《2019年高考物理總復習 選考3-4 第4課時 光的波動性 電磁波 相對論課時訓練 教科版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019年高考物理總復習 選考3-4 第4課時 光的波動性 電磁波 相對論課時訓練 教科版.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第4課時　光的波動性　電磁波　相對論 1.(2018廣東仲元中學期中)現(xiàn)代通信技術是電磁波最輝煌的應用成果之一,從理論上預言電磁波的存在以及第一次從實驗上驗證電磁波存在的科學家分別是(　B　) A.法拉第和愛迪生 B.麥克斯韋和赫茲 C.奧斯特和貝爾 D.法拉第和赫茲 解析:麥克斯韋預言電磁波的存在,赫茲證實了電磁波的存在,所以B正確;A,C,D錯誤. 2.(多選)下列說法正確的是(　BCE　) A.光導纖維傳輸信號是利用光的干涉現(xiàn)象 B.全息照相利用了激光相干性好的特性 C.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 D.X射線比無線電波更容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 E.刮胡須的刀片的影子邊模糊不清是光的衍射現(xiàn)象 解析:光導纖維傳輸信號是利用光的全反射現(xiàn)象;全息照相利用了激光相干性好的特性;光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波;X射線比無線電波波長短,不容易發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象;刮胡須刀片的影子邊模糊不清是光的衍射現(xiàn)象. 3.(多選)下列說法正確的是(　CDE　) A.只有橫波才能產生干涉和衍射現(xiàn)象 B.均勻變化的磁場產生均勻變化的電場向外傳播就形成了電磁波 C.泊松亮斑支持了光的波動說 D.由紅光和綠光組成的一細光束從水中射向空氣,在不斷增大入射角時水面上首先消失的是綠光 E.用同一實驗裝置觀察,光的波長越大,光的雙縫干涉條紋間距就 越大 解析:一切波都有干涉和衍射現(xiàn)象,選項A錯誤;由麥克斯韋電磁場理論知,均勻變化的磁場產生恒定的電場,不能形成電磁波,選項B錯誤;泊松亮斑支持了光的波動說,選項C正確;紅光和綠光組成的一細光束從水中射向空氣,在不斷增大入射角時,由臨界角C滿足sin C=可知水面上最先消失的是綠光,選項D正確;用同一實驗裝置觀察,由Δx=λ可知,在L,d不變情況下,光的波長越大,光的雙縫干涉條紋間距就越大,選項E正確. 4.(2018安徽屯溪月考)(多選)下列說法正確的是(　BDE　) A.光波在介質中傳播的速度與光的頻率無關 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 E.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 解析:光的傳播速度由介質的本身性質與頻率共同決定,所以光波在介質中傳播的速度與光的頻率有關,故A錯誤;油膜形成的彩色條紋,是油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;偏振是橫波區(qū)別于其他縱波的一個最明顯的標志,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上一切物理規(guī)律都是相同的,故E正確. 5.(多選)在以下各種說法中,正確的是(　BDE　) A.變化的電場一定產生變化的磁場,變化的磁場一定產生變化的電場 B.相對論認為真空中的光速大小在不同慣性參考系中都是相同的 C.橫波在傳播過程中,波峰上的質點運動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期 D.機械波和電磁波本質上不相同,但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象 E.如果測量到來自遙遠星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)出的光波波長長,這說明該星系正在遠離地球 解析:均勻變化的電場產生穩(wěn)定的磁場,均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場,選項A錯誤;相對論認為光速與慣性參考系無關,選項B正確;質點并不隨波遷移,選項C錯誤;機械波和電磁波本質不同,但均能產生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象,選項D正確;若測得遙遠星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上靜止的該元素發(fā)出的光波波長要長,表明接收到的頻率變低,故這些星系正遠離地球,選項E正確. 6.(2018湖南長郡中學摸底)(多選)下列說法中正確的是(　CDE　) A.光纖由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率比外套的小 B.在光的雙縫干涉實驗中,若入射光為白光,則在光屏上看到的是明暗相間的彩色條紋,中央為暗條紋 C.