2019届高考物理大一轮复习第14章第4讲光的干涉与衍射电磁波相对论精练

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课时达标第40讲光的波动性电磁波和相对论［解密考纲]考查光的干涉、衍射条件、干涉条纹和衍射条纹的区别、干涉条纹宽度的计算、电磁波的理解、狭义相对论的简单了解．1．关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( B）A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超"中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT"中的X射线波长相同解析声波也能传递信息，选项A错误;手机通话过程中，手机之间通过电磁波传递信息，人和手机之间通过声波传递信息,选项B正确；太阳中的可见光传播速度为光速，即为3×108 m/s,而超声波的传播速度等于声音在空气中(15 ℃下)的传播速度，即为340 m/s，选项C错误；红外线的频率小于X射线的频率，故红外线的波长大于X射线的波长，选项D错误．2．下列说法正确的是( B）A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．X射线与γ射线的产生机理不同,因此它们的频率范围界线分明，不可能重叠解析麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性．X射线是原子的内层电子受激发而产生的，γ射线是原子核受激发而产生的,产生机理确实不同，但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射线与较低频率的γ射线产生了重叠,其他相邻电磁波间也存在重叠．综上所述，选项A、D错误，选项B与事实一致，选项C与事实相反．所以只有选项B正确．3．验钞机发出的电磁波能使钞票上用于防伪的荧光物质发光,电视机的遥控器用它发出的电磁波来控制电视机．对于它们发出的电磁波，下列判断正确的是( D）A．它们发出的都是红外线B．它们发出的都是紫外线C．验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线D．验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线解析激发荧光物质发出荧光的是紫外线,用来控制电视机的遥控器发出的电磁波属于红外线，选项D正确．4．太阳表面的温度约为6 000 K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段；人体的温度约为310 K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外线波段;宇宙空间内的电磁辐射相当于温度为3 K的物体发出的，这种辐射称为“3 K背景辐射"．若要对“3 K背景辐射”进行观测研究,则应选择的观测波段为( D）A．X射线B．γ射线C．紫外线D．无线电波解析无线电波用于通信、广播及其他信号传输．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究．选项D正确．5．惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象可能是（C)解析由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变，故选项C正确．6．(多选)电子的电荷量为1.6×10－19C，质量为9。

第十四章光的波动性电磁波考点一光的干预双缝干预【典例1】(多项选择)(2019·厦门模拟)利用如图装置研究双缝干预现象并测量光的波长时,下面几种说法中正确的答案是( )A.实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B.将滤光片由紫色的换成红色的,干预条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干预条纹间距变宽D.测量过程中,把5个条纹间距数成6个,导致波长测量值偏小【解析】选A、B、D。

实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝,故A正确;将滤光片由紫色的换成红色的,波长变长,根据干预条纹间距公式Δx=λ知条纹间距变宽,故B正确;将单缝向双缝移动一小段距离后,条纹间距不变,故C错误;把5个条纹间距数成6个,如此Δx减小,根据Δx=λ,可知波长减小,故D正确。

薄膜干预【典例2】关于薄膜干预,如下说法中正确的答案是( )A.只有厚度均匀的薄膜,才会发生干预现象B.只有厚度不均匀的楔形薄膜,才会发生干预现象C.厚度均匀的薄膜会形成干预条纹D.观察肥皂液膜的干预现象时,观察者应和光源在液膜的同一侧【通型通法】1.题型特征:光的薄膜干预。

2.思维导引:(1)薄膜干预是通过一侧光照射到薄膜前后两个面反射回来形成的同频率的光形成的。

(2)前后两个面反射回来的光波的路程差,①为波长的整数倍,振动加强出现明条纹;②为半个波长奇数倍,振动减弱出现暗条纹。

【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。

这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现;当薄膜厚度均匀时,不会出现干预条纹,但也发生干预现象,如果是单色光照射,假设满足振动加强的条件,整个薄膜前方都是亮的,否如此整个薄膜的前方都是暗的;如果是复色光照射,某些颜色的光因干预而减弱,另一些颜色的光会因干预而加强,减弱的光透过薄膜,加强的光被反射回来,这时会看到薄膜的颜色呈某种单色光的颜色,但不形成干预条纹。

2019高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲光的波动性电磁波练习编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲光的波动性电磁波练习）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第4讲光的波动性电磁波1．(2016·高考全国卷Ⅱ)关于电磁波,下列说法正确的是( ）A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失解析：选ABC.电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，与电磁波的频率无关,A项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，B项正确；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直,C项正确；光是电磁波，利用光纤对光的全反射可以传播信息，D项错误;波源的电磁振荡停止后,已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，E 项错误．2．(高考大纲全国卷）在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm的光，在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm，则双缝的间距为( ）A．2.06×10－7 m B．2。

