（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復習 第十四章 機械振動與機械波 光電磁波與相對論 第四節(jié) 光的波動性 電磁波 相對論簡介檢測

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1、第四節(jié) 光的波動性 電磁波 相對論簡介 (建議用時：40分鐘) 一、選擇題 1．(2019·廣東湛江一中等四校聯(lián)考)下列說法中正確的是(　　) A．交通警示燈選用紅色是因為紅光更容易穿透云霧煙塵 B．光在同一種介質(zhì)中沿直線傳播 C．用光導纖維束傳輸圖象信息利用了光的全反射 D．讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，形成的干涉條紋間距較大的是綠光 解析：選ACD.交通警示燈選用紅色是因為紅光的波長較長，更容易穿透云霧煙塵，選項A正確；光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，選項B錯誤；用光導纖維束傳輸圖象信息利用了光的全反射，選項C正確；根據(jù)條紋間距表達式Δx＝λ可知，因為綠光的波長大于

2、藍光，故讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，形成的干涉條紋間距較大的是綠光，選項D正確． 2．(2019·宿遷質(zhì)量檢查)下列說法正確的是(　　) A．偏振光可以是橫波，也可以是縱波 B．光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 C．光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 D．聲源與觀察者相對靠近時，觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率 解析：選BCD.偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故A錯誤；照相機的鏡頭上的增透膜是光的干涉現(xiàn)象，故B正確；用光導纖維傳播信號是利用了光的全反射，C正確；根據(jù)多普勒效應可知聲源與觀察者相對靠近時，觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻

3、率，D正確． 3．(2019·安徽屯溪一中模擬)下列說法正確的是(　　) A．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 B．雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的干涉形成的 C．楊氏雙縫干涉實驗中，當兩縫間的距離以及擋板和屏的距離一定時，紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距小 D．光的偏振特征說明光是橫波 解析：選ABD.油膜形成的彩色條紋，是由膜的前后表面反射光，進行光的疊加，形成的干涉條紋，故B正確；根據(jù)光的干涉條紋間距公式Δx＝λ，因為紅光的波長比藍光的波長長，則紅光干涉條紋的相鄰條紋間距比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距大，故C錯誤；光的偏振振

4、動方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚ΨQ性叫做偏振，它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個最明顯的標志，即光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波而不是縱波，故D正確；狹義相對論認為，在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的，故A正確． 4．(2016·高考全國卷Ⅱ改編)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(　　) A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波 C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直 D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 解析：選ABC.電磁波在真空中的傳播速度為3×108 m/s，與電磁波

5、的頻率無關(guān)，A項正確；周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場又產(chǎn)生周期性變化的電場，它們相互激發(fā)向周圍傳播，就形成了電磁波，B項正確；電磁波是橫波，因此其電場強度和磁感應強度均與傳播方向垂直，C項正確；光是電磁波，利用光纖對光的全反射可以傳播信息，D項錯誤． 5．在雙縫干涉實驗中，一鈉燈發(fā)出的波長為589 nm的光，在距雙縫1.00 m的屏上形成干涉圖樣．圖樣上相鄰兩明紋中心間距為0.350 cm，則雙縫的間距為(　　) A．2.06×10－7 m　　　　 B．2.06×10－4 m C．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m 解析：選C.在雙縫干涉實驗中

6、，相鄰明條紋間距Δx、雙縫間距d與雙縫到屏的距離L間的關(guān)系為Δx＝λ，則雙縫間距d＝＝ m≈1.68×10－4 m. 6．電磁波已廣泛運用于很多領(lǐng)域．下列關(guān)于電磁波的說法符合實際的是(　　) A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B．常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙控電視機 C．根據(jù)多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度 D．光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同 解析：選C.干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以電磁波能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，選項A錯誤；常用的遙控器是通過發(fā)出紅外線來遙控電視機的，選項B錯誤；利用多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的速度，選項C正確；根據(jù)光速

7、不變原理，在不同的慣性系中，光速是相同的，選項D錯誤． 7．下列選項與多普勒效應有關(guān)的是(　　) A．科學家用激光測量月球與地球間的距離 B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速 C．技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡 D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度 解析：選BD.科學家用激光測量月球與地球間的距離是利用光速快，故A錯誤；醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速利用聲波的多普勒效應，故B正確；技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡是利用其穿透能力強，故C錯誤；交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進

8、的速度是利用超聲波的多普勒效應，故D正確． 8．如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是(　　) A．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 B．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的 C．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是均勻變化的 D．若使用半徑小一些的凸薄透鏡，則干涉條紋的間距要變大 解析：選ACD.由于在凸透鏡和平板玻璃之間的空氣形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透