在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下,衍射現(xiàn)象不明顯 D.一束陽光通過三棱鏡形成彩色光帶,表明光是各種色光組成的復 合光 E.電磁波具有偏振現(xiàn)象 解析:光纖由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率比外套的大,才可能發(fā)生光的全反射現(xiàn)象,故A錯誤;在光的雙縫干涉實驗中,若入射光為白光,則在光屏上看到的是明暗相間的彩色條紋,中央為亮條紋,因為各色光都在該點加強,故選項B錯誤;光傳播時,若遇到的障礙物的尺寸比光的波長小得多將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故C正確;太陽光是一種復色光,所以我們可以通過三棱鏡將其分解為七種顏色的色光,說明光是由各種色光組成的,則該現(xiàn)象稱為光的色散,故D正確;電磁波是橫波,故電磁波具有偏振現(xiàn)象,故E正確. 7.(2018海南文昌中學期中)礦井中的瓦斯對人危害極大,某同學查資料得知含有瓦斯的氣體的折射率大于干凈空氣的折射率,于是他根據(jù)雙縫干涉的原理設計了一個監(jiān)測儀.如圖所示,在雙縫與光屏之間放置兩個完全相同的透明容器A,B,其中A與干凈空氣相通,B與礦井中的氣體相通,用單色光照射該裝置,在屏上形成干涉圖樣.觀察屏上的干涉條紋,如果屏上條紋位置發(fā)生改變,說明B中氣體(　A　) A.一定含瓦斯 B.一定不含瓦斯 C.不一定含瓦斯 D.無法判定 解析:如果屏上條紋位置發(fā)生改變,說明從雙縫到屏的路程差發(fā)生了變化,由于含有瓦斯的氣體折射率較大,光通過時光速變小,波長變大,會引起兩束光到光屏上某點的路程差變化,使條紋位置發(fā)生變化,所以B中氣體一定含瓦斯. 8.(2018四川遂寧監(jiān)測)某同學自己動手利用如圖所示器材,觀察光的干涉現(xiàn)象.其中,A為單縫屏,B為雙縫屏,C為像屏.當他用一束陽光照射到A上時,屏C上并沒有出現(xiàn)干涉條紋.他移走B后,C上出現(xiàn)一窄亮斑.分析實驗失敗的原因,最大的可能是(　B　) A.單縫S太窄 B.單縫S太寬 C.S到S1和S2距離不等 D.陽光不能作光源 解析:雙縫干涉中單縫的作用是獲得線光源,這里觀察不到光的干涉現(xiàn)象可能是由于單縫太寬,不能獲得線光源,不滿足相干條件.故B 正確. 9.(2018江西奉新一中月考)用單色光通過小圓盤和小圓孔做衍射實驗時,在光屏上得到衍射圖形,它們的特征是(　A　) A.中央均為亮點的同心圓形條紋 B.中央均為暗點的同心圓形條紋 C.用小圓盤時中央是暗的,用小圓孔時中央是亮的 D.用小圓盤時中央是亮的,用小圓孔時中央是暗的 解析:圓孔衍射實驗圖樣,與單色光通過小圓盤得到的泊松亮斑,它們中央均為亮點的同心圓形條紋.故A正確,B,C,D錯誤. 10.現(xiàn)有毛玻璃屏A,雙縫B,白光光源C,單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件,要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用以測量紅光的波長. (1)將白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光學元件,由左到右,表示各光學元件的字母排列順序應為C,　　 　　,　　 　　, 　　　 　,A. (2)本實驗的步驟有: ①取下遮光筒左側的元件,調節(jié)光源高度,使光束能沿遮光筒的軸線把屏照亮; ②按合理的順序在光具座上放置各光學元件,并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上; ③用刻度尺測量雙縫到屏的距離; ④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮條紋間的距離. 在操作步驟②時還應注意　 、 和　 . 解析:(1)濾光片E可以從白光中選出單色紅光,單縫D是獲取線光源,雙縫B是獲得相干光源,最后成像在毛玻璃屏A上,所以排列順序為C,E,D,B,A. (2)在操作步驟②時應注意的事項有:放置單縫、雙縫時,必須使縫平行;單縫、雙縫間的距離要適當;要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在遮光筒的軸線上. 答案:(1)E　D　B (2)放置單縫、雙縫時,必須使縫平行　單縫、雙縫間的距離要適當　要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和毛玻璃屏的中心在遮光筒的軸 線上 11.(2018四川遂寧外國語實驗學校月考)(多選)下列有關光學現(xiàn)象的說法中正確的是(　CDE　) A.用光導纖維束傳送信息是光的衍射的應用 B.太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象 C.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象更 清晰 D.經過同一雙縫所得干涉條紋,紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度 E.