第四节 光的波动性 电磁波(建议用时：60分钟)一、选择题1．(2018·广东湛江一中等四校联考)下列说法中正确的是( )A ．交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘B ．光在同一种介质中沿直线传播C ．用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射D ．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，形成的干涉条纹间距较大的是绿光E ．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应解析：选ACD.交通警示灯选用红色是因为红光的波长较长，更容易穿透云雾烟尘，选项A 正确；光在同一种均匀介质中沿直线传播，选项B 错误；用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射，选项C 正确；根据条纹间距表达式Δx ＝l dλ可知，因为绿光的波长大于蓝光，故让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置，形成的干涉条纹间距较大的是绿光，选项D 正确；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉现象，选项E 错误．2．(2018·福建三明质量检查)下列说法正确的是( )A ．偏振光可以是横波，也可以是纵波B ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C ．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D ．X 射线在磁场中能偏转，穿透能力强，可用来进行人体透视E ．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率解析：选BCE.偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是横波，故A 错误；照相机的镜头上的增透膜是光的干涉现象，故B 正确；用光导纤维传播信号是利用了光的全反射，C 正确；X 射线穿透力较强，但它不带电，不能在磁场中偏转，故D 错误；根据多普勒效应可知声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率，E 正确．3．(2018·安徽屯溪一中月考)下列说法正确的是( )A ．光波在介质中传播的速度与光的频率无关B ．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C ．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D ．光的偏振特征说明光是横波E ．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的解析：选BDE.光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定，所以光波在介质中传播的速度与光的频率有关，故A 错误．油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故B 正确．根据光的干涉条纹间距公式Δx ＝L dλ，因为红光的波长比蓝光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故C 错误．光的偏振振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，即光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D 正确．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的，故E 正确．4．下列选项与多普勒效应有关的是( )A ．科学家用激光测量月球与地球间的距离B ．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C ．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D ．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度E ．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 解析：选BDE.科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光速快，故A 错误；医生利用超声波探测病人血管中血液的流速利用声波的多普勒效应，故B 正确；技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡是利用穿透能力强，故C 错误；交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度是利用超声波的多普勒效应，故D 正确；科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，是光的多普勒效应，故E 正确．5．(2016·高考天津卷)如图是a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )A ．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比b 光的大B ．从同种介质射入真空发生全反射时a 光临界角大C ．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大D ．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a 光的能级能量差大答案：D6．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是( )A ．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B ．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E ．若使用半径小一些的凸薄透镜，则干涉条纹的间距要变大解析：选ACE.由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故A 正确，B 错误．由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故C 正确，D 错误．若使用半径小一些的凸薄透镜，则空气薄膜上的厚度变化更快，则形成的干涉条纹的间距要变大，故E 正确．7.双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S 后，投射到具有双缝的挡板上，双缝S 1和S 2与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹．屏上O 点距双缝S 1和S 2的距离相等，P 点是距O 点最近的第一条亮条纹．如果将入射的单色光换成红光或蓝光，讨论屏上O 点及其上方的干涉条纹的情况是( )A ．O 点是红光的亮条纹B ．O 点不是蓝光的亮条纹C ．红光的第一条亮条纹在P 点的上方D ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的上方E ．蓝光的第一条亮条纹在P 点的下方解析：选ACE.O 点处波程差为零，对于任何光都是振动加强点，均为亮条纹，A 正确；红光的波长较长，蓝光的波长较短，根据Δx ＝l d λ可知，C 、E 正确．8．(2018·湖南六校联考)下列说法正确的是( )A ．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B ．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C ．一简谐横波以速度v 沿x 轴正方向传播，t ＝0时传播到坐标原点，此质点正从平衡位置以速度v 0向下振动，已知质点的振幅为A ，振动角频率为ω，则x 轴上横坐标为34λ处质点的振动方程为y ＝－A sin ω⎝⎛⎭⎪⎫t －3λ4v D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄E ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系解析：选ACE.在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，B 错；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽，D 错．9．假设所有的汽车前窗玻璃和车灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( )A ．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B ．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C ．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D ．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45° 解析：选D.首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯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，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有D.10．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上撒些食盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A ．当金属丝圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变解析：选D.在转动金属丝圈的过程中，由于肥皂液薄膜的厚度不变，故反射形成的光的路程差不会发生变化，故产生的干涉条纹仍保持原来状态不变．二、非选择题11．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．(1)以线状白炽灯为光源，对实验装置进行了调节并观察实验现象后，总结出以下几点：A．灯丝和单缝及双缝必须平行放置B．干涉条纹与双缝垂直C．干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D．干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________．(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹线时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值．解析：(1)为使屏上的干涉条纹清晰，灯丝与单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行；由Δx＝Ldλ可知，条纹的疏密程度与双缝间距离d、光的波长λ、双缝到屏的距离L有关，所以A、C、D选项正确，B选项错误．(2)固定刻度读数为0.5 mm，可动刻度读数为20.2，所以测量结果为0.5 mm＋20.2×0.01 mm ＝0.702 mm.(3)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离．答案：(1)ACD (2)0.702 (3)大于12．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？解析：如图所示，双缝S 1、S 2到光屏上任一点P 的路程差Δr ＝S 2S 2′，当Δr 等于单色光波长的整数倍时，S 2和S 1同时到达波峰或波谷，由S 1和S 2发出的光在点P 互相加强，点P 出现亮条纹；当Δr 等于单色光半个波长的奇数倍时，若S 2到达波峰(波谷)，则S 1到达波谷(波峰)，这样由S 1和S 2发出的光在点P 互相抵消，点P 出现暗条纹．频率为f 1的单色光波长λ1＝c f 1＝3×1085.0×1014 m ＝0.6×10－6 m ＝0.6 μm 频率为f 2的单色光波长λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014 m ＝0.4×10－6 m ＝0.4 μm 可见Δr ＝λ1，Δr ＝32λ2 可见，用频率为f 1的单色光照射时，点P 出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f 2的单色光照射时，点P 出现暗条纹，且为第二条暗条纹．答案：见解析。

