（全國通用）2020高考物理一輪復習 第十三章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第4講 光的波動性 電磁波 相對論練習

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1、第4講　光的波動性　電磁波　相對論 一、選擇題(每小題6分,共60分) 1.某同學用單色光進行雙縫干涉實驗,要使得條紋間距變大,改變的實驗條件可能是 (B) A.減小光源到單縫的距離 B.減小雙縫之間的距離 C.減小雙縫到光屏之間的距離 D.換用頻率更高的單色光源 【解析】在雙縫干涉中,相鄰明條紋間的距離Δx=λ,要使得干涉條紋間距變寬,故可增大l、λ或減小d,根據(jù)c=λν知要增大λ,應減小ν,B項正確,A、C、D項錯誤。 2.(多選)下列關(guān)于光的說法中正確的是 (CD) A.分別用紅光和紫光在同一裝置上做干涉實驗,相鄰紅光干涉條紋間距小于相鄰紫光干涉條紋間距 B.雨后天

2、空出現(xiàn)的彩虹是光的衍射現(xiàn)象 C.水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象 D.醫(yī)學上用光導纖維制成內(nèi)窺鏡來檢查人體內(nèi)臟器官利用了光的全反射原理 【解析】根據(jù)Δx=λ,因紅光波長較長,故相鄰紅光條紋間距大,A項錯誤;雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的折射和色散綜合作用的結(jié)果,B項錯誤;水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是白光在油膜前后兩表面的反射光相遇疊加的結(jié)果,屬于干涉現(xiàn)象,C項正確;醫(yī)學上用光導纖維制成內(nèi)窺鏡,應用的是全反射原理,D項正確。 3.下列關(guān)于電磁波的說法,正確的是 (C) A.電磁波只能在真空中傳播 B.電場隨時間變化時一定產(chǎn)生電磁波 C.做變速運動的電荷會在空間產(chǎn)生電磁波 D.麥克斯韋第一次

3、用實驗證實了電磁波的存在 【解析】電磁波是電磁場這種物質(zhì)在空間的傳播,它既可在真空中傳播,也可在介質(zhì)中傳播,A項錯誤;當電場隨時間均勻變化時產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,穩(wěn)定的磁場不能再產(chǎn)生電場,故也就不能形成電磁波,B項錯誤;做變速運動的電荷產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生變化的電場……電場、磁場交替產(chǎn)生,向外傳播的過程就形成了電磁波,C項正確;麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在,赫茲通過實驗證實了電磁波的存在,D項錯誤。 4.(多選)關(guān)于下列光學現(xiàn)象,說法正確的是 (CD) A.水中藍光的傳播速度比紅光快 B.光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射 C.在岸邊觀察前方水中的一條魚,魚的實際

4、深度比看到的要深 D.分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗,用紅光時得到的條紋間距更寬 【解析】在介質(zhì)中,紅、橙、黃、綠、青、藍、紫各色光隨著頻率的增大,其折射率也增大,根據(jù)v=λ知,用紅光時得到的條紋間距比藍光的寬,D項正確。 5.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是 (B) A.電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B.電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C.電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象 D.電磁波無法攜帶信息傳播 【解析】電磁波的傳播不需要介質(zhì),它能在真空中傳播,故A項錯誤;衍射是一切波都具有的現(xiàn)象,B項正確;電磁波是橫波,只要是橫波就能發(fā)生偏振現(xiàn)象,C項錯誤;電磁波是信息傳遞的一種載體,D項錯誤。 6

5、.(多選)在單縫衍射實驗中,下列說法正確的是 (ACD) A.將入射光由黃光換成綠光,衍射條紋變窄 B.使單縫寬度變小,衍射條紋變窄 C.衍射現(xiàn)象中的明暗條紋是光疊加的結(jié)果 D.增大單縫到屏的距離,衍射條紋變寬 【解析】在單縫衍射實驗中,單縫越窄,入射光的波長越長,衍射現(xiàn)象越明顯,表現(xiàn)為衍射條紋越寬,B項錯誤;因黃光的波長比綠光長,則黃光衍射現(xiàn)象更明顯,A項正確;可將單縫視為幾組雙縫的組合,所以衍射現(xiàn)象中的明暗條紋同樣是光相遇疊加的結(jié)果,C項正確;與雙縫干涉相似,增大單縫到屏的距離,衍射條紋變寬,D項正確。 7.關(guān)于光的干涉,下列說法中正確的是 (C) A.在雙縫干涉現(xiàn)象里,相鄰