9、鏡的下表面和平板玻璃的上表面，故A正確，B錯誤；由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的干涉條紋，故C正確；若使用半徑小一些的凸薄透鏡，則空氣薄膜上的厚度變化更快，則形成的干涉條紋的間距要變大，故D正確． 9．雙縫干涉實驗裝置如圖所示，綠光通過單縫S后，投射到具有雙縫的擋板上，雙縫S1和S2與單縫的距離相等，光通過雙縫后在與雙縫平行的屏上形成干涉條紋．屏上O點距雙縫S1和S2的距離相等，P點是距O點最近的第一條亮條紋．如果將入射的單色光換成紅光或藍光，討論屏上O點及其上方的干涉條紋的情況是(　　) A．O點是紅光的亮條紋 B．O點不是藍光的亮條紋

10、 C．紅光的第一條亮條紋在P點的上方 D．藍光的第一條亮條紋在P點的下方 解析：選ACD.O點處波程差為零，對于任何光都是振動加強點，均為亮條紋，A正確；紅光的波長較長，藍光的波長較短，根據(jù)Δx＝λ可知，C、D正確． 10．假設所有的汽車前窗玻璃和車燈玻璃均按同一要求設置，使司機不僅可以防止對方汽車強光的刺激，也能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體．以下措施中可行的是(　　) A．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是水平的 B．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向也是豎直的 C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向是斜向左上45° D．前窗玻

11、璃的透振方向是斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向也是斜向右上45° 解析：選D.首先，司機要能夠看清楚自己車燈發(fā)出的經(jīng)對面物體反射回來的光線，所以他自己車燈的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到對面車燈發(fā)出的強光，所以對面車燈玻璃的透振方向與他自己車窗玻璃的透振方向一定要垂直．滿足上述要求的只有D. 11．(2019·江蘇省高考沖刺卷(四))愛因斯坦1905年提出狹義相對論，1915年提出廣義相對論，使人們進一步認識了光的本性．下列關(guān)于光的說法中正確的是(　　) A．光能在彎曲的光導纖維中傳播，說明光在同種均勻介質(zhì)中是沿曲線傳播的 B．白光照射到DVD片表面

12、時出現(xiàn)彩色是因為光具有波動性 C．某參考系中的兩處同時發(fā)光，在另一慣性參考系中觀察一定也是同時發(fā)光 D．真空中的光速在不同慣性參考系中相同，因此光的頻率與參考系無關(guān) 解析：選B.光在光導纖維中傳播是利用了全反射原理，A錯誤；白光照射到DVD片上時發(fā)生了薄膜干涉，因此呈彩色，只有波才能發(fā)生干涉，故B正確；某參考系中的兩處同時發(fā)光，但如果發(fā)生了相對運動，這兩處在另一慣性參考系中不一定同時發(fā)光，C錯誤；在任何參考系中光速都是相同的，但光的頻率與參考系有關(guān)，D錯誤． 二、非選擇題 12．在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示． (1)以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行了

13、調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點： A．燈絲和單縫及雙縫必須平行放置 B．干涉條紋與雙縫垂直 C．干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān) D．干涉條紋間距與光的波長有關(guān) 以上幾點中你認為正確的是________． (2)當測量頭中的分劃板中心刻線對齊某干涉條紋線時，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為________mm. (3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示．則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值． 解析：(1)為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與

14、雙縫平行；由Δx＝λ可知，條紋的疏密程度與雙縫間距離d、光的波長λ、雙縫到屏的距離L有關(guān)，所以A、C、D選項正確，B選項錯誤． (2)固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動刻度讀數(shù)為20.2，所以測量結(jié)果為0.5 mm＋20.2×0.01 mm ＝0.702 mm. (3)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識可知測量頭的讀數(shù)大于條紋間的實際距離． 答案：(1)ACD　(2)0.702　(3)大于 13．在雙縫干涉實驗中，雙縫到光屏上點P的距離之差為0.6 μm，若分別用頻率為f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的單色光垂直照射雙縫，試分析判斷點P應出

15、現(xiàn)亮條紋還是暗條紋？分別為第幾條亮條紋或暗條紋？ 解析：如圖所示，雙縫S1、S2到光屏上任一點P的路程差Δr＝S2S2′，當Δr等于單色光波長的整數(shù)倍時，S2和S1同時到達波峰或波谷，由S1和S2發(fā)出的光在點P互相加強，點P出現(xiàn)亮條紋；當Δr等于單色光半個波長的奇數(shù)倍時，若S2到達波峰(波谷)，則S1到達波谷(波峰)，這樣由S1和S2發(fā)出的光在點P互相抵消，點P出現(xiàn)暗條紋． 頻率為f1的單色光波長 λ1＝＝ m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm 頻率為f2的單色光波長 λ2＝＝ m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm 可見Δr＝λ1，Δr＝λ2 可見，用頻率為f1的單色光照射時，點P出現(xiàn)亮條紋，且為第一條亮條紋；用頻率為f2的單色光照射時，點P出現(xiàn)暗條紋，且為第二條暗條紋． 答案：見解析 6