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题型: 多选题
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多选题

下列说法正确的是 (  )

A在波的传播过程中,质点的振动频率等于波源的振动频率,振动速度等于波的传播速度

B爱因斯坦狭义相对论指出,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

C在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,根据λ=△x,则可确定干涉条纹间距变窄

D水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故E.光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理

正确答案

B,C,D
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题型:简答题
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简答题

用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距离d="0.1" mm,双缝到屏的距离 =6.0m,测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是3.8 cm,氦氖激光器发出的红光的波长 是多少?假如把整个装置放人折射率是 的水中,这时屏上的条纹间距是多少?

正确答案

(1) (2)

试题分析:(1)根据,红光的波长为:

(2)因为,所以,则红光进入水中的波长

所以

故屏上的明条纹间距是2.85×10-2m.

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题型:填空题
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填空题

某同学在《用双缝干涉测光的波长》的实验中,实验装置如图甲所示。使用的双缝的间距为d=0.025cm。实验时,当屏上出现了干涉图样后,通过测量头(与螺旋测微器原理相似,手轮转动一周,分划板前进或后退0.500mm)观察第一条亮纹的位置如图乙所示,其读数应为x1=         

mm,第五条亮纹位置如图丙所示,其读数应为x2=       mm,测出双缝与屏的距离为L=50.00cm,则计算待测光的波长的公式λ=___________(用x1、x2、d、L表示),求得待测光的波长λ=___________m。

正确答案

x1=   1.128   mm   x2=   5.880  mm,  λ=           (公式)

λ=    5.94×10—7  m。

螺旋测微器的固定刻度读数为,5.5mm,可动刻度读数为,所以最终读数为间隔为5.880mm.根据公式可得:

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简答题

为了减少玻璃表面光的反射损失,在玻璃表面涂上一层折射率n=1.25的增透膜.设入射光在真空中的波长="700" nm,为使这种波长的反射光能最大限度地被减弱,所涂薄膜的最小厚度应是多少?

正确答案

140 nm

为了使玻璃表面的反射光最大限度地被减弱,要求在玻璃表面所涂的增透膜的厚度,恰好满足从薄膜前后两个表面反射的光干涉相消,但薄膜的厚度不宜过大,其最小厚度应为光在薄膜中波长的.

设该光在真空中的波长为,频率为,则:

n==

λ==m=5.6×m

增透膜的最小厚度:

d=λ=1.4×m="140" nm.

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填空题

如图所示,在杨氏双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,P是光屏上的一点,已知P点与S1、S2的路程差为2.1×10-6 m.已知某单色光在折射率为n=1.5的介质中波长为4×10-7m.现用该单色光在空气中做双缝干涉实验,问P点是_______(选填“亮条纹”或“暗条纹”).若将光屏右移,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”).

正确答案

暗条纹 变宽

试题分析:真空中的波长,P点与S1、S2的路程差为,所以P点是暗条纹;根据条纹间距,若将光屏右移,则L增大,条纹间距变宽

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简答题

用氦氖激光器发出的激光做双缝干涉实验,在屏上得到一系列干涉条纹,如双缝间的距离为0.45mm.双缝到屏间的距离为10.7m,现测得7条亮纹间的距离为9cm,则此激光的波长为多少米?

正确答案

=6.3×10-7m

由于,根据=6.3×10-7m

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简答题

[物理选修3-5模块]

(1)激光制冷原理可以根据如图所示的能级图简单说明,激光射入介质中,引起介质中的离子从基态跃迁到激发态n=11,一些处于激发态n=11的离子很快吸收热量转移到激发态n=12,离子从激发态n=11和n=12向基态跃迁辐射两种荧光,部分辐射荧光的能量大于入射激光的能量,上述过程重复下去实现对介质的冷却,下列说法正确的是______

A.两种辐射荧光波长都大于射入介质的激光波长

B.激光制冷过程中,介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差

C.两种辐射荧光在同一装置下分别做双缝干涉实验,相邻两条亮条纹间的距离不相等

D.若两种辐射荧光分别照射同一金属板都能产生光电效应,则光电子的最大初动能相等

(2)在光滑的水平地面上静止着一质量为M=0.4kg的薄木板,一个质量为m=0.2kg的木块(可视为质点)以υ0=4m/s的速度从木板左端滑上,一段时间后,又从木板上滑下(不计木块滑下时机械能损失),两物体仍沿直线继续向前运动,从木块与木板刚刚分离开始计时,经时间t=3.0s,两物体之间的距离增加了x=3m,已知木块与木板的动摩擦因数μ=0.4,求薄木板的长度.

正确答案

(1)A、根据玻尔理论和光子的能量公式E=h分析可知,从n=12向基态跃迁辐射的荧光波长小于射入介质的激光波长.故A错误.

