高三物理人教版一輪復(fù)習(xí)第十四單元選修3-4作業(yè)62

題組層級快練(六十二)一、選擇題1．(2016·上海)各種不同頻率范圍的電磁波按頻率由大到小的排列順序是()A．γ射線、紫外線、可見光、紅外線 B．γ射線、紅外線、紫外線、可見光C．紫外線、可見光、紅外線、γ射線 D．紅外線、可見光、紫外線、γ射線答案A解析在電磁波譜中，各電磁波按照頻率從小到大的排列順序是：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、α射線、γ射線，所以A項正確．2．(2017·河南模擬)(多選)下列說法正確的是()A．在真空中傳播的電磁波，頻率越大，波長越短B．讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，綠光形成的干涉條紋間距較大C．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理D．要確定雷達和目標的距離需要直接測出電磁波從發(fā)射到被目標接收的時間E．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響答案ABE解析A項，在真空中傳播的電磁波，傳播速度不變，則v＝λf得，頻率越大的，波長越短，故A項正確；B項，讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，因藍光的波長小于綠光，因此形成的干涉條紋間距較大的是綠光，故B項正確；C項，全息照相不是利用光的全反射，是光的干涉；故C項錯誤；D項，雷達是利用了電磁波的反射原理，雷達和目標的距離是s＝eq\f(1,2)c·Δt，直接測出的是從發(fā)射電磁波到接收到反射回來的電磁波的時間差Δt；故D項錯誤；E項，加偏振片作用是減弱玻璃反射光的影響，故E項正確．3．電磁波與聲波比較()A．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B．由空氣進入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大C．由空氣進入水中時，電磁波波長變小，聲波波長變大D．電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)答案ABC解析可以根據(jù)電磁波的特點和聲波的特點進行分析，A、B兩項均與事實相符，所以A、B兩項正確；根據(jù)λ＝eq\f(v,f)，電磁波速度變小，頻率不變，波長變??；聲波速度變大，頻率不變，波長變大，所以C項正確；電磁波在介質(zhì)中的速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，所以D項錯誤．4．(2017·南通模擬)某同學(xué)用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到(甲)圖所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如(乙)圖所示．他改變的實驗條件可能是()A．減小光源到單縫的距離 B．減小雙縫之間的距離C．增大雙縫到光屏之間的距離 D．換用頻率更高的單色光源答案BC解析根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ知，要使條紋間距變大，可減小雙縫之間的距離，增大光的波長(即降低光的頻率)或增大雙縫到屏的距離，故只有B、C兩項正確．5．(2017·宜春模擬)(多選)中國女科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎，屠呦呦也成為首位獲得該獎的中國人．在研究青蒿素化學(xué)結(jié)構(gòu)中，研究人員用比可見波長更短的X射線衍射方法最終確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)．在做單縫衍射實驗中，下列說法中正確的是()A．將入射光由可見光換成X射線，衍射條紋間距變窄B．使單縫寬度變小，衍射條紋間距變窄C．換用波長較長的光照射，衍射條紋間距變寬D．增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變窄E．衍射條紋中央條紋最寬答案ACE解析單縫衍射的條紋間距可以用雙縫干涉條紋寬度的公式Δx＝eq\f(L,d)λ定性討論，其中L為屏與縫的距離、d為縫寬、λ為波長．A項，將入射光由可見光換成X射線，波長λ變小衍射條紋間距變窄，則衍射條紋間距變小，故A項正確；B項，使單縫寬度變小，即d變小，則衍射條紋間距變寬，故B項錯誤；C項，換用波長較長的光照射，根據(jù)公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知衍射條紋間距變寬，故C項正確；D項，增大單縫到屏的距離，即L變大，則衍射條紋間距變大，故D項錯誤；E項，衍射條紋與干涉條紋不同，其中央條紋最寬，故E項正確．6．(2016·江蘇)一艘太空飛船靜止時的長度為30m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行經(jīng)過地球，下列說法正確的是()A．飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30mB．地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30mC．飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD．地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c答案B解析根據(jù)狹義相對論，在靜止的觀察者看來，沿自身長度方向運動的桿縮短．而光速相對于任何慣性系來說總是不變，故選B.7.(多選)用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)象．圖a是點燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，圖b是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬絲圈．關(guān)于這個實驗的下列說法正確的是()A．將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)，將觀察到干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)B．將該實驗裝置移到繞地球做勻速圓周運動的“天宮一號”中做實驗，將觀察不到干涉條紋C．將該實驗裝置移到月球上做實驗，仍可觀察到干涉條紋D．增大酒精燈與肥皂液薄膜間的距離，則干涉條紋間距要增大答案BC解析金屬絲圈的轉(zhuǎn)動，改變不了肥皂液薄膜上薄下厚的形狀，由干涉原理可知干涉條紋不會隨金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，A項錯誤；將該實驗裝置移到“天宮一號”中做實驗，因為肥皂液薄膜處于完全失重狀態(tài)，不存在上薄下厚的形狀，所以觀察不到干涉條紋，B項正確；將該實驗裝置移到月球上做實驗，肥皂液薄膜存在上薄下厚的形狀，只是由薄到厚變化得較緩慢，因此仍可觀察到干涉條紋，C項正確；增大酒精燈與肥皂液薄膜間的距離，但不能改變肥皂液薄膜的厚度變化情況，因此干涉條紋的間距不變，即D項錯誤．8．(2017·徐州二模)(多選)利用光的干涉，兩臺相距很遠的射電望遠鏡觀察固體的射電恒星，可以精確測定大陸板塊漂移速度，模型可簡化為如圖甲所示的雙縫干涉，射電恒星看成點光源S，分別在地球上不同大陸的兩個望遠鏡相當(dāng)于兩個狹縫S1、S2，它們收到的光滿足相干條件，匯集兩望遠鏡信號的接收器相當(dāng)于光屏，設(shè)某時刻光屏上P點到S1、S2的距離相等，S到S1、S2的距離也相等，當(dāng)S2向上遠離S1時，下列說法中正確的有()A．P點接收到的干涉信號先變強 B．P點接收到的干涉信號先變?nèi)魿．干涉條紋間距發(fā)生改變 D．干涉條紋間距不變答案BC解析A、B兩項，在雙縫干涉實驗中，若當(dāng)S2向上遠離S1時，則經(jīng)過S1、S2到P的路程差不等于0，導(dǎo)致P點接收到的干涉信號先變?nèi)?