激光測距是應用了激光平行性好的特點 解析:用光導纖維束傳送信息是光的全反射的應用,A錯誤;太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的色散現(xiàn)象,是光的折射的結果,B錯誤;在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可減弱反射光,從而使景象更清晰,C正確;紅光的波長比綠光的波長長,根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=λ可知,經過同一雙縫所得干涉條紋,紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度,D正確;激光的平行性好,常用來精確測距,E正確. 12.(2018湖南邵陽調研)(多選)下列關于波的現(xiàn)象和規(guī)律的說法中正確的是(　ACE　) A.機械波、電磁波均能產生干涉、衍射現(xiàn)象 B.泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象 C.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 D.波速公式v=λf說明波速只與波長、頻率有關,與介質無關 E.“彩超”可以測血流速度,利用的是超聲波的多普勒效應 解析:機械波、電磁波均能產生干涉、衍射現(xiàn)象,選項A正確;泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,選項B錯誤;光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,選項C正確;波速公式v=λf是波速的計算式,但波速只與介質有關,與波長、頻率無關,選項D錯誤;“彩超”可以測血流速度,利用的是超聲波的多普勒效應,選項E正確. 13.(2018河北定州中學開學考試)假設有一名考生用90分鐘完成了一場考試,一艘飛船相對此考生以0.5c的速度勻速飛過(c為真空中的光速),則飛船上的觀察者認為此考生考完這場考試所用的時間(　C　) A.小于90分鐘 B.等于90分鐘 C.大于90分鐘 D.等于45分鐘 解析:根據(jù)Δt=可得,Δt=>90 min,C正確; 14.(2017北京豐臺區(qū)一模)最近北京的馬路邊出現(xiàn)了某種新型的共享單車,這種單車外觀結構簡單,沒有鏈條,但單車質量比普通自行車大,達到了25 kg.單車的車鎖內集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等,便于監(jiān)控單車在路上的具體位置,實現(xiàn)防盜.同時手機APP上有定位系統(tǒng),也能隨時了解單車的實時位置;手機還可以通過掃描二維碼自動開鎖,關鎖后APP就顯示計時、計價等信息.此外,單車能夠在騎行過程中為車內電池充電,滿足定位和自動開鎖等過程中的用電.根據(jù)以上信息下列說法不正確是(　A　) A.單車比普通自行車運動狀態(tài)更容易改變 B.單車某個時刻的準確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位確定的 C.單車是利用電磁感應原理實現(xiàn)充電的 D.單車和手機之間是利用電磁波傳遞信息的 解析:因單車質量比普通自行車大,根據(jù)牛頓第一定律可知,單車比普通自行車運動狀態(tài)不容易改變,選項A錯誤;單車某個時刻的準確位置信息是借助通信衛(wèi)星定位確定的,選項B正確;單車是利用電磁感應原理實現(xiàn)充電的,選項C正確;單車和手機之間是利用電磁波傳遞信息的,選項D正確. 15.導學號 58826297某同學用雙縫干涉裝置測量某單色光的波長,實驗裝置如圖(甲)所示,已知單縫與雙縫間的距離L1=80 mm,雙縫與屏的距離L2=720 mm,雙縫間距d=0.36 mm.用測量頭來測量亮條紋中心的距離.測量頭由分劃板、目鏡、游標尺等構成,移動游標尺,使分劃板隨之左右移動,讓分劃板的中心刻線對準第1條亮紋的中心,如圖(乙)所示,記下此時游標尺的讀數(shù),移動游標尺一段距離a,使分劃板的中心刻線對準第n條亮紋的中心. (1)寫出計算波長λ的表達式　　 　　(用字母表示). (2)若分劃板的中心刻線對準第1條亮紋的中心時,游標尺上的讀數(shù)為y1=1.00 cm;對準第10條亮紋的中心時,游標尺上的讀數(shù)如圖(丙)所示,則此時讀數(shù)y2=　　　　cm,計算波長λ=　　　　nm(結果保留三位有效數(shù)字). 解析:(1)根據(jù)公式Δy=λ, 可得=λ, 解得λ=L2. (2)(丙)圖的讀數(shù)為 y2=22 mm+60.1 mm=2.26 cm, a=y2-y1, n=10, L2=720 mm, d=0.36 mm, 代入λ=, 解得λ=700 nm. 答案:(1)λ= (2)2.26　700 16.導學號 58826298(2018廣西百色學院附中月考)用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗,已知使用的雙縫間距離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? 解析:根據(jù)Δx=λ,解得紅光的波長為 λ=Δx=3.810-2 m=6.310-7 m. 由波長、波速、頻率關系式v=λf和v=可得,紅光進入水中的波長為 λ′=== 所以屏上的條紋間距Δx′=λ==2.8510-2 m. 答案:6.310-7 m　2.8510-2 m