届人教版 光学电磁波相对论 单元测试.docx

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届人教版光学电磁波相对论单元测试

（三十八）　第38讲　光的波动性　电磁波　相对论

时间/40分钟

基础巩固

1.（多选）关于以下几种电磁波的作用,说法正确的是（　　）

A.用红外线热像仪检测发热病人,利用了物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同

B.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高

C.红外遥感技术利用了红外线的显著热效应

D.验钞机之所以利用紫外线验钞是因为紫外线具有荧光效应

E.阴极射线是一种频率极高的电磁波

2.（多选）下面有关光纤及光纤通信的说法正确的是（　　）

A.光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大

B.光在光纤中传输利用了全反射的原理

C.光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式,光波按其波长长短,依次可分为红外线、可见光和紫外线,但红外线和紫外线属不可见光,它们都不可用来传输信息

D.光波和无线电波同属电磁波,光波的频率比无线电波的频率低,波长比无线电波的波长长,在真空中传播的速度大小都约为3.0×108m/s

E.光纤通信的主要优点是容量大,此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点

3.（多选）下列说法正确的是（　　）

A.用光导纤维束传输图像和信息,利用了光的全反射原理

B.紫外线比红外线更容易发生明显的衍射现象

C.经过同一装置所得的干涉条纹,红光比绿光的条纹宽度大

D.光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的

E.光的偏振现象说明光是一种横波

4.（多选）根据相对论原理,下列说法中正确的是（　　）

A.按照相对论来讲,一个真实的、静止质量不为零的物体,相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c

B.按照相对论及基本力学规律可推出质量和能量的关系为E=mc2

C.某个静止质量为m0的物体,相对它静止的观察者测其质量为m=m0,能量为E=E0=m0c2,称为静止能量,这表明任何静止质量不为零的物体都储存着巨大的能量

D.按照相对论来讲,物理规律在一切惯性参考系中可以具有不同的形式

5.（多选）关于振动和波动,下列说法不正确的是（　　）

A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象

B.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

C.无线电波的发射能力与频率有关,频率越高发射能力越弱

D.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在某高山之巅,其振动周期一定变大

E.根据单摆的周期公式T=2π

在地面附近,如果l→∞,则其周期T→∞

6.（多选）下列关于波的说法正确的有（　　）

A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化

B.光波从空气进入水中后,更容易发生明显的衍射现象

C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低

D.机械波、电磁波都满足v=λf,式中三个参量依次为波速、波长、频率

E.电磁波具有偏振现象

7.（多选）关于光在传播过程中所表现的现象,下列说法正确的是（　　）

A.雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象

B.白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象

C.涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色,说明增透膜增强了对淡紫色的透色程度

D.夜间观看到天边星座的位置比实际位置偏高,这是光的折射现象

E.利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长,容易发生明显的衍射现象

8.（多选）[2018·贵阳一中月考]下列说法中不正确的是（　　）

A.赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实

B.用单色平行光照射单缝,缝宽不变,光的波长越长,衍射现象越显著

C.太阳光经过偏振片后,光强度减弱,且和医院“B超”中的超声波传播速度相同

D.在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用衍射法检查平面的平整程度

E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长大,这说明该星系正在远离我们而去

9.（多选）利用图38-1所示装置研究双缝干涉现象时,下列说法中正确的是（　　）

图38-1[:

学XX]

A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄

B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽

C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽

D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄

10.如图38-2所示,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图A是光的　　　　　（选填“干涉”或“衍射”）图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径　　　　　（选填“大于”或“小于”）图B所对应的圆孔的孔径. 

图38-2

11.某同学用图38-3甲所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验,他用带有游标卡尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离Δx.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,此时游标卡尺上的示数如图丙所示,再转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心,此时游标卡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d=0.20mm,双缝到屏的距离L=60cm.根据以上数据可得出光的波长λ=　　　　　（保留1位小数）nm. 

图38-3

12.如图38-4所示,在“杨氏双缝干涉”实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10-7m,则在这里出现的应是　　　　（选填“明条纹”或“暗条纹”）.现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将　　　　　（选填“变宽”“变窄”或“不变”）. 

图38-4

13.为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂一层增透膜,一般用折射率为1.38的氟化镁.为了使波长为5.52×10-7m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的厚度.

[:

学]

[:

学XX]

14.两个狭缝相距0.3mm,位于离光屏50cm处,现用波长为6000Å的光照射双缝.

（1）两条相邻暗条纹间的距离是多少?

（2）若将整个装置放于水中,那么两条相邻暗条纹间的距离是多少?

（水的折射率为

1Å=10-10m）

[:

xx]

（三十八）

1.ABD　[解析]物体的温度越高,它辐射的红外线越强,波长越短,红外线热像仪利用物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同检测发热病人,选项A正确;因为紫外线波长短,用紫外线拍摄指纹照片,分辨率高,选项B正确;红外遥感技术利用灵敏的红外线探测仪接收的物体发射的红外线探知物体的特征,选项C错误;紫外线具有荧光效应,可使钞票上的荧光物质发光,选项D正确;阴极射线实际是高速电子流,E错误.

