江苏专用2021版高考物理一轮复习课后限时集训41光的波动性电磁波

2021年高考物理一轮总复习光的粒子性光的波动性课时作业新人教版选修3-51．(13年江苏模拟)下列说法中正确的是( )A．光电效应现象说明光具有粒子性B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象D．运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越大2．(11年江苏高考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体规律的是( )ABCD3．关于光电效应的叙述，下列说法中正确的是( )A．光电流的强度与入射光的强度无关B．用频率相同的紫外线照射不同金属时产生的光电子的最大初动能相同C．某种光照射某金属时不产生光电效应，换用频率较小的光照射时可能产生光电效应D．某种光照射某金属时不产生光电效应，换用极限频率较小的金属时可能产生光电效应4．下列关于光的波粒二象性的论述中，正确的是( )A．爱因斯坦的光子说完全否定了光的电磁说B．光的波粒二象性说的是光与机械波和物质波粒子很相似C．大量光子的行为显示波动性，个别光子的行为显示粒子性D．随着电磁波频率的增大其波动性越不显著，粒子性越显著5．光电效应实验中，下列表述正确的是( )A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子6．用红光照射某一光电管发生光电效应时，测得光子的最大初动能为E1，光电流强度为I1；若改用光的强度与上述红光相同的紫光照射该光电管时，测得光电子的最大初动能为E2，光电流强度为I2，则( )A．E2＞E1，I2＜I1 B．E2＞E1，I2＝I1C．E2＞E1，I2＞I1 D．E2＜E1，I2＝I17．用波长为λ1和λ2的单色光1和2分别照射金属1和2的表面．单色光1照射金属1和2的表面时都有电子射出，单色光2照射金属1时有电子射出，照射金属2时没有电子射出．设金属1和2的逸出功分别为W1和W2，则有( )A．λ1>λ2, W1> W2 B．λ1>λ2, W1< W2C．λ1<λ2, W1> W2 D．λ1<λ2, W1< W28．(13年江苏模拟)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率υ的关系图象如图所示．则由图象可知第8题图A．该金属的逸出功等于hυ0B．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关C．若已知电子电量e，就可以求出普郎克常量hD．入射光的频率为2υ0时，产生的光电子的最大初动能为hν09．如图所示电路的全部接线及元件均完好．用光照射光电管的K极板，发现电流计无电流通过，可能的原因是( )第9题图A．A、 K间加的电压不够高B．电源正负极接反了C．照射光的频率不够高D．照射光的强度不够大10．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )第10题图A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能11．在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图象可求出( )第11题图A．该金属的逸出功B．该金属的极限频率C．单位时间内逸出的光电子数D．普朗克恒量12．太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能．如图所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．第12题图(1)在图上标出电源和电流表的正、负极．(2)入射光应照射在________极上．(3)若电流表读数是10μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．13．如图所示是使用光电管的原理图．当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．第13题图(1)当变阻器的滑动端P向__________滑动时(填“左”或“右”)，通过电流表的电流将会减小．(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为________(已知电子电荷量为e)．(3)如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将__________(填“增加”、“减小”或“不变”)．14．(13年江苏模拟)某光源能发出波长为0.6μm的可见光，用它照射某金属能发生光电效应，产生光电子的最大初动能为0.25eV，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3×108m/s.求：①上述可见光中每个光子的能量；②该金属的逸出功．课时作业(五十八) 光的粒子性光的波动性1.AB 【解析】光电效应说明了光具有粒子性，普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，AB正确；玻尔只解释了氢原子发光现象；宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越小，故CD错误．2.A 【解析】本题考查黑体辐射，由其规律可知，选项A正确．3.D 【解析】有光电子逸出时，光电流强度与入射光强度有关，入射光强度越大，光电流强度越大，可知A错误；不同金属的逸出功是不同的，用频率相同的紫外线得到光电子的最大初动能是不同的，可知B错误；某种光照射某金属时不产生光电效应，可知该光频率小于该金属极限频率，换用频率较高的光或极限频率较小的金属时，可能产生光电效应，可知选D.4.CD 【解析】爱因斯坦的光子说和光的电磁说是统一的，二者并不矛盾，因为电场和磁场都是物质存在的方式，电磁场也是物质，光波是电磁波，也是物质波或概率波，所以A不选；概率波和机械波是两回事，所以B不选；大量光子的宏观表现为波动现象，个别光子的行为体现随机运动的粒子性，所以C可选；因为电磁波的频率增大时，越来越不容易发生衍射，所以宏观上看，粒子性显著，D可选．本题的答案为CD.5.CD 【解析】光电流的大小与光照时间无关，A项错误；如果入射光的频率小于金属的极限频率，入射光再强也不会发生光电效应，B项错误；遏止电压U c，满足eU c＝hν－hν0，从表达式可知，遏止电压与入射光的频率有关，C项正确；只有当入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D项正确．6.A 【解析】红光光子的频率比紫光光子的频率小，因此红光的光子能量小，紫光的光子能量大，当红光和紫光的强度相同时，即单位时间内单位面积上照射的红光光子个数多，而照射的紫光的光子个数少，根据光电效应原理，红光照射时，产生的光电子数多，光电流的强度大，故I1＞I2.由于紫光光子能量大，同一光电管，逸出功W0相同，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋E k，得用紫光照射时，光电子的最大初动能大，E2＞E1.7.D 【解析】当光子能量大于逸出功时才有电子射出，由题意hν1＞hν2，则λ1＜λ2，因单色光2照射1时有电子射出，照射2时无电子射出，说明W2＞W1，D正确．8.ACD 【解析】由题图知，使光电效应发生的最低频率为ν0，由爱因斯坦光电效应方程知E K＝hυ－W0，A对；遏止电压是确定的，照射光只有大于截止频率时才会发生光电效应，B错；逃逸功W＝eU＝hυ0，普朗克常量h＝eUν0，C对；由爱因斯坦光电效应方程可知E k＝hν－W0，入射光频率为2ν0时E k＝2hν0－hν0＝hν0，D对；故选ACD.9.BC 【解析】如果入射光频率过低，不能发生光电效应；如果发生了光电效应现象，但是电源正负极接反了，电压高于遏止电压，电流表中也不会有电流，所以B、 C正确；电压不够高，光强不够大时，只会影响光电流大小，不会导致无电流通过，A、 D项错误．10.B 【解析】由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C 、 D 均错，只有B 项正确．