6、兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是不等的 B.在雙縫干涉現(xiàn)象里,把入射光由紅光換成紫光,相鄰兩個亮條紋間距將變寬 C.只有頻率相同的兩列光波才能產(chǎn)生干涉 D.頻率不同的兩列光波也能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,只是不穩(wěn)定 【解析】在雙縫干涉現(xiàn)象里,相鄰兩亮條紋和相鄰兩暗條紋的間距是相等的,A項錯誤;由條紋間距Δx=λ,入射光的波長越長,相鄰兩個亮條紋間距越大,因此,把入射光由紅光換成紫光,波長變短,相鄰兩個亮條紋間距將變窄,B項錯誤;兩列光波產(chǎn)生干涉時,頻率必須相同,C項正確,D項錯誤。 8.(多選)下列說法正確的是 (ACD) A.紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中傳播的速度均為3.0×108

7、 m/s B.紅外線應用在遙感技術(shù)中,是利用它穿透本領(lǐng)強的特性 C.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度 D.日光燈是紫外線的熒光效應的應用 【解析】所有電磁波在真空中的傳播速度都等于光速,A項正確;紅外線應用在遙感技術(shù)中是利用它有較強的衍射能力,B項錯誤;對同一介質(zhì)紫外線比紅外線的折射率大,由v=可知,紫外線比紅外線在水中的傳播速度小,C項正確;日光燈應用了紫外線的熒光效應,D項正確。 9.如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現(xiàn)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。將金屬絲圈在其所在的豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn),觀察到的現(xiàn)象是

8、 (D) A.當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)30°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° B.當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)45°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)90° C.當金屬絲圈旋轉(zhuǎn)60°時干涉條紋同方向旋轉(zhuǎn)30° D.干涉條紋保持原來狀態(tài)不變 【解析】金屬絲圈的轉(zhuǎn)動,改變不了肥皂液膜的上薄下厚的形狀,由干涉原理可知干涉條紋與金屬絲圈在該豎直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動無關(guān),仍然是水平的干涉條紋,D項正確。 10.(多選)以下物理學知識的相關(guān)敘述中正確的是 (BD) A.用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振 B.變化的電場周圍不一定產(chǎn)生變化的磁場 C.測速儀通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的干涉原理 D.狹義相對論

9、認為,在慣性參考系中,光速與光源、觀察者間的相對運動無關(guān) 【解析】用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉,A項錯誤;在均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場,B項正確;測速儀通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了 波的反射原理,C項錯誤;狹義相對論認為,在任何慣性參考系中,真空中的光速均不變,D項正確。 二、填空題(16分) 11.如圖所示,在楊氏雙縫干涉實驗中,激光的波長為5.30×10-7 m,屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7 m,則在這里出現(xiàn)的應是　暗條紋　(填“亮條紋”或“暗條紋”)?，F(xiàn)改用波長為6.30×10-7 m的激光進行上述實驗,保持其他條件

10、不變,則屏上的條紋間距將　變寬　(填“變寬”“變窄”或“不變”)。 【解析】由于路程差Δr=7.95×10-7 m=1.5λ,所以P點將出現(xiàn)暗條紋;由Δx=λ可知,由于波長變大,故條紋間距變寬。 二、計算題(24分) 12.用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗,已知使用的雙縫間的距離d=0.1 mm,雙縫到屏的距離L=6.0 m,測得屏上干涉條紋中亮紋的間距是3.8 cm,氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長λ是多少?假如把整個裝置放入折射率是的水中,這時屏上的條紋間距是多少? 解:由Δx=λ可以得出紅光的波長為 λ= m=6.3×10-7 m 激光器發(fā)出的紅光的波長是6.3×10-7 m 如果整個裝置放入水中,激光器發(fā)出的紅光在水中的波長為 λ'==4.75×10-7 m 這時屏上條紋的間距是 Δx'= m=2.85×10-2 m