2.ABE　[解析]发生全反射的条件是光必须从光密介质射入光疏介质,即从折射率大的介质射入折射率小的介质,且入射角大于临界角,当内芯的折射率比外套的折射率大时,光在界面上才能发生全反射,选项A、B正确;只要是光波,就能够在光导纤维中传播,不管是可见光还是不可见光,都可以用来传输信息,选项C错误;光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短,选项D错误;光纤通信的优点有容量大、衰减小、抗干扰性强等,选项E正确.

3.ACE　[解析]用光导纤维束传输图像和信息,利用了光的全反射原理,A正确;紫外线的频率比红外线的大,故波长比红外线的小,所以二者相比,红外线更容易发生明显的衍射现象,B错误;根据干涉条纹间距公式Δx=

λ知,波长越长,条纹间距越大,因为红光的波长大于绿光的波长,所以经过同一装置所得的干涉条纹,红光比绿光的条纹宽度大,C正确;光的折射、干涉都能引起光的色散,D错误;偏振是横波特有的,光的偏振现象说明光是横波,E正确.

4.ABC　[解析]按照相对论的结论m=

这表明高速运动的物体其质量的测量值会非常大,并随着速度趋于光速而无限增大,一个真实的物体,其质量是确定值、有限大的,所以按照相对论来讲,一个真实的、静止质量不为零的物体,相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c,A正确;质能关系式能按照相对论及基本力学规律推出,B正确;根据质能方程E=mc2的意义知,C正确;按照狭义相对论的基本假设,物理规律在一切惯性参考系中都是相同的,D错误.

5.ACE　[解析]太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射现象,选项A错误;在照相机镜头前装上一个偏振滤光片,利用了光的偏振原理,当偏振片的方向与偏振光的方向平行时,允许偏振光通过,当它们相互垂直时,偏振光不能通过,在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可以减弱反射光,使照片清楚,选项B正确;无线电波的发射能力与频率有关,频率越高发射能力越强,选项C错误;单摆的周期公式T=2π

当其放在某高山之巅时,因重力加速度变小,故其振动周期一定变大,选项D正确;根据单摆的周期公式T=2π

在地面附近,如果L→∞,则重力加速度变化,故选项E错误.

6.ADE　[解析]波在传播过程中波速和波长会变化,始终不变的量是频率,A正确;光从空气进入水中后,波长减小,更不容易发生明显的衍射现象,B错误;根据多普勒效应可知,当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波信号的频率升高,C错误;公式v=fλ适用于任何波,D正确;电磁波是横波,横波具有偏振现象,E正确.

7.BDE　[解析]雨后天空出现的彩虹是光的折射现象,故A错误;白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是由于不同色光折射率不同而产生的色散现象,故B正确;照相机镜头所涂增透膜的厚度是绿光在薄膜中的波长的

从薄膜前、后表面反射的绿光发生干涉相互抵消,即大部分通过增透膜和镜头,红色和紫色光反射后则不发生干涉,所以人眼看到镜头呈淡紫色,故C错误;夜间观看到天边星座的位置比实际位置高,这是光的折射现象,故D正确;波长越长,越容易发生明显的衍射现象,利用红外线进行遥感是因为红外线的波长大,容易发生明显的衍射现象,故E正确.

8.ACD　[解析]麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹用实验加以证实,故A错误;用单色平行光照射单缝,缝宽不变,光的波长越长,则衍射现象越显著,故B正确;太阳光中的可见光是电磁波的一种,电磁波的速度等于光速,医院“B超”中的超声波属于机械波,传播速度不同,故C错误;磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以利用光的干涉,依据光程差是半个波长的奇数倍时,振动减弱,而光程差是半个波长的偶数倍时,振动加强,从而检查平面的平整程度,故D错误;根据多普勒效应可知,来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长大,由c=λf知接收到的波的频率变小,说明该星系正在远离我们而去,故E正确.

9.ABD　[解析]由条纹间距公式Δx=

λ,d指双缝间距离,l指双缝到屏的距离,可知只增大λ,Δx变大;只增大d,Δx变小;只减小l,Δx变小;Δx与单、双缝间距无关.故A、B、D正确.

10.衍射　小于

[解析]A中出现明暗相间的条纹,B中出现圆形亮斑.只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象.图A是光的衍射图样,图B的形成可以用光的直线传播解释.所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小.

11.8.95　590.0

[解析]由游标卡尺的读数规则可得x2=8mm+19×0.05mm=8.95mm.由Δx=

λ,Δx=

x1=2×0.05mm=0.10mm,解得λ=590.0nm.

12.暗条纹　变宽

[解析]因为

即P点距双缝S1、S2的路程差为半波长的奇数倍,所以出现暗条纹.根据条纹间距公式Δx=

λ知,当单色光的波长变长时,条纹间距变宽.

13.1×10-7m

[解析]设绿光在真空中的波长为λ0,在增透膜中的波长为λ,由折射率与光速的关系、光速与波长及频率的关系得

n=

即λ=

那么增透膜的厚度

d=

m=1×10-7m

14.

（1）1mm　

（2）0.75mm

[解析]

（1）Δx=

m=1×10-3m=1mm.

（2）λ'=

Å=4500Å

Δx'=

m=0.75mm.