水的折射率为eq\f(x2,x1)解析：选AC把空气换成矿泉水后，入射光的频率f不变，根据v＝λf可知，光在介质中的传播速度减小，波长减小。根据Δx＝eq\f(l,d)λ可知，对同一装置来说，条纹间距与波长成正比，波长减小，条纹间距减小，即x2＜x1，A正确，B错误；因n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)，所以该矿泉水折射率为eq\f(x1,x2)，C正确，D错误。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2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P图8(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B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＝eq\f(λ1,λ2)可得λ1＝n·λ2＝6×1