高三物理人教版一輪復習第十四單元選修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，聲波的傳播需要介質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中的傳播速度，都是由介質決定，與頻率無關答案ABC解析可以根據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λ＝eq\f(v,f)，電磁波速度變小，頻率不變，波長變?。宦暡ㄋ俣茸兇?，頻率不變，波長變大，所以C項正確；電磁波在介質中的速度與介質有關，也與頻率有關，所以D項錯誤．4．(2017·南通模擬)某同學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)中國女科學家屠呦呦因發(fā)現青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理醫(yī)學獎，屠呦呦也成為首位獲得該獎的中國人．在研究青蒿素化學結構中，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結構．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緩慢旋轉，將觀察到干涉條紋同方向旋轉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轉動，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于光屏，設某時刻光屏上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弱C．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S2向上遠離S1時，則經過S1、S2到P的路程差不等于0，導致P點接收到的干涉信號先變弱，移動到經過S1、S2到P的路程差等于半個波長偶數倍時，干涉信號才變強，故A項錯誤，B項正確；C、D兩項，根據公式Δx＝eq\f(L,d)λ，當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生的熱效應大大降低，從而廣泛應用于博物館、商店等處．這種燈降低熱效應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解析根據薄膜干涉原理，如果鍍膜的厚度為紅外線在薄膜介質中波長的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，內阻為r.則當偏振片Q由圖示位置轉動90°的過程中，電流表和電壓表的示數變化情況為()A．電流表的示數變大，電壓表的示數變小B．電流表的示數變大，電壓表的示數變大C．電流表的示數變小，電壓表的示數變大D．電流表的示數變小，電壓表的示數變小答案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繞軸勻速轉動一周，當偏振片P與偏振片Q垂直時，光屏沒有亮度，則關于光屏上光的亮度從亮到暗，因此導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，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轉動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉過的角度等于αD．將偏振片A轉動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉過的角度等于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動了一定角度，使通過B到達O的光的強度不是最大，但當B轉過一個角度，恰好使透振方向與經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的旋轉角度即為糖溶液的旋光度；若偏振片B不動而將A旋轉一個角度，再經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副尺的示數情況如圖丙所示，此示數為________mm；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＝________m(保留2位有效數字)．(2)另一同學按實驗裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現象效果很好．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，且條紋數目有所增加．以下改動可能實現這個效果的是________．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減小．故D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的介質中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質中波長為3.15×10－7m，當B光從這種介質射向空氣時，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象．答案(1)暗條紋(2)亮條紋(3)見解析解析(1)設A光在空氣中波長為λ1，在介質中波長為λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根據路程差Δr＝2.1×10－6m，所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,