光的干涉与衍射电磁波相对论生衍射和干涉，衍射是波特有的现象，故B正确；根据多普勒效应，波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率会发生变化，故C正确；紫外线的频率高，具有较高的能量，许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，故D正确；光在介质中传播的过程中，光速小于3×108m/s，故E错误．答案：BCD5．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是( )A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E．去掉滤光片后，干涉现象消失答案：ABD6．(2017·江西七校联考)以下说法中正确的是( )A．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉E．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的解析：对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长λ越长的光越容易满足d≤λ，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以A项正确．白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，B项错．波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进水中，频率f不变，波速v变小，由v＝λf得，波长λ变小，所以C项错．检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以D项对．由光速不变原理知，E项正确．答案：ADE7．下面有关光纤及光纤通信说法正确的是( )A．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的折射率大B．光在光纤中传输利用了光的全反射原理C．光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线、可见光和紫外线，但红外线和紫外线属于不可见光，它们都不可用来传输信息D．光波和无线电波同属于电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，光波的波长比无线电波的波长长，它们在真空中传播的速度大小都约为3.0×108 m/sE．光纤通信的主要优点是容量大，此外，光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点解析：发生全反射的条件是，光必须从光密介质射向光疏介质，即从折射率大的介质射向折射率小的介质，且入射角大于临界角，当内芯的折射率比外套的折射率大时，光在界面上才能发生全反射，选项A、B正确；只要是光波，就能够在光导纤维中传播，不管是可见光还是不可见光，都可以用来传输信息，选项C错误；光波的频率比无线电波的频率高，光波的波长比无线电波的波长短，选项D错误；光纤通讯的特点是容量大、衰减小、抗干扰性强，选项E正确．答案：ABE8．(2017·贵州遵义联考)下列不属于光的衍射现象的是( )A．雨后天空出现的绚丽的彩虹B．阳光下肥皂膜上的彩色条纹C．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹D．眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹E．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹解析：雨后彩虹是阳光射到空中的水珠发生光的反射和折射而形成的，选项A正确；服皂膜上的彩色条纹是薄膜干涉现象，选项B正确；太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹属于光的折射现象，选项C正确；D、E均属于光的衍射现象．答案：ABC然后，接通电源使光源正常工作．已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示，图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图x2＝________；利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离由游标卡尺的读数规则可知x2＝15.0 mm＋1×0.02 mm＝中暗纹间的间隔为6个，1.16mm＝2.31 mm；0.20 mm×2.31 mm＝6.6×102 nm.700 mm(2)2.31 6.6×102所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源、②是滤光片、③是单缝、④是双缝、⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两亮条纹之间距离的是结果保留三位有效数字)．前提下，如果已经量得双缝的间距是0.30 mm，双缝和光屏之间的距离是．(结果保留三位有效数字)知相邻两亮条纹之间的距离与单缝和双缝之间的距离无关，大④和⑤之间的距离即是增大l，Δx增大，B正确；红光的波长大于绿光的波长，答案：(1)BC (2)②③(3)1.610 (4)5.37×10。