11.ABD 【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0，任何一种金属的逸出功W 0一定，说明E k 随频率的变化而变化，且是线性关系(与y ＝ax ＋b 类似)，直线在纵轴上的截距表示逸出功，直线的斜率等于普朗克恒量，直线与横轴的截距OA 表示E k ＝0时的频率ν0，即为金属的极限频率．故选ABD.12.(1)电源左边为正极，右边为负极 电流表是上正下负 (2)B (3)6.25×1013【解析】 (1)其工作原理是在光的作用下，有光电子逸出，而逸出的光电子在电场的作用下向另一端运动，从而使整个电路连通，故易得电源左边是正极，右边为负极，电流表上正下负．(2)由其工作原理易知B 处是光照射的地方．(3)由I ＝q t ＝ne t 得n ＝It e＝6.25×1013个． 13．(1)右 (2)eU (3)不变 【解析】 (1)电流减小，光电子克服电场力做功增大，故P 向右移动．(2)没有光电子到达K 极板则满足eU ＝E K .(3)由公式E K ＝hν－W 知E K 与光强无关，故光电子最大被动能不变．14.①2.07 eV ②1.82 eV【解析】 ①上述可见光中每个光子的能量E ＝hc/λ＝6.63×10－34 J ·s ×3×108 m/s÷0.6 μm ＝3.315×10－29 J ＝2.07 eV ；②由爱因斯坦光电效应方程，E k ＝hc/λ＋W ，解得该金属的逸出功W ＝1.82 eV.(E21968 55D0 嗐 28750 704E 灎22415 578F 垏21244 52FC 勼28666 6FFA 濺Y20629 5095 傕26071 65D7 旗<38404 9604 阄39744 9B40 魀30898 78B2 碲。

第4讲光的波动性电磁波和相对论一、光的干涉、衍射和偏振1．光的干涉(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹．2．光的衍射发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．3．光的偏振(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．(3)偏振光的形成①让自然光通过偏振片形成偏振光．②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．(4)光的偏振现象说明光是一种横波．二、电磁波和相对论1．电磁场、电磁波、电磁波谱(1)麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场．①电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波．②电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)．③不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小． ④v ＝λf ，f 是电磁波的频率． (3)电磁波的发射①发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)． ②调制方式a ．调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．b ．调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变． (4)无线电波的接收①当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路．③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．(5)电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱． 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线． 2．相对论(1)狭义相对论的两个基本假设①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系． (2)质速关系①物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系： m ＝m 01－(vc)2.②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m 0.用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2.1．判断下列说法是否正确．(1)光的颜色由光的频率决定．(√)(2)只有频率相同的两列光波才有可能产生稳定的干涉．(√)(3)在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×)(4)阳光下茂密的树荫中地面上圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)(5)自然光是偏振光．(×)(6)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场．(×)(7)无线电波不能发生干涉和衍射现象．(×)(8)波长不同的电磁波在本质上完全不同．(×)(9)真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的．(×)2．下列属于光的干涉现象的是()答案BC解析图A属于单缝衍射，图B属于薄膜干涉，图C属于薄膜干涉，图D属于白光的色散，故属于光的干涉现象的是B、C.3．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()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射线波长相同答案 B解析电磁波和声波都能传递信息，比如人们之间的语言交流，选项A错误；太阳光中的可见光属于电磁波，而“B超”中的超声波属于机械波，它们的传播速度不同，选项C错误；遥控器发出的红外线波长比X射线波长大得多，选项D错误，正确选项为B.4．关于狭义相对论的说法，不正确的是()A．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B．狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D．狭义相对论在任何情况下都适用答案 D解析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，选项A正确；狭义相对论认为在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c(光速不变原理)，与光源的运动无关，选项B正确；狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系，故选项C正确，D错误.命题点一光的干涉现象1．双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同．(2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx＝ldλ.(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹．2．亮暗条纹的判断方法(1)如图1所示，光源S1、S2发出的光到屏上某点的路程差r2－r1＝kλ(k＝0,1,2…)时，光屏上出现亮条纹．图1(2)光的路程差r 2－r 1＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2…)时，光屏上出现暗条纹．3．条纹间距：Δx ＝ld λ，其中l 是双缝到光屏的距离，d 是双缝间的距离，λ是光波的波长．4．薄膜干涉(1)形成：如图2所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加．图2(2)亮、暗条纹的判断①在P 1、P 2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr 等于波长的整数倍，即Δr ＝nλ(n ＝1,2,3…)，薄膜上出现亮条纹．②在Q 处，两列反射回来的光波的路程差Δr 等于半波长的奇数倍，即Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2,3…)，薄膜上出现暗条纹． (3)薄膜干涉的应用干涉法检查平面如图3所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲．图3例1 如图4所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6 m ，今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条纹？图4(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7 m ；(2)已知B 光在某种介质中波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)；(3)若用A 光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象． 答案 (1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)见解析解析 (1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝c v ＝λ1λ2得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m根据路程差Δx ＝2.1×10－6 m所以N 1＝Δx λ1＝2.1×10－6m6×10－7 m＝3.5 由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差Δx 是波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹． (2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n 得n ＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空气中波长λ3为 λ3＝nλ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m所以N 2＝Δx λ3＝2.1×10－6m5.25×10－7 m＝4可见，用B 光做光源，P 点为亮条纹．(3)光屏上仍出现明暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗．1．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图5甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示，干涉条纹有如下特点：图5(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲的装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹()A．变疏B．变密C．不变D．消失答案 A解析如图所示，若抽去一张纸片，则三角截面空气层的倾角变小，则干涉条纹变疏，A正确．2．一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D．上述说法都不正确答案 A解析白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，A正确．命题点二光的衍射和偏振现象1．对光的衍射的理解(1)干涉和衍射是波的特征，波长越长，干涉和衍射现象越明显．在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别．(2)衍射现象说明“光沿直线传播”只是一种特殊情况，只有在光的波长比障碍物小得多时，光才可以看做是沿直线传播的． 2．单缝衍射与双缝干涉的比较3.光的干涉和衍射的本质光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的． 4．光的偏振(1)自然光与偏振光的比较(2)偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等． 例2 如图6所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( )图6A ．红黄蓝紫B ．红紫蓝黄C ．蓝紫红黄D ．蓝黄红紫答案 B解析双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．双缝干涉条纹的宽度(即相邻亮、暗条纹间距)Δx＝ldλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应于红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，2、4分别对应于紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法1．根据条纹的宽度区分：双缝干涉条纹的宽度相同，而单缝衍射的条纹中央亮条纹最宽，两侧的亮条纹逐渐变窄．2．根据条纹的间距区分：双缝干涉条纹的间距是相等的，而单缝衍射的条纹越向两侧条纹间距越窄．3．根据亮条纹的亮度区分：双缝干涉条纹，从中央亮条纹往两侧亮度变化很小，而单缝衍射条纹中央亮条纹最亮，两侧的亮条纹逐渐变暗．3．奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图7所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．图7(1)偏振片A的作用是___________________________________________________．(2)偏振现象证明了光是一种________．(3)以下说法中正确的是()A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)ACD4．让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直至完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现()A．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失B．由大变小的三角形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失C．由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失D．由大变小的三角形光斑、圆形光斑、明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失答案 D解析当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏上首先出现的是三角形光斑，之后随着孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑，随着孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现明暗相间的彩色条纹，最后随孔的闭合而全部消失，所以只有D正确．命题点三电磁波与相对论1．对麦克斯韦电磁场理论的理解2．对电磁波的理解(1)电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图8所示．图8(2)电磁波与机械波的比较例3(2016·全国Ⅱ·34(1))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答案ABC解析电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误；电磁振荡停止后，电磁波仍会在介质或真空中继续传播，E错误．5．(2016·北京理综·14)下列说法正确的是()A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播答案 A6．(2016·天津理综·1)如图9所示，我国成图9功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m 范围内，则对该无线电波的判断正确的是( )A ．米波的频率比厘米波频率高B ．和机械波一样须靠介质传播C ．同光波一样会发生反射现象D ．不可能产生干涉和衍射现象答案 C解析 根