《2020版高考物理教科版大一轮复习训练：选修3-4 基础课4 光的干涉、衍射和偏振 电磁波与相对论 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理教科版大一轮复习训练：选修3-4 基础课4 光的干涉、衍射和偏振 电磁波与相对论 Word版含解析.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、基础课基础课 4 光的干涉、衍射和偏振 光的干涉、衍射和偏振 电磁波与相对论电磁波与相对论 一、选择题(以下每小题均为多项选择题) 1 (2016广州模拟)如图 1 所示是观察水面波衍射的实验装置， AC 和 BD 是两块 挡板，AB 是一个孔，O 是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两 条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下 列描述正确的是 ( ) 图 1 A此时能明显观察到波的衍射现象 B挡板前后波纹间距离相等 C如果将孔 AB 扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 E挡板前后波纹间距离
2、不等 解析 发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸小于或接近于波长， 因此选项A 正确；发生衍射后不改变机械波的性质，如波长、频率、周期等均不改变，故选 项 B 正确，E 错误；若孔 AB 扩大，可能会由于孔的直径大于波长而不能观察到 明显的衍射现象，选项 C 正确；能否发生明显衍射，取决于孔的大小和波长之 间关系， 波源频率增大， 波长变小， 不能更明显地观察到衍射现象， 选项 D 错误。 答案 ABC 2在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光的现象，下列现象中属 于光的干涉的是( ) A洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象 B小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象 C雨后
3、天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象 D用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象 E实验室用双缝实验得到的彩色条纹 解析 A 属于光的色散现象；B、C 属于光的薄膜干涉现象；D 属于光的单缝衍 射现象；E 属于光的双缝干涉现象。 答案 BCE 3(2017沈阳质量监测)关于光现象及其应用，下列说法正确的有( ) A白光只有通过三棱镜的折射，才能产生光的色散现象 B光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象 C光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率大于外套的折射率 D拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜 头前加装偏振片，该
4、装置利用的是薄膜干涉原理 E利用光的干涉现象可以检查平面的平整度 答案 BCE 4下列说法正确的有( ) A某种光学介质对另一种光学介质的相对折射率可能小于 1 B英国物理学家托马斯杨发现了光的干涉现象 C激光和自然光都是偏振光 D麦克斯韦用实验证明了光是一种电磁波 E爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同 解析 激光的偏振方向一定，是偏振光，而自然光包含着垂直传播方向上沿一切 方向振动的光，C 错；麦克斯韦只是从理论上提出光是一种电磁波，D 错。 答案 ABE 5(2016江西六校模拟)下列说法中正确的是( ) A水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉造成的 B根据麦克斯韦的电磁
5、场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场 C狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加 D在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，为减小实验误差，测量单摆周 期应该从小球经过平衡位置处开始计时 E沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射引起的 解析 油膜在阳光照射下， 膜的两表面反射， 出现相同频率的光， 从而进行叠加， 导致呈现彩色，这是由光的干涉造成的，选项 A 正确；根据麦克斯韦的电磁场 理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定是变化的磁场，选项 B 错误；狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加， 选项 C 正确；测量单摆周期的实验中，
6、小球经过平衡位置时的速度最大，所以 测量单摆周期应该从小球经过平衡位置处开始计时，选项 D 正确；沙漠中的 “蜃景”现象是光的折射引起的，选项 E 错误。 答案 ACD 6下列有关光学现象的说法中正确的是( ) A用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用 B太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象 C在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰 D经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度 E激光测距是应用了激光平行性好的特点 解析 用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用，A 错误；太阳光通过三棱镜 形成彩色光谱是光的色散现象，是光的折射的结果，B 错误；在照相机镜头
7、前加 装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，C 正确； 红光的波长比绿光的波长长，根据双缝干涉条纹间距公式x 可知，经过同 l d 一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度，D 正确；激光的平行性 好，常用来精确测距，E 正确。 答案 CDE 7下列关于波的现象和规律的说法中正确的是( ) A机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象 B泊松亮斑是光的干涉现象 C光的偏振现象说明光是横波 D波速公式 vf 说明波速只与波长、频率有关，与介质无关 E“彩超”可以测血流速度，利用的是超声波的多普勒效应 解析 机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象，选项 A 正确；泊松亮斑
