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阶段质量检测(五)
第五、六章
(90分钟  100分)
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分.每小题至少一个选项符合题意)
1.下面是四种与光有关的事实：
①用光导纤维传递信息
②用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度
③一束白光通过三棱镜形成彩色光带
④水面上的油膜呈现彩色
其中，与光的干涉有关的是(    )
A.①④                    B.②④
C.①③                    D.②③
2.下列哪些不是“相对论”的内容(    )
A.狭义相对性原理
B.“尺缩效应”
C.时钟变慢
D.质量不变是因为它是物体的固有属性，与运动状态无关
3.(2012·南通高二检测) 由两个不同光源所发出的两束白光落在同一点上，不会产生干涉现象.这是因为(    )www-2-1-cnjy-com
A.两个光源发出光的频率不同
B.两个光源发出光的强度不同
C.两个光源的光速不同
D.这两个光源是彼此独立的，不是相干光源
4.如图所示，让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是(    )　　21*cnjy*com


A.只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B.光屏上亮、暗交替变化
C.光屏上亮度不变
D.光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
5.在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向互相垂直，则(    )【来源：21cnj*y.co*m】
A.光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减弱
B.光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增强
C.干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上
D.干涉条纹消失，光屏上一片黑暗
6.关于单缝衍射现象，以下说法正确的是(    )
A.缝的宽度d越小，衍射条纹越亮
B.缝的宽度d越小，衍射现象越明显
C.缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线
D.入射光的波长越短，衍射现象越明显
7.关于薄膜干涉，下列说法中正确的是 (    )
A.只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象
B.只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象
C.厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹
D.观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧
8.世界上有各式各样的钟：砂钟、电钟、机械钟、光钟和生活钟.既然运动可以使某一钟变慢，它一定会使所有的钟都一样变慢.这种说法是(    )21教育网
A.正确
B.错误
C.若变慢则变慢的程度相同
D.若变慢则与钟的种类有关系
9.(2012·深圳高二检测)a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示，发现b的折射线更靠近法线，由此可判定(    )21cnjy.com


A.a比b更容易发生衍射现象
B.当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则Ca<Cb
C.在介质中b的速度较大
D.单色光b的频率较低
10.根据经典物理学知识，人们对时间和空间的认识，下列说法正确的是(    )
A.时间和空间是绝对的，与物质的存在和物质的运动都无关
B.时间和空间可以脱离物质而独立存在，二者之间也无联系
C.时间和空间可以脱离物质而独立存在，二者之间存在一定的联系
D.时间和空间不能脱离物质而独立存在，二者之间存在一定的联系
二、实验题(本大题共2小题，共16分)
11.(8分)某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射.


(1)若某次观察光的衍射时游标卡尺的示数如图所示，则卡尺两测脚间的狭缝宽度为_________________.21·cn·jy·com
(2)在利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射时总结出的以下几点中，正确的是(    )
A.若狭缝与灯丝平行，则衍射条纹与狭缝平行
B.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，衍射条纹越窄
C.衍射条纹的间距与光的波长有关，光的波长越长，衍射条纹越宽
D.衍射条纹的间距与光的频率有关，光的频率越大，衍射条纹越宽
12.(8分)在利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距d=0.5 mm, 双缝与光屏间距离l=0.5 m,用某种单色光照射双缝得到干涉图像如图，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则图中A位置的游标卡尺读数为__________，B位置的游标卡尺读数为___________，单色光的波长为____________m.2-1-c-n-j-y


三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13.(10分)一个以2×108 m/s的速度运动的球(半径为a)，静止的人观察球会是什么形状？
14.(2012·南京高二检测)(10分)在柏油马路和湖面上常常遇到耀眼的炫光，它使人的视觉疲劳.这些天然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜面反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果，漫反射光是非偏振光，而镜面反射光一般是部分偏振光.由于它们是从水平面上反射的，光线的入射面是垂直的，所以反射光含有大量振动在水平方向的偏振光.要想消除这种炫光，只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了.同理，要想消除从竖直面反射来的炫光，如玻璃窗反射来的炫光，所用偏振轴应取水平方向.【出处：21教育名师】
请回答下列两个问题：
(1)在某些特定环境下照相时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使影像清晰，这是利用什么原理？
(2)市场上有一种太阳镜，它的镜片是偏振片，为什么不用普通的带色玻璃片而用偏振片？安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向？
15.(12分)两个狭缝相距0.3 mm，位于离屏50 cm处，现用波长为6 000 A。的光照射双缝，求：【版权所有：21教育】
(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
，1 ?＝10－10 m)21教育名师原创作品
16.(12分)太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减小.若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026 J，试计算太阳在1 s内失去的质量，估算5 000年内其质量总共减小了多少，并与太阳的总质量2×1027 t比较.21*cnjy*com





