PAGEPAGE7課時作業60光的波動性電磁波相對論時間：45分鐘1．(2024·北京卷)利用圖1所示的裝置示意圖，視察光的干涉、衍射現象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣．下列關于P處放置的光學元件說法正確的是(A)A．甲對應單縫，乙對應雙縫B．甲對應雙縫，乙對應單縫C．都是單縫，甲對應的縫寬較大D．都是雙縫，甲對應的雙縫間距較大解析：本題考查光的干涉和衍射現象．由題圖可知，同一光源發出的光經過光學元件，且形成的圖樣為明暗相間的條紋，說明可能發生衍射或干涉，依據單縫衍射的條紋間距不相等，雙縫干涉的條紋間距相等可知，甲對應單縫，乙對應雙縫，故A正確．2．(多選)下列說法正確的是(ACE)A．在不同的慣性參考系中，一切物理定律都是相同的B．真空中的光速在不同的慣性參考系中是不同的C．一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小D．物體運動時的質量m總要小于靜止時的質量m0E．在質能方程E＝mc2中，m是物體的質量，E是它具有的能量解析：依據相對論原理可知，在不同的慣性參考系中，一切物理規律都是相同的，故A項正確；依據光速不變可知，真空中的光速在不同的慣性參考系中是相同的，故B項錯誤；依據尺縮效應得一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小，故C項正確；微觀粒子的運動速度很高，它的質量明顯地大于靜止質量，故D項錯誤；依據質能方程的意義可知，在質能方程E＝mc2中，m是物體的質量，E是它具有的能量，故E項正確．3．(多選)如圖所示是a、b兩光分別經過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則(BDE)A．在同種勻稱介質中，a光的傳播速度比b光的大B．在真空中a、b兩光傳播速度相同C．從真空射入同種介質發生全反射時，a光全反射臨界角小D．從同種介質射入真空發生全反射時，a光全反射臨界角小E．在相同的條件下，b光比a光更簡單產生明顯的衍射現象解析：依據題圖可知，b光的干涉條紋間距大于a光的干涉條紋間距，由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(Lλ,d)可知，b光的波長比a光的大．由λ＝eq\f(c,f)可知，b光的頻率比a光的小，則在同種介質中，b光的折射率小于a光的折射率，依據n＝eq\f(c,v)可知，a光的傳播速度比b光的小，A錯誤；在真空中a、b兩光傳播速度相同，均為光速，B正確；從真空射入同種介質不會發生全反射，C錯誤；由介質射入真空的全反射臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光折射率較大，從同種介質射入真空發生全反射時a光全反射臨界角小，D正確；由于b光的波長比a光的大，依據發生明顯衍射現象的條件可知，在相同的條件下，b光比a光更簡單產生明顯的衍射現象，E正確．4．(多選)下列關于科學技術的運用的說法正確的是(ABC)A．交通警察用監視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應B．用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射C．在攝像機中，攝像管的作用是攝取景物的圖象并將其轉換為電信號D．雷達是利用超聲波來測定物體位置的無線電設備E．醫生利用B超探測人體內臟的位置，發覺可能的病變，其原理是利用了波的衍射解析：交通警察用監視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應，選項A正確；用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射，選項B正確；在攝像機中，攝像管的作用是攝取景物的圖象并將其轉換為電信號，選項C正確；雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備，選項D錯誤；醫生利用B超探測人體內臟的位置，發覺可能的病變，其原理是利用了波的反射，選項E錯誤．5.(多選)把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時可以看到明暗相間的條紋．下面關于條紋的說法中正確的是(AC)A．將薄片遠離劈尖移動使劈角變小時，條紋變疏B．將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動D．將上玻璃板平行上移，條紋遠離劈尖移動解析：楔形空氣層的上、下兩個表面反射的兩列光波發生干涉，空氣層厚度相同的地方，兩列波的路程差相同，故假如被測表面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線，當劈角α增大為β時，相鄰的條紋由A、C處左移至A′、C′處，設CD－AB＝Δs，則C′D′－A′B′＝Δs，故AC＝eq\f(Δs,sinα)，A′C′＝eq\f(Δs,sinβ)，因為β>α，所以AC>A′C′，故劈角變大時，條紋變密，A正確，B錯誤；同理，當上玻璃板平行上移時，條紋向著劈尖移動，但間距不變，C正確，D錯誤．