高三物理人教版一轮复习第十四单元选修3-4作业62

题组层级快练(六十二)一、选择题1．(2016·上海)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是()A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线答案A解析在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以A项正确．2．(2017·河南模拟)(多选)下列说法正确的是()A．在真空中传播的电磁波，频率越大，波长越短B．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距较大C．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D．要确定雷达和目标的距离需要直接测出电磁波从发射到被目标接收的时间E．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减弱玻璃反射光的影响答案ABE解析A项，在真空中传播的电磁波，传播速度不变，则v＝λf得，频率越大的，波长越短，故A项正确；B项，让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，因蓝光的波长小于绿光，因此形成的干涉条纹间距较大的是绿光，故B项正确；C项，全息照相不是利用光的全反射，是光的干涉；故C项错误；D项，雷达是利用了电磁波的反射原理，雷达和目标的距离是s＝eq\f(1,2)c·Δt，直接测出的是从发射电磁波到接收到反射回来的电磁波的时间差Δt；故D项错误；E项，加偏振片作用是减弱玻璃反射光的影响，故E项正确．3．电磁波与声波比较()A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频率无关答案ABC解析可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析，A、B两项均与事实相符，所以A、B两项正确；根据λ＝eq\f(v,f)，电磁波速度变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C项正确；电磁波在介质中的速度与介质有关，也与频率有关，所以D项错误．4．(2017·南通模拟)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如(乙)图所示．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．增大双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源答案BC解析根据Δx＝eq\f(l,d)λ知，要使条纹间距变大，可减小双缝之间的距离，增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离，故只有B、C两项正确．5．(2017·宜春模拟)(多选)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人．在研究青蒿素化学结构中，研究人员用比可见波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构．在做单缝衍射实验中，下列说法中正确的是()A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄E．衍射条纹中央条纹最宽答案ACE解析单缝衍射的条纹间距可以用双缝干涉条纹宽度的公式Δx＝eq\f(L,d)λ定性讨论，其中L为屏与缝的距离、d为缝宽、λ为波长．A项，将入射光由可见光换成X射线，波长λ变小衍射条纹间距变窄，则衍射条纹间距变小，故A项正确；B项，使单缝宽度变小，即d变小，则衍射条纹间距变宽，故B项错误；C项，换用波长较长的光照射，根据公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知衍射条纹间距变宽，故C项正确；D项，增大单缝到屏的距离，即L变大，则衍射条纹间距变大，故D项错误；E项，衍射条纹与干涉条纹不同，其中央条纹最宽，故E项正确．6．(2016·江苏)一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是()A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c答案B解析根据狭义相对论，在静止的观察者看来，沿自身长度方向运动的杆缩短．而光速相对于任何惯性系来说总是不变，故选B.7.(多选)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图a是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图b是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．关于这个实验的下列说法正确的是()A．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，将观察到干涉条纹同方向旋转B．将该实验装置移到绕地球做匀速圆周运动的“天宫一号”中做实验，将观察不到干涉条纹C．将该实验装置移到月球上做实验，仍可观察到干涉条纹D．增大酒精灯与肥皂液薄膜间的距离，则干涉条纹间距要增大答案BC解析金属丝圈的转动，改变不了肥皂液薄膜上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹不会随金属丝圈在该竖直平面内转动，A项错误；将该实验装置移到“天宫一号”中做实验，因为肥皂液薄膜处于完全失重状态，不存在上薄下厚的形状，所以观察不到干涉条纹，B项正确；将该实验装置移到月球上做实验，肥皂液薄膜存在上薄下厚的形状，只是由薄到厚变化得较缓慢，因此仍可观察到干涉条纹，C项正确；增大酒精灯与肥皂液薄膜间的距离，但不能改变肥皂液薄膜的厚度变化情况，因此干涉条纹的间距不变，即D项错误．8．(2017·徐州二模)(多选)利用光的干涉，两台相距很远的射电望远镜观察固体的射电恒星，可以精确测定大陆板块漂移速度，模型可简化为如图甲所示的双缝干涉，射电恒星看成点光源S，分别在地球上不同大陆的两个望远镜相当于两个狭缝S1、S2，它们收到的光满足相干条件，汇集两望远镜信号的接收器相当于光屏，设某时刻光屏上P点到S1、S2的距离相等，S到S1、S2的距离也相等，当S2向上远离S1时，下列说法中正确的有()A．P点接收到的干涉信号先变强 B．P点接收到的干涉信号先变弱C．干涉条纹间距发生改变 D．干涉条纹间距不变答案BC解析A、B两项，在双缝干涉实验中，若当S2向上远离S1时，则经过S1、S2到P的路程差不等于0，导致P点接收到的干涉信号先变弱，移动到经过S1、S2到P的路程差等于半个波长偶数倍时，干涉信号才变强，故A项错误，B项正确；C、D两项，根据公式Δx＝eq\f(L,d)λ，当S2向上远离S1时，即d增大，那么条纹间距变小，故C项正确，D项错误．9．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时，能使被照射物品处灯光产生的热效应大大降低，从而广泛应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原理之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面镀上一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时从玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．用λ表示此红外线在膜中的波长，则所镀膜的厚度最小应为()A.eq\f(λ,8) B.eq\f(λ,4)C.eq\f(λ,2) D．λ答案B解析根据薄膜干涉原理，如果镀膜的厚度为红外线在薄膜介质中波长的eq\f(1,4)时，红外线在薄膜的两个表面上反射的光刚好相抵消，从而大大减小了红外线反射光的强度．10．如图所示，S为一点光源，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为()A．电流表的示数变大，电压表的示数变小B．电流表的示数变大，电压表的示数变大C．电流表的示数变小，电压表的示数变大D．电流表的示数变小，电压表的示数变小答案B解析光沿轴线照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，因此导致光敏电阻的阻值从小到大，则电路中总电阻增大，那么总电流减小，外电压则增大，因此电压表示数变大，而R2两端的电压变小，所以R1两端的电压在增大，故电流表示数变大，故B项正确，A、C、D项错误．11．(多选)劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当黄光垂直入射后，从上往下可以看到干涉条纹，要使干涉条纹间隔增大，下面方法正确的是()A．抽去一张纸片 B．再垫一张纸片C．改用红光照射 D．改用紫光照射答案AC解析设空气膜夹角为θ，则2l2tanθ－2l1tanθ＝λ，即Δx＝l2－l1＝eq\f(λ,2tanθ)，由于θ减小，或光的波长增大，Δx增大，故A、C两项正确．12．(多选)奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．以下说法中正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α答案ACD解析因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度；若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，A、C、D三项正确．二、非选择题13．(2017·海淀区模拟)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．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．(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副尺的示数情况如图丙所示，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效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，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．仅将单缝远离双缝移动少许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的滤光片答案(1)0.254.8×10－7(2)D解析(1)图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第5刻度与上边对齐，则读数为：0mm＋0.05×5mm＝0.25mm，A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则：Δx＝eq\f(8.40,5)mm＝1.68mm根据公式Δx＝eq\f(L,d)λ得：λ＝eq\f(d·Δx,L)＝eq\f(0.20×1.68,700)mm≈4.8×10－7m.(2)对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小．由公式λ＝eq\f(d·Δx,L)，得：Δx＝eq\f(L,d)λ.A项，仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则Δx不变．故A项错误；B项，仅将单缝远离双缝移动少许，λ、L与d都不变，则Δx不变．故B项错误；C项，仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉．故C项错误；D项，仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则Δx减小．故D项正确．14．如图所示，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，问在下面条件下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4×10－7m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°；(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象．答案(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析解析(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根据路程差Δr＝2.1×10－6m，所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,