2020届高考物理专题 光的波动性、电磁波和相对论(包含答案)

光的波动性、电磁波和相对论1、“歼一20”隐形战斗机的横空出世,极大地增强了我国的国防力量。

其隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术,使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射,或被特殊涂料吸收,从而避过雷达的侦测。

已知目前雷达发射的电磁波频率在200MHz至1000MHz的范围内。

下列说法正确的是( )A.隐形战斗机具有“隐身”的功能,是巧妙地利用了雷达波的衍射能力B.雷达发射的电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.雷达发射的电磁波在真空中的波长在0.3m至1.5m之间D.雷达发射的电磁波可能是纵波,也可能是横波2、利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。

下列关于P处放置的光学元件说法正确的是（）A. 甲对应单缝，乙对应双缝B. 甲对应双缝，乙对应单缝C. 都是单缝，甲对应的缝宽较大D. 都是双缝，甲对应的双缝间距较大3、下列说法正确的是( )A.光学镜头上的增透膜是光的全反射的应用B.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C.在高速运行的航天器上看地球上的钟变快了D.当观察者向静止的声源远离时,接收到的声音的波长大于声源发出的波长4、下列几个光现象中,属于衍射现象的是( )A.水中的气泡看起来特别明亮B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带C.在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹D.通过两支铅笔夹成的狭缝观看亮着的日光灯出现彩色条纹5、2016年,科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化,这是引力波存在的直接证据。

关于激光,下列说法中正确的是( )A.激光是自然界中某种物质直接发光产生的,不是偏振光B.激光相干性好,任何两束激光都能发生干涉C.用激光照射不透明挡板上的小圆孔时,光屏上能观测到等间距的光环D.全息照片是利用激光的干涉记录下物体三维图像信息的6、从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带。

第41课光的波动性电磁波相对论1．光的波动性a．常见的光的干涉、衍射和偏振现象(1)(2018汇编，8分)下列光现象中，与光的干涉有关的是______，与光的衍射有关的是________，与光的偏振有关的是________。

A．水面上的油膜呈现彩色B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度C．泊松亮斑D．立体电影E．利用激光对文物进行全息照相F．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片G．将两支铅笔并排放置，其直缝与日光灯平行，通过直缝看到彩色条纹H．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清答案：ABE(3分)CGH(3分)DF(2分)解析：水面上的油膜呈现彩色，是因为油膜上下两个表面反射的光发生干涉形成的彩色条纹，属于薄膜干涉现象。

用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用的是薄膜干涉原理。

泊松亮斑是光照射不透光的圆盘，在适当的距离，影的正中心出现一个亮斑，属于光的衍射现象。

立体电影利用了光的偏振原理。

利用激光对文物进行全息照相利用了光的干涉原理。

拍摄玻璃橱窗内物品时，往往在镜头前加装一个偏振片是利用光的偏振原理，减弱反射光的强度，使照片更清晰。

将两支铅笔并排放置，其直缝与日光灯平行，通过直缝看到彩色条纹属于衍射现象。

刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清属于衍射现象。

故与光的干涉现象有关的是ABE，与光的衍射现象有关的是CGH，与光的偏振有关的是DF。

b．根据干涉和衍射条纹的特点识别相应的图像(2)(经典题，6分)如图所示为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样，则()A．图(a)为蓝光的衍射图样B．图(b)为红光的干涉图样C．图(c)为红光的衍射图样D．图(d)为蓝光的干涉图样答案：D解析：单缝衍射条纹是中间明亮且宽，越向两侧宽度越小，亮度越暗，可知题图(a)和题图(b)两图是衍射图样。

入射光的波长越长，中央条纹的宽度越宽，所以题图(a)为红光的单缝衍射图样，题图(b)为蓝光的单缝衍射图样，故A项、B项均错误。

2020届高考物理光的波动性、电磁波和相对论（含答案）1.在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有() A．改用红光作为入射光B．改用蓝光作为入射光C．增大双缝到屏的距离D．增大双缝之间的距离答案AC2.下列现象属于光的衍射的是()A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹答案B3.如图所示，让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。

