課后限時作業(yè)53光的干涉、衍射和偏振電磁波與相對論時間：45分鐘1(多選)英國物理學(xué)家托馬斯·楊巧妙地解決了相干光源問題，第一次在實驗室觀察到了光的干涉現(xiàn)象圖為實驗裝置簡圖，M為豎直線狀光源，N和O均為有狹縫的遮光屏，P為像屏現(xiàn)有四種刻有不同狹縫的遮光屏，實驗時正確的選擇是(AC)AN應(yīng)選用遮光屏1 BN應(yīng)選用遮光屏3CO應(yīng)選用遮光屏2 DO應(yīng)選用遮光屏4解析：先通過單縫發(fā)生單縫衍射，再通過雙縫，才能形成相干光發(fā)生雙縫干涉，再根據(jù)像屏P上條紋分布可知，N應(yīng)選用遮光屏1，O應(yīng)選用遮光屏2，故A、C正確，B、D錯誤2.我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星，它標(biāo)志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑米波雷達發(fā)射無線電波的波長在110 m范圍內(nèi)，則對該無線電波的判斷正確的是(C)A米波的頻率比厘米波頻率高B和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象解析：由可知，波長越長，頻率越低，故米波的頻率比厘米波頻率低，選項A錯誤；無線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質(zhì)，選項B錯誤；無線電波與光波一樣具有波的特性，會發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，選項C正確，選項D錯誤3關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中不正確的是(C)A均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B電磁波中每一處的電場強度和磁感應(yīng)強度總是互相垂直的，且都與波的傳播方向垂直C電磁波和機械波一樣依賴于介質(zhì)傳播D只要空間中某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就能產(chǎn)生電磁波解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場在它的周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，A正確；因電磁波中每一處的電場強度和磁感應(yīng)強度總是互相垂直的，且與波的傳播方向垂直，電磁波是橫波，B正確；電磁波可以在真空中傳播，C錯誤；只要空間中某個區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就在周期性變化的電場周圍產(chǎn)生同周期變化的磁場，周期性變化的磁場周圍產(chǎn)生同周期變化的電場，這樣由近及遠傳播，形成了電磁波，D正確4在雙縫干涉實驗中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則(D)A中間條紋間距較兩側(cè)更寬B不同色光形成的條紋完全重合C雙縫間距離越大條紋間距離也越大D遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋解析：據(jù)干涉圖樣的特征可知，干涉條紋特征是等間距、彼此平行，故選項A錯誤；不同色光干涉條紋分布位置不相同，因此選項B錯誤；據(jù)公式x可知，雙縫間距d越大，干涉條紋距離越小，故選項C錯誤；遮住一條縫后，變成了單縫衍射，屏上仍有明暗相間的條紋，故選項D正確5如圖所示，光源S從水面下向空氣斜射一束復(fù)色光，在A點分成a、b兩束，則下列說法正確的是(B)A在水中a光折射率大于b光B在水中a光的速度大于b光Ca、b光由水中射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角較小D分別用a、b光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距小于b光解析：由題意可知，兩光束的入射角i相同，折射角ra<rb，根據(jù)折射定律得到，折射率na<nb，故A錯誤；由公式v，分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故B正確；a光的折射率小，根據(jù)臨界角公式sinC，可知a光的臨界角較大，故C錯誤；頻率fa<fb，波長a>b，根據(jù)公式x，則知a光的干涉條紋間距大于b光的，故D錯誤6如圖所示，市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線以表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為(B)A. B.C. D解析：紅外線最顯著的特點之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照射物體時，一般都伴隨著大量的紅外線在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(相當(dāng)于增透膜)，當(dāng)增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的時，燈泡發(fā)出的紅外線射到增透膜后，從增透膜的前后表面反射回來的兩束紅外線發(fā)生干涉，相互抵消，使反射的紅外線強度減弱，達到冷光效果故B正確7假設(shè)一接近光速運行的高速列車在軌道上運行，列車上的窗戶高為h，寬為d，高速列車軌道旁邊有一廣告牌，廣告牌高為H，寬為L.在高速列車上有一觀察者甲，另一觀察者乙站在高速列車軌道旁邊，有關(guān)兩位觀察者的判斷，下列說法正確的是(B)A觀察者乙看到車窗高度小于hB觀察者乙看到車窗寬度小于dC觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌寬度大于LD觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌高度小于H解析：根據(jù)相對論運動的“尺縮效應(yīng)”，站在高速列車軌道旁邊的觀察者乙看到車窗寬度小于d，車窗高度等于h，B正確，A錯誤；高速列車上的觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌寬度小于L，廣告牌高度等于H，C、D錯誤8如圖所示，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現(xiàn)第3條暗條紋，已知光速為c，則P到雙縫S1、S2的距離之差|r1r2|應(yīng)為(D)A. B.C. D.解析：出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點距離之差為×(2n1)(2×31)，而，所以|r1r2|，因而D是正確的9(多選)利用下圖所示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象時，下列說法中正確的是(ABD)A將屏移近雙縫，干涉條紋間距變窄B將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬C將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬D換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄解析：由條紋間距公式x，d指雙縫間距離，l指雙縫到屏的距離，可知只增大，x變大；只增大d，x變??