8、是光的衍射现象，选项 B 错误；光的偏振现象说明光是横波，选项 C 正确；波 速公式 vf 是波速的计算式， 但波速只与介质有关， 与波长、 频率无关， 选项 D 错误；“彩超”可以测血流速度，利用的是超声波的多普勒效应，选项 E 正确。 答案 ACE 8(2017湖北荆门调研)下列说法中正确的是( ) A做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关 B全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无 关 D在同一种介质中，不同频率的机械波的传播速度不同 E医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大 的特点 解析 做
9、简谐运动的物体， 其振动能量与振幅有关， 与振动的频率无关， 选项 A 错误；机械波的传播速度由介质决定，在同一种介质中，不同频率的机械波的传 播速度相同，选项 D 错误。 答案 BCE 9(2017宁夏大学附属中学期中)下列说法正确的是( ) A摆钟偏快时可缩短摆长进行校准 B火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 C拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 D地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭 上的人观察到的短一些 E光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线，则光在玻璃中传播速度一定小于 在水中的传播速度 解析 摆
10、钟偏快，说明周期偏小，要让周期变大，则可将摆长调长进行校准，选 项 A 错误；根据多普勒效应，火车向我们驶来的时候，听到的频率高于声源发 出的频率， 选项 B 正确 ； 加偏振片的目的是减弱橱窗玻璃的反射光， 选项 C 错误 ； 对一高速水平飞过的火箭， 地面上的人观察到火箭沿着速度方向的长度比火箭上 的人观察到的短一些，选项 D 正确；光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线， 则玻璃的折射率大，根据公式 v 可知，光在玻璃中传播速度一定小于在水中 c n 的传播速度，选项 E 正确。 答案 BDE 10(2017安阳模拟)下列五幅图分别对应五种说法，其中正确的是 ( ) A图 A 中，若匀速拉
11、动木板的速度较大，则由图像测得简谐运动的周期较大 B由图 B 可知，系统的固有频率为 f0 C图 C 中频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减 弱，这种现象叫作波的干涉 D图 D 中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样 E图 E 中若简谐波的波速为 200 m/s，从图示时刻开始，质点 a 经 0.01 s 通过的 路程为 0.4 m 解析 演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图像的 横坐标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，选 项 A 错误 ； 由图 B 可知当驱动力的频率 f 跟固有频率 f0相同时， 才出现共振现象， 振幅才最
12、大，距固有频率 f0相差越大，振幅越小，选项 B 正确；频率相同的两 列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，这种现象叫做波的干 涉，选项 C 正确；泊松亮斑是光绕过圆形挡板后衍射形成的图样，选项 D 错误； 由图 E 可知， 该波的波长是 4 m， 则周期 T s0.02 s， 从图示时刻开始， v 4 200 质点 a 经 0.01 s，即半个周期，a 恰好到达负的最大位移处，通过的路程为 0.4 m，选项 E 正确。 答案 BCE 二、非选择题 11(2017日照模拟)光传感器可用来测量光屏上的光强分布。如图 2 甲所示为 某同学利用单缝做的一个光学实验， 图乙为该同学使用光
13、传感器对该实验所采集 到的光屏上的光强分布图像，则该同学所做的实验是光的_(选填“干 涉或“衍射”)实验；根据图乙可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点 是_。 图 2 解析 由图乙可知，条纹中间亮、两边窄，是衍射条纹；根据光的衍射原理，则 光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱。 答案 衍射 中间强两边弱 12某同学用图 3 甲所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验，他用 带有游标尺的测量头(如图乙所示)测量相邻两条亮条纹间的距离 x。 转动测量头 的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹) 的中心，此时游标尺上的示数如图丙所示，再转动测量头的手
14、轮，使分划板的中 心刻线对齐第 6 条亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示，则图丁 的示数 x2_mm。如果实验所用双缝之间的距离 d0.20 mm，双缝到屏 的距离 l60 cm。根据以上数据可得出光的波长 _nm(保留 1 位小 数)。 图 3 解析 由游标卡尺的读数规则以及干涉条纹与波长的关系分析求解。 x28 mm 190.05 mm8.95 mm。由 x ，x，x120.05 mm0.10 mm， l d x2x1 5 代入数据解得 590.0 nm。 答案 8.95 590.0 13(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的 狭缝上，两狭缝就成了
15、两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列 光的_相同。如图 4 所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰， 虚线表示波谷， 如果放置光屏， 在_(选填 “A”、 “B”或 “C”)点会出现暗条纹。 图 4 (2)在上述杨氏干涉实验中， 若单色光的波长 5.89107 m， 双缝间的距离 d 1 mm，双缝到屏的距离 l2 m。求第 1 个亮条纹到第 11 个亮条纹的中心间距。 解析 (1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放 置光屏，波峰与波谷相遇的 C 点会出现暗纹。 (2)相邻的亮条纹的中心间距 x l d 由题意知，亮条纹的数目 n10 则第 1 个亮条纹到第 11 个亮条纹的中心间距 Lnl d 代入数据得 L1.178102 m 答案 (1)频率 C (2)1.178102 m