这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是概率波答案B4.下列关于电磁波的说法正确的是()A．电磁波只能在真空中传播B．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案C5.在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动答案ACD6.光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是()A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象答案D7.(1)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象(2)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A．甲、丙B．乙、丙C．甲、丁D．乙、丁(3)如图，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里出现的应是______(填“明条纹”或“暗条纹”)。

课时作业47光的波动性电磁波相对论时间：45分钟1．用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为(B)解析：本题考查薄膜干涉．由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程之差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度．因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一条水平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B正确．2．(多选)下列说法正确的是(ABC)A．只有当障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多，甚至比光的波长还小时，才能产生明显的光的衍射现象B．光的衍射现象说明了光具有波动性C．用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，衍射现象越显著D．光的衍射现象和干涉现象否定了光的直线传播的结论E．在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的衍射现象解析：当障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小时，才能发生明显的衍射现象，故A正确；光的衍射现象说明了光具有波动性，故B正确；用单色平行光照射单缝，缝宽不变，照射光的波长越长，则衍射现象越显著，故C正确；光的衍射现象和干涉现象，说明了光具有波动性，但没有否定光的直线传播的结论，故D错误；在太阳光照射下，肥皂泡呈现彩色，这是光的干涉现象，故E错误．3．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(AD)A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．γ射线是波长最短的电磁波，且比X射线的频率高解析：X射线具有较强的穿透能力，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故A正确；电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，故B错误；紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，故C错误；γ射线波长最短，频率最高，故D正确．4．(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有(AC)A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：飞船上的人是以飞船为参考系，故地球是高速运动的，根据狭义相对论的运动延时效应，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，即飞船上的人观测到飞船上的钟较快，故A正确，B错误；地球上的人以地球为参考系，认为飞船高速运动，同样根据狭义相对论的运动延时效应，飞船上的钟较慢，故地球上的人观测到地球上的钟较快，故C正确，D错误．5．如图所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为(B)A.18λ B.14λ C.12λ D ．λ解析：红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线．在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(相当于增透膜)，当增透膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的14时，灯泡发出的红外线射到增透膜后，从增透膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果．故B 正确．6．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则( D )A ．中间条纹间距较两侧更宽B ．不同色光形成的条纹完全重合C ．双缝间距离越大条纹间距离也越大D ．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹解析：据干涉图样的特征可知，干涉条纹的特征是等间距且彼此平行的，故选项A 错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，故选项B错误；据公式Δx＝Ldλ可知，双缝间距d越大，干涉条纹间距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，屏上出现衍射条纹，仍为明暗相间的条纹，故选项D正确．7．如图所示，人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S，一束透射光都看不到，下列说法中正确的是(C)A．使A和B同时转过90°，能够看到透射光B．单使B转过90°的过程中，看到光先变亮再变暗C．单使B转过90°的过程中，看到光逐渐变亮D．单使A转动时，始终看不到透射光解析：原来人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏振片正好相互垂直，现在同时转过90°，依然看不到透射光，故A错误；单使B转过90°的过程中，看到光逐渐变亮，故B错误，C正确；单使A转动时，可以看到透射光，故D错误．