答案解析
1.【解析】选B.用光导纤维传递信息的物理原理是全反射，故①与干涉无关；一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，其原理是光的色散，故③也不是光的干涉；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度以及水面上的油膜呈现彩色，都属于薄膜干涉，因此选项B正确.
2.【解析】选D.“质量不变是因为它是物体的固有属性，与运动状态无关”是经典力学的内容.[来源:]
3.【解析】选D.本题考查相干光的条件，题中两光源发出的光都是白光，频率不确定，没法比较，选项A错误.光的强度对光是否产生干涉没有影响，所以B错误.光速在真空中是确定的，但它对光的干涉也没影响，选项C错误.题中是两个独立光源，根据物体的发光机理(原子跃迁)，二者产生的不是相干光源，选项D正确.
4. 【解析】选C.太阳光是自然光，向各个方向的振动情况都相同.因此，无论偏振片的偏振方向在哪个方向都会有相同强度的光通过偏振片，在光屏上的亮度不变.因此，选项C是正确的.2·1·c·n·j·y
5.【解析】选C.因两偏振片的透振方向互相垂直，则两束光不再满足相干光源的条件，因此不再产生干涉条纹.
6.【解析】选B.光是一种电磁波，具有波的特性.波发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸等于或小于波长，故B正确，C、D均错误.衍射条纹的亮度与光的强度有关，故A错.
7.【解析】选D.当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹.在薄膜厚度不均匀时才会出现明暗相间的条纹，A、B、C错，观察薄膜干涉时，观察者与光源在同一侧，D正确.
8.【解析】选A、C.将不同类型的两架钟调整到相同速度，并将它们密封在一个盒子中，再让该盒子做匀速运动.如果运动对一架钟的影响比另一架大，则坐在盒子里的人就能看到两架钟的差别，因而可以知道盒子是在运动.显然这违反了相对论的基本原理：在密闭的盒子中的人是无法辨认自己是处于静止还是处于匀速直线运动状态的.所以一架钟变慢时，所有钟必须都变慢，且变慢的程度一定严格相同.
9.【解析】选A.根据题图，由
可知b的折射率大于a的折射率，所以b的频率较大，a的频率较小，D错误.由频率大小进一步可知，a的频率较小，更容易发生衍射现象，A正确.由
可知介质中va>vb，C项错误.由
可知Ca>Cb，B错误.
10.【解析】选A、B.经典力学认为时间和空间是绝对的，可以脱离物质而独立存在，二者之间没有联系，而爱因斯坦的相对论认为，时间和空间都是相对的.故A、B 正确.
【总结提升】经典力学的相对性原理、狭义相对性原理和广义相对性原理及其不同
(1)经典力学的相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的.
(2)狭义相对性原理：一切物理规律对于所有惯性系都具有相同的形式.
(3)广义相对性原理：在任何参考系中,物理规律都是相同的.
力学的相对性原理是指力学现象对一切惯性系来说都遵从相同的规律，或者说在研究力学规律时，一切惯性系都是等价的、平等的，无法借助力学实验的手段确定惯性系自身的运动状态.狭义相对论指的是一切物理规律在所有惯性系中都是相同的，所以各个惯性系都是等价的，不存在特殊的、绝对的惯性系.狭义相对性原理比力学相对性原理所指范围更大，内容更丰富.广义相对性原理作出了更大的推广，指出了在任何参考系中物理规律都是相同的，它的范围比狭义相对论更大，内容更丰富.www.21-cn-jy.com
11.【解析】(1)卡尺游标尺为20分度，
其精度为
mm＝0.05 mm.
读数＝固定刻度＋可动刻度＝0＋5×0.05 mm＝0.25 mm.
(2)观察光的衍射现象时，狭缝必须与灯丝平行，而衍射条纹与狭缝平行，A正确；衍射现象明显与否与缝宽和光的波长有关.狭缝越窄，光波越长，衍射现象越明显，故B错误、C正确；由c＝λν知，频率越高则光的波长越短，衍射现象越不明显，故D错误.
答案：(1)0.25 mm      (2)A、C
12.【解析】该游标卡尺是10分度的游标卡尺，其精确度为0.1 mm，则A位置的游标卡尺读数为
11 mm+1×0.1 mm=11.1 mm
同理，B位置的游标卡尺读数为
15 mm+6×0.1 mm=15.6 mm
根据关系式
得：

又

那么，该单色光的波长为


答案：11.1 mm       15.6 mm          6.4×10-7
13.【解析】与运动方向垂直的方向上的球大小不变化，故半径仍为a.沿运动方向上的轴半径
,
所以沿运动方向上的半径变为0.75a.                                        (5分)
所以球变为一个三轴半径长度分别为0.75a、a、a的椭球体.            (5分)
答案：球变为一个三轴半径长度分别为0.75a、a、a的椭球体
14.【解析】(1)在某些特定环境下，如拍摄池水中游动的鱼时，由于水面反射光的干扰，影像会不清楚，在镜头前装一片偏振片，清除反射光(反射光为偏振光)，影像就变得清晰.                                                            (5分)版权所有
(2)这种太阳镜是为了消除柏油马路和湖面上反射的耀眼的炫光，因此应用偏振片而不是带色的普通玻璃片.该反射光为水平方向的偏振光，故应使镜片的透振方向竖直.                                                                        (5分)【来源：21·世纪·教育·网】
答案：见解析
15.【解析】本题要求用公式
进行计算.
(1)

＝1×10－3 m＝1 mm.                        (6分)
(2)


                                        (6分)
答案：(1)1 mm       (2)0.75 mm
【变式备选】利用薄膜干涉的原理可以用干涉法检查平面和制造增透膜，回答以下两个问题：


(1)用如图所示的装置检查平面时，是利用了哪两个表面反射光形成的薄膜干涉图样？
(2)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂上一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁，为了使波长为5.52×10－7 m的绿光在垂直表面入射时其反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度.21·世纪*教育网
【解析】(1)干涉图样是标准样板和被检查平面间空气膜即b、c面反射光叠加形成的.
(2)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和光速与波长及频率的关系得：

即
，那么增透膜的厚度


答案：见解析
16.【解题指南】本题考查爱因斯坦的质能方程.太阳辐射能量，其质量会相应减小，根据质能方程计算出每秒减小的质量是解题关键.
【解析】由太阳每秒钟辐射的能量ΔE可得其在1 s内失去的质量为

.                                                (4分)
5 000年内太阳总共减小的质量为
ΔM＝5 000×365×24×3 600×
×1010 kg
＝7.008×1020 kg.                                                            (4分)
与总质量相比
，比值很微小.            (4分)
答案：见解析