B、激光制冷过程中,由玻尔理论得知,介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差.故B正确.

C、干涉条纹的间距与波长成正比.则两种辐射荧光在同一装置下分别做双缝干涉实验,相邻两条亮条纹间的距离不相等.故C正确.

D、产生光电效应时,光电子的最大初动能随着入射光的频率的增大而增大,由于两种荧光频率不等,则光电子的最大初动能不相等.故D错误.

故选BC.

(2)设木块与木板分离后速度分别为为:v1、v2,由动量守恒定律得:

mv0=mv1+Mv2根据题意,有:

v1-v2=

解得:v1=2m/s,v2=1m/s

根据动能定理得:μmgd=m-m-M

代入数据解得:

d=1.25m

即薄木板的长度为1.25m.

故答案为:

(1)BC;(2)薄木板的长度是1.25m.

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简答题

B.(选修模块 3 一 4 ) 

( 1 ) 在以下各种说法中,正确的是______.

A.真空中光速在不同的惯性参考系中是不同的,它与光源、观察者间的相对运动有关

B.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

C.在光的双逢干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽

D.火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁

( 2 )如图1所示为一列简谐波在 t=0时刻的图象,已知质点 M 的振动方程为 y=5sin5πt ( cm ),此波中质点 M 在t 2=______.时恰好第 3 次到达 y 轴正方向最大位移处,该波的波速为______m/s.

( 3 ) 雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时,需要分析光线射人水珠后的光路.一细束光线射人水珠,水珠可视为一个半径为 R=10mm的球,球心 O 到人射光线的垂直距离为 d=8mm,水的折射率为 n=4/3.

( a )在图2上画出该束光线射人水珠后,第一次从水珠中射出的光路图 

( b )求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠,光线偏转的角度.(sin37°=,sing53°=

正确答案

(1)A、根据光速不变原理知,光在不同的惯性参考系中速度相同.故A错误.

B、拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱透射光的强度.故B错误.

C、根据双缝干涉条纹的间距公式知,△x=λ,若仅将入射光由红光改为绿光,波长减小,则条纹间距变小.故C错误.

D、火车过桥要慢行,目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率,以免发生共振损坏桥梁.故D正确.

故选D.

(2)根据振动方程知,M点在t=0时刻向上振动,T==0.4s,质点M经过2T第三次y轴正向最大位移处,可知t=0.9s.波速v==m/s=1m/s.

(3)光路图如图所示.

由几何关系:sinθ1==0.8,θ1=53°

由折射定律:sinθ1=nsinθ2,得sinθ2=0.6,θ2=37°.

则φ=2(θ12)=32°.

故答案为:(1)D  (2)0.9,1  (3)如图所示,32°

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简答题

(8分)用双缝干涉测光的波长,已知双缝与屏的距离L=0.700m,双缝间距d=0.200mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图(乙)所示),记下此时手轮上的读数,转动测量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,记下此时手轮上的读数。

(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第6条亮纹的中心时,手轮上的读数如图(丙)所示,则对准第1条时读数x1=___________mm、对准第6条时读数x2= _____________mm

(2)写出计算波长λ的表达式,λ=________________(用x1、 x2、L 、d表示,不用计算)。

(3)在屏上观察到了干涉条纹.如果将双缝到屏距离增大,则屏上的干涉条纹的间距将  _____(变大、不变或变小)

正确答案

(1)  x1=1.190±0.001mm           x2= 9.869±0.001mm

(2) λ= d(x2 –x1 )/5L(用x1、 x2、L 、d表示,不用计算)

(3) 变大

(1)主尺读数为1mm,可动刻度为19.0×0.01mm,读数为1mm+19.0×0.01mm=1.190mm,同理可得x2的读数(2)由可知λ= d(x2 –x1 )/5L(3)由公式可知将双缝到屏距离增大,则屏上的干涉条纹的间距将变大

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简答题

(11分)选修3-4

(1)(4分)下列说法正确的是         

(2)(7分)如图所示.一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速大小为0.6m/s.质点P的横坐标为s=0.96m。从图示时刻开始计时,求

①质点P开始振动时振动的方向。

②经过多长时间质点P第二次到达波峰?

正确答案

(1)ACD(2)①质点P沿y轴负方向振动。②t=1.9s

本题是振动和波部分,(1)以选择题形式考查了全反射、偏振、干涉等现象,(2)考查了波的计算。

(1)ACD(4分)其中光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波,所以B错。

(2)①波上每一质点开始振动的方向都与此刻波上最前端质点的振动方向相同,即质点P沿y轴负方向振动。                      2分

②质点P第二次到达波峰也就是第二个波峰传到P点,第二个波峰到P点的距离为

                        2分

                              2分

代入数据t="1.9s                      " 1分

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