；只減小l，x變小；x與單、雙縫間距無關(guān)故A、B、D正確10(多選)下列說法中正確的是(AB)A地面附近有一高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到“火箭長度”要比火箭上的人觀察到的短一些B拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度C在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長也越長D玻璃內(nèi)氣泡看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射出的原因解析：根據(jù)相對論可知，地面附近高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到的火箭長度比火箭上的人觀察到的要短一些，故A正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱玻璃反射的光的強度，故B正確；在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，波速一定，根據(jù)公式vf可得，頻率越高，波長越短，C錯誤；玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因為光從玻璃射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射，D錯誤11(多選)某一質(zhì)檢部門為檢測一批礦泉水的質(zhì)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，通過比對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(shè)空氣的折射率為1)(AC)Ax2<x1Bx2>x1C該礦泉水的折射率為D該礦泉水的折射率為解析：把空氣換成礦泉水后，根據(jù)vf可知，入射光的頻率f不變，光在介質(zhì)中的傳播速度減小，波長減小根據(jù)干涉的條紋間距公式x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，易得該礦泉水的折射率為，A、C正確12(多選)下列說法正確的是(BD)A光的衍射現(xiàn)象說明光波是橫波B變化的電場周圍不一定產(chǎn)生變化的磁場C雷達是利用超聲波來測定物體位置的設(shè)備D眼鏡鏡片的表面上鍍有增透膜，利用了光的干涉原理解析：光的衍射現(xiàn)象說明光是一種波，但不能說明是橫波，故A錯誤根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的電場可以產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故B正確雷達使用無線電波(微波)來測定物體的位置的設(shè)備，故C錯誤；鏡片的表面上鍍有增透膜，利用了光的干涉原理，使反射光線進行疊加削弱，從而增加透射光的強度，故D正確13.2017年11月10日上午，空軍發(fā)言人表示，我國制造的首款具有“隱身能力”和強大攻擊力的第五代作戰(zhàn)飛機“殲20”(如圖)列裝部隊后，已經(jīng)開展編隊訓(xùn)練隱形飛機的原理是：在飛機研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊根據(jù)你所學(xué)的物理知識，判斷下列說法中正確的是(B)A運用隱蔽色涂層，無論距你多近，即使你拿望遠鏡也不能看到它B使用能吸收雷達電磁波的材料，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)C使用吸收雷達電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機翼上的電磁波在機翼上不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D主要是對發(fā)動機、噴氣尾管等因為高溫容易產(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對方發(fā)現(xiàn)解析：隱形飛機的原理是在飛機制造過程中使用能吸收雷達電磁波的材料，使反射的雷達電磁波很弱，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，飛機在雷達屏幕上很難被發(fā)現(xiàn)，故只有B正確14(多選)如圖，一束光沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為，經(jīng)折射后射出a、b兩束光線則(ABD)A在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度B在真空中，a光的波長小于b光的波長C玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率D若改變光束的入射方向使角逐漸變大，則折射光線a首先消失E分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距解析：通過光路圖可看出，折射后a光的偏折程度大于b光的偏折程度，玻璃磚對a光的折射率大于b光的折射率，選項C錯誤a光的頻率大于b光的頻率，波長小于b光的波長，選項B正確由n知，在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度，選項A正確入射角增大時，折射率大的光線首先發(fā)生全反射，a光首先消失，選項D正確做雙縫干涉實驗時，根據(jù)x得a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，選項E錯誤15(多選)下列說法中正確的是(ADE)A北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波進行定位和導(dǎo)航的B微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應(yīng)C常用的電視機遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機D天文學(xué)家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波進行天體物理研究E遙感技術(shù)中利用了紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征解析：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是利用電磁波工作的，A正確；食物中的水分子在微波的作用下熱運動加劇，溫度升高，內(nèi)能增加，B錯誤；常用的電視機遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號來遙控電視機，C錯誤；天文學(xué)家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波進行天體物理研究，D正確；遙感技術(shù)中利用紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征，E正確16(多選)下列說法中正確的是(CDE)A水中的氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了衍射現(xiàn)象B雷達發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的C拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光D紅色和藍色的激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同E狹義相對論認為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的解析：水中的氣泡看上去比較明亮是因為光從水中射向氣泡時，有一部分光發(fā)生了全反射現(xiàn)象，選項A錯誤；均勻變化的電場或磁場只能產(chǎn)生恒定的磁場或電場，不能形成電磁波，雷達發(fā)射的電磁波一定是由周期性變化的電場或周期性變化的磁場產(chǎn)生的，選項B錯誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光，選項C正確；紅色和藍色激光頻率不同，在同一種介質(zhì)中傳播時波速不同，波長不同，而紅色和藍色激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同，選項D正確；狹義相對論認為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，選項E正確8