8．(多选)下列说法正确的是(BCE)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：偏振光只可以是横波，不能是纵波，故A错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故B正确；光导纤维传输信号及医用纤维式内窥镜都是利用光的全反射原理，故C正确；用X射线透视人体是利用X光的穿透性，但在磁场中不能偏转，因其不带电，故D 错误．根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故E正确．9．如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样．现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是(D)解析：由干涉条纹可看出，a光的条纹间距大于b光，故根据Δx ＝ldλ可知，a光的波长大于b光，a光的频率小于b光，则a光的折射率小于b光；a光的临界角大于b光；A图中a、b两种光的位置颠倒了；B图中出射光应该和入射光平行；C、D图中首先发生全反射的应该是b光，所以选项D正确．10．物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是(C)A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合解析：无线电波的干涉与强弱无关，故A错误；导航利用了λ1与λ1的干涉、λ2与λ2的干涉，并不是λ1与λ2的干涉，故B错误；空间中λ1的干涉与λ2的干涉相互叠加，因为每种无线电波干涉后强弱分布稳定，故叠加后空间的强弱分布依旧稳定，故C正确；由于λ1与λ2不同，故各自在空间的强弱分布不完全重合，故D错误．11．(2019·山东统测)(多选)关于机械波与电磁波，下列说法正确的是(BDE)A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度E．机械波不但能传递能量，而且能传递信息，其传播方向就是能量或信息传递的方向解析：电磁波在真空中的传播速度都等于光速，与电磁波的频率无关，故A错误；衍射现象是波特有的现象，而偏振现象是横波特有的现象，电磁波也是一种横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故B 正确；在同一种介质中传播时，简谐机械波的传播速度相等，故C错误；光在介质中传播，频率越高，传播速度越小，紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，故D正确；机械波沿其传播方向既能传递能量，又能传递信息，故E正确．12．(2019·湖北华师一附中模拟)(多选)下列说法正确的是(ABD)A．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象B．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场E．狭义相对论认为真空中的光速与光的频率、光源的运动状态有关解析：因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，根据明显衍射的条件可知，声波比较容易产生衍射现象，故A正确；测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理，故B正确；用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，故C错误；麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场，故D正确；根据狭义相对论中光速不变原理，可知，在所有惯性参考系中光速是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关，故E错误．13．(2019·甘肃联考)(多选)如图所示，某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，以下说法正确的是(ABC)A．a光的频率比b光大B．a光在该介质中的传播速度比b光小C．光由介质射入空气时，a光的临界角比b光小D．a、b通过相同的单缝衍射实验装置，a光的衍射条纹较宽E．a、b通过相同的双缝干涉实验装置，a光的干涉条纹间距较大解析：介质对a光的偏折程度大，即n a>n b，所以a光频率大于b 光频率，选项A正确；根据n＝c v可知，a光在介质中的传播速度小，选项B正确；根据n＝1可知，a光临界角小，C正确；根据c＝λ·fsin C可知λa<λb，通过相同装置发生干涉或衍射时，b光的衍射条纹及干涉条纹间距较大，选项D、E错误．14．(多选)下列说法正确的是(BCE)A．在观看3D电影时，观众要戴上特制的眼镜，否则，银幕上的图像就模糊不清了，是利用了光的干涉原理B．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象C．通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象D．相对论认为，竖直向上高速运动的球，无论谁去观察，在水平方向上都会变扁E．光纤通信的原理是全反射，光纤通信具有容量大，衰减小，抗干扰性强等优点解析：3D电影是利用了光的偏振现象，故A错误；竖直向上高速运动的球在水平方向上没有变化，竖直方向上变扁了，D项错误；BCE说法正确．15．用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示，已知单缝与双缝间的距离L1＝100 mm，双缝与屏的距离L2＝700 mm，双缝间距d＝0.25 mm.用测量头来测量相邻亮条纹中心间的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心，如图乙所示．(1)某同学发现，多次实验中，条纹有竖直的，有水平的，也有倾斜的，出现这些问题的原因是单缝是竖直的，条纹就是竖直的；单缝是水平的，条纹就是水平的；单缝是倾斜的，条纹就是倾斜的．(2)当分划板的中心刻线对准第1个亮条纹的中心时读数x 1＝2.190 mm ，对准第4个亮条纹的中心时读数如图丙所示，其读数x 2＝A mm.A ．7.869B ．7.86C ．7.36D ．5.869(3)写出计算波长的表达式λ＝d L 2·x 2－x 13(用d 、L 1、L 2、x 1、x 2表示)，根据已知数据和(2)中测得的数据，求解得到的波长为676 nm.解析：(2)x 2＝7.869 mm.(3)由题意知Δx ＝x 2－x 14－1＝x 2－x 13 根据Δx ＝L d λ＝L 2d λ 得λ＝d L 2·x 2－x 13代入数据解得λ＝676 nm。