6．(多選)關于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是(ABE)A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息B．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C．太陽光中的可見光和醫院“B超”中的超聲波傳播速度相同D．遙控器發出的紅外線波長和醫院“CT”中的X射線波長相同E．由空氣進入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大解析：電磁波可以傳遞信息，如電視信號；聲波也可以傳遞信息，如人說話，故A正確；手機用電磁波傳遞信息，人說話發出聲波，故B正確；太陽光中的可見光是電磁波，在真空中的傳播速度約為3×108m/s，“B超”中的超聲波是聲波，常溫下，在空氣中的速度大約為340m/s，故C錯誤；遙控器發出的紅外線和醫院“CT”中的X射線頻率不同，波速相同，依據c＝λf可知波長不同，故D錯誤；由v＝eq\f(c,n)知電磁波進入水中速度變小，而聲波由空氣進入水中的速度變大，E正確．7．(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平薄凸透鏡，在兩者之間形成厚度不勻稱的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結果在上方視察到如圖乙所示的同心內疏外密的圓環狀干涉條紋，稱為牛頓環，以下說法正確的是(AC)A．干涉現象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是勻稱改變的D．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是勻稱改變的解析：干涉現象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，A正確，B錯誤；由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是勻稱改變的，形成不等間距的干涉條紋，C正確，D錯誤．8．通過如圖1所示的裝置可探討光的干涉和衍射現象．從光源發出的光經過一縫板，在縫板后有一裝有感光元件的光屏，通過信號轉換，可在電腦上看到屏上的光強分布狀況．圖2分別顯示出A光和B光通過同一縫板得到的光強分布狀況．下列有關A、B兩種色光的說法中正確的有(BDE)A．光通過的可能是縫板上的單縫B．A光的波長比B光的波長長C．A光的頻率比B光的頻率大D．A光在玻璃中的傳播速度大于B光的玻璃中的傳播速度E．A光比B光更簡單發生衍射現象解析：從光的強度分布可以看出，光屏上的光是等間距、等亮度的，所以光是通過雙縫產生干涉現象，故A項錯誤；由圖樣可看出，A光的條紋間距大于B光的，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，A光的波長大于B光的波長，A光的頻率小于B光的頻率，故B項正確，C項錯誤；A光的頻率小于B光的頻率，則玻璃對A光的折射率小于對B光的折射率，所以A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度，故D項正確；由于A光的波長較長，所以更簡單發生明顯的衍射現象，故E項正確．9．如圖，把酒精燈放在肥皂液薄膜前，從薄膜上可看到明暗相間的條紋，能說明這一現象產生緣由的是示意圖(圖中實線、虛線為光照耀到薄膜上時，從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)(C)解析：當光程差為半個波長的偶數倍時，即波峰與波峰、波谷與波谷疊加的點，是亮紋；當光程差為半個波長的奇數倍時，波峰與波谷疊加的點，是暗紋，故C項正確．10．(多選)關于波的干涉、衍射等現象，下列說法正確的是(BCD)A．有的波只能發生干涉現象，有的波只能發生衍射現象B．產生干涉現象的條件之一，就是兩列波的頻率相等C．薄膜干涉條紋是光在膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結果D．屋外的人雖然看不到屋里的人，卻能聽到屋里人的聲音，這屬于波的衍射現象E．泊松亮斑是光的干涉現象解析：干涉、衍射是波特有的現象，波既可以發生干涉，也可以發生衍射，A錯誤；當兩列波發生干涉時，兩列波的頻率相等，B正確；由于重力的影響，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，薄膜干涉條紋的產生是光在膜的前后兩表面反射，形成的兩列光波疊加的結果，C正確；屋外的人雖然看不到屋里的人，卻能聽到屋里人的聲音，這屬于聲波的衍射現象，D正確；光通過小圓盤，在屏中心出現亮斑，說明光偏離原來直線方向傳播，是光的衍射現象，E錯誤．11．