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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第十二章 第4講 光的波動(dòng)性 電磁波 相對(duì)論簡(jiǎn)介 新人教版選修3-4 1．在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中： (1)將激光束照在如圖1乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的________． 圖1 (2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”、“變窄”或“不變”)． 解析　(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確； (2)根據(jù)Δx＝λ知，雙縫間的距離d減小時(shí)，條紋間距變寬；當(dāng)雙縫到屏的距離L減小時(shí)，條紋間距變窄． 答案　(1)A　(2)變寬　變窄 2．在用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)按照題目要求回答下列問(wèn)題． (1)如圖2所示，甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________． 圖2 (2)將下表中的光學(xué)元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測(cè)量紅光的波長(zhǎng). 元件代號(hào) A B C D E 元件名稱 光屏 雙縫 白光光源 單縫 透紅光的 濾光片 將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為_(kāi)_______．(填寫(xiě)元件代號(hào)) (3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50 mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖3a所示，分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖b所示，則其示數(shù)為_(kāi)_______ mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖c所示．由以上所測(cè)數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______ m. 圖3 解析　(1)光的干涉條紋是等間距的，故題圖中的干涉條紋是圖甲． (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，圖丙中的光具座上自左向右放置的光學(xué)元件依次為白光光源、透紅光的濾光片、單縫、雙縫、光屏，故答案為EDBA. (3)由圖b可知，A位置所對(duì)應(yīng)的條紋位置為x1＝111 mm＋20.05 mm＝111.10 mm，由圖c可知，B位置所對(duì)應(yīng)的條紋位置為x2＝115 mm＋120.05 mm＝115.60 mm，故條紋間距Δx＝≈0.64 mm，將其代入Δx＝λ，解得λ＝Δx＝0.6410－6 m＝6.410－7 m. 答案　(1)甲　(2)EDBA　(3)111.10　6.410－7 3．據(jù)《飛行國(guó)際》報(bào)道稱，中國(guó)制造的首款具有“隱身能力”和強(qiáng)大攻擊力的第四代作戰(zhàn)飛機(jī)“殲20”(如圖4所示)，使中國(guó)成為世界上第三個(gè)進(jìn)入到第四代戰(zhàn)機(jī)的研發(fā)序列中的國(guó)家．隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)研制過(guò)程中設(shè)法降低其可探測(cè)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(shí)，判斷下列說(shuō)法中正確的是(　　)． 圖4 A．運(yùn)用隱蔽色涂層，無(wú)論距你多近的距離，你也不能看到它 B．使用吸收雷達(dá)電磁波材料，在雷達(dá)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(dá)電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等因?yàn)楦邷厝菀桩a(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(duì)方發(fā)現(xiàn)和攻擊 解析　雷達(dá)向外發(fā)射電磁波，當(dāng)電磁波遇到飛機(jī)時(shí)就要發(fā)生反射，雷達(dá)通過(guò)接收反射回來(lái)的電磁波，就可以測(cè)定飛機(jī)的位置，所以要想降低飛機(jī)的可探測(cè)性，可以使用吸收雷達(dá)電磁波材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)，選項(xiàng)B正確． 答案　B 4．下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運(yùn)用的物理現(xiàn)象．請(qǐng)將相應(yīng)的字母填寫(xiě)在運(yùn)用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上． (1)X光機(jī)，________. (2)紫外線燈，________. (3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好．這里的“神燈”是利用________． A．光的全反射 B．紫外線具有很強(qiáng)的熒光作用 C．紫外線具有殺菌消毒作用 D．X射線的很強(qiáng)的貫穿力 E．紅外線具有顯著的熱效應(yīng) F．紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易發(fā)生衍射 解析　(1)X光機(jī)是用來(lái)透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強(qiáng)穿透力的電磁波，但又不能對(duì)人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強(qiáng)又不會(huì)給人體造成太大的傷害的X射線，選擇D. (2)紫外線燈主要是用來(lái)殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C. (3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進(jìn)局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇E. 答案　(1)D　(2)C　(3)E 5．(1)下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是(　　)． 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(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無(wú)法攜帶信息傳播 (2)近年來(lái)軍事行動(dòng)中，士兵都配戴“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標(biāo)，這是為什么？ 解析　(1)電磁波具有波的共性，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B正確．電磁波是橫波，能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故C錯(cuò)．電磁波能攜帶信息傳播，且傳播不依賴介質(zhì)，在真空中也可以傳播，故A、D錯(cuò)． (2)一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射 出來(lái)的紅外線不同，采用紅外線接收器，可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響，確認(rèn)出目標(biāo)可以采取有效的行動(dòng)． 答案　(1)B　(2)見(jiàn)解析 6．(1)目前雷達(dá)發(fā)出的電磁波頻率多在200～1 000 MHz的范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的說(shuō)法正確的是(　　)． A．真空中，上述頻率范圍的電磁波的波長(zhǎng)在30～150 m之間　 B．電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的 C．波長(zhǎng)越短的電磁波，越容易繞過(guò)障礙物，便于遠(yuǎn)距離傳播 D．測(cè)出從發(fā)射無(wú)線電波到接收反射回來(lái)的無(wú)線電波的時(shí)間，就可以確定障礙物的距離 (2)列舉下列三種電磁波的一種應(yīng)用： 紅外線____________________________________________________ 紫外線______________________________________________________ X射線_____________________________________________________ 圖5 (3)某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無(wú)線電波發(fā)射站，如圖7所示．該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400 kHz的中波和頻率為400 MHz的微波，已知無(wú)線電波在空氣中的傳播速度都為3108 m/s，求： ①發(fā)射站發(fā)出的電磁波是通過(guò)干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的； ②若兩種波的接收效果不同，請(qǐng)說(shuō)明哪一種波的接收效果更好？為什么？ 解析　(1)由c＝λf知λ＝，可知真空中上述頻率的電磁波的波長(zhǎng)在0.3～1.5 m之間，A錯(cuò)；電磁波是由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生的，B錯(cuò)；波長(zhǎng)越短的電磁波，衍射本領(lǐng)越弱，越不容易繞過(guò)障礙物，不便于遠(yuǎn)距離傳播，C錯(cuò)；測(cè)出從發(fā)射無(wú)線電波到接收反射回來(lái)的無(wú)線電波的時(shí)間，由s＝就可以確定障礙物的距離，D對(duì)． (2)紅外線主要是熱作用，如紅外線烤箱．紫外線有熒光和殺菌作用，如驗(yàn)鈔機(jī)，消毒． X射線主要是穿透作用，如X射線透視． (3)①無(wú)線電波繞過(guò)山脈到達(dá)A處，發(fā)生了衍射現(xiàn)象． ②頻率為400 kHz的中波接收效果更好，因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象更明顯． 答案　(1)D　(2)、(3)見(jiàn)解析