，移動到?jīng)過S1、S2到P的路程差等于半個波長偶數(shù)倍時，干涉信號才變強，故A項錯誤，B項正確；C、D兩項，根據(jù)公式Δx＝eq\f(L,d)λ，當(dāng)S2向上遠離S1時，即d增大，那么條紋間距變小，故C項正確，D項錯誤．9．市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時，能使被照射物品處燈光產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛應(yīng)用于博物館、商店等處．這種燈降低熱效應(yīng)的原理之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面鍍上一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時從玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線．用λ表示此紅外線在膜中的波長，則所鍍膜的厚度最小應(yīng)為()A.eq\f(λ,8) B.eq\f(λ,4)C.eq\f(λ,2) D．λ答案B解析根據(jù)薄膜干涉原理，如果鍍膜的厚度為紅外線在薄膜介質(zhì)中波長的eq\f(1,4)時，紅外線在薄膜的兩個表面上反射的光剛好相抵消，從而大大減小了紅外線反射光的強度．10．如圖所示，S為一點光源，P、Q是偏振片，R是一光敏電阻，R1、R2是定值電阻，電流表和電壓表均為理想電表，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r.則當(dāng)偏振片Q由圖示位置轉(zhuǎn)動90°的過程中，電流表和電壓表的示數(shù)變化情況為()A．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小B．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大C．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變大D．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小答案B解析光沿軸線照射到固定不動的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動一周，當(dāng)偏振片P與偏振片Q垂直時，光屏沒有亮度，則關(guān)于光屏上光的亮度從亮到暗，因此導(dǎo)致光敏電阻的阻值從小到大，則電路中總電阻增大，那么總電流減小，外電壓則增大，因此電壓表示數(shù)變大，而R2兩端的電壓變小，所以R1兩端的電壓在增大，故電流表示數(shù)變大，故B項正確，A、C、D項錯誤．11．(多選)劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當(dāng)黃光垂直入射后，從上往下可以看到干涉條紋，要使干涉條紋間隔增大，下面方法正確的是()A．抽去一張紙片 B．再墊一張紙片C．改用紅光照射 D．改用紫光照射答案AC解析設(shè)空氣膜夾角為θ，則2l2tanθ－2l1tanθ＝λ，即Δx＝l2－l1＝eq\f(λ,2tanθ)，由于θ減小，或光的波長增大，Δx增大，故A、C兩項正確．12．(多選)奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量．偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了．如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間．以下說法中正確的是()A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α答案ACD解析因為A、B的透振方向一致，故A、B間不放糖溶液時，自然光通過偏振片A后變成偏振光，通過B后到O.當(dāng)在A、B間加上糖溶液時，由于溶液的旋光作用，使通過A的偏振光的振動方向轉(zhuǎn)動了一定角度，使通過B到達O的光的強度不是最大，但當(dāng)B轉(zhuǎn)過一個角度，恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光的振動方向一致時，O處光強又為最強，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度；若偏振片B不動而將A旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動方向恰與B的透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過的角度也為α，A、C、D三項正確．二、非選擇題13．(2017·海淀區(qū)模擬)如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將實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．從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L＝700mm.然后，接通電源使光源正常工作．(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(xué)調(diào)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副尺的示數(shù)情況如圖丙所示，此示數(shù)為________mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，測得A到B條紋間的距離為8.40mm.利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長λ＝________m(保留2位有效數(shù)字)．(2)另一同學(xué)按實驗裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好．若他對實驗裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加．以下改動可能實現(xiàn)這個效果的是________．A．僅將濾光片移至單縫和雙縫之間B．僅將單縫遠離雙縫移動少許C．僅將單縫與雙縫的位置互換D．僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片答案(1)0.254.8×10－7(2)D解析(1)圖中游標卡尺的主尺的刻度為0，游標尺的第5刻度與上邊對齊，則讀數(shù)為：0mm＋0.05×5mm＝0.25mm，A到B條紋間的距離為8.40mm，由圖可知A到B條紋間的距離為5個條紋寬度，則：Δx＝eq\f(8.40,5)mm＝1.68mm根據(jù)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)對實驗裝置作了一下改動后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，可知各條紋的寬度減?。晒溅耍絜q\f(d·Δx,L)，得：Δx＝eq\f(L,d)λ.A項，僅將濾光片移至單縫和雙縫之間，λ、L與d都不變，則Δx不變．故A項錯誤；B項，僅將單縫遠離雙縫移動少許，λ、L與d都不變，則Δx不變．故B項錯誤；C項，僅將單縫與雙縫的位置互換，將不能正常觀察雙縫干涉．故C項錯誤；D項，僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片，λ減小，L與d都不變，則Δx減?。蔇項正確．14．如圖所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問在下面條件下P點是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°；(3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象．答案(1)暗條紋(2)亮條紋(3)見解析解析(1)設(shè)A光在空氣中波長為λ1，在介質(zhì)中波長為λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根據(jù)路程差Δr＝2.1×10－6m，所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,