(多選)2024年央視春節晚會大量運用激光，為觀眾供應了一場視覺盛宴．下列關于光的應用說法正確的是(BCE)A．光學鏡頭的增透膜是利用光的衍射原理B．全息照相主要是利用激光的相干性好的特點C．用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點D．用透亮的標準平面樣板檢查平面的平整度是利用光的偏振E．光導纖維傳遞信息是利用了光的全反射解析：光學鏡頭的增透膜是利用光的干涉原理，選項A錯誤；全息照相主要是利用激光的相干性好的特點，選項B正確；用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點，選項C正確；用透亮的標準平面樣板檢查平面的平整度是利用光的干涉，選項D錯誤；光導纖維傳遞信息是利用了光的全反射，選項E正確．12．(多選)關于波的干涉和衍射，下列說法正確的是(BCE)A．波遇到障礙物時，肯定會發生明顯的衍射現象B．當孔的大小比波長小時，會發生明顯的衍射現象C．“聞其聲而不見其人”，說明聲波也能發生衍射D．頻率不相同的兩列波也能發生干涉E．聲波、電磁波等一切波都能發生衍射和干涉現象解析：當障礙物的尺寸與波長相差不多或者更小時才能視察到明顯的衍射現象，選項A錯誤，B正確；聲波波長在1.7cm～17m之間，所以聲波可以繞過一般的障礙物，“聞其聲而不見其人”，就是說明聲波也能發生衍射，C正確；波的頻率相同是干涉的必要條件，D錯誤；干涉和衍射是波的特有現象，聲波、電磁波等一切波都能發生衍射和干涉現象，選項E正確．13．(多選)某一質檢部門為檢測一批礦泉水的質量，利用干涉原理測定礦泉水的折射率．方法是將待測礦泉水填充到特制容器中，放置在雙縫與熒光屏之間(之前為空氣)，如圖所示，特制容器未畫出，通過對比填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計算出該礦泉水的折射率．則下列說法正確的是(設空氣的折射率為1)(AC)A．x2<x1B．x2>x1C．該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2)D．該礦泉水的折射率為eq\f(x2,x1)解析：把空氣換成礦泉水后，依據v＝λf可知，入射光的頻率f不變，光在介質中的傳播速度減小，波長減小．依據干涉的條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，對同一個裝置來說，波長減小，條紋間距減小，即x2<x1，因n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)，易得該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2)，故A、C項正確．14．(多選)如圖所示，光源S從水下向真空放射一束由紅光和藍光組成的復合光，在A點該復色光分成a、b兩束，則下列說法正確的是(ABE)A．b光是藍光B．射出水面前a光的傳播速度較大，射出水面后a、b光傳播速度相同C．漸漸增大入射角，a光最先發生全反射D．b光比a光更簡單發生明顯的衍射現象E．a、b兩束光在任何狀況下都不行能產生穩定的干涉現象解析：依據n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，結合光路圖可知，b光折射率較大，b光是藍光，選項A正確；a光是紅光，折射率較小，由n＝eq\f(c,v)知，射出水面前a光的傳播速度較大，射出水面后a、b光傳播速度相同，均為光速c，選項B正確；由n＝eq\f(1,sinC)可知，b光的全反射臨界角較小，故漸漸增大入射角，b光最先發生全反射，選項C錯誤；a光波長比b光波長長，故a光更簡單發生明顯的衍射現象，選項D錯誤；產生穩定干涉現象的條件是兩束光頻率相同，故知a、b兩束光在任何狀況下都不行能發生穩定的干涉現象，選項E正確．15．如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”試驗中，將試驗儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距d＝0.20mm的雙縫屏．然后，接通電源使光源正常工作．已知像屏與雙縫屏間的距離L＝700mm.(1)已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游標尺)上有20分度．某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖乙所示，此時測量頭上主尺和游標尺的示數如圖丙所示，則此示數為0.25mm；接著再轉動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，測得A條紋到B條紋間的距離為8.40mm.利用上述測量結果，經計算可得經濾光片射向雙縫的色光的波長λ＝4.8×10－7m(保留2位有效數字)．(2)另一同學按試驗裝置安裝好儀器后，視察到光的干涉現象很明顯．若他對試驗裝置進行改動后，在像屏上仍能視察到清楚的條紋，且條紋數目有所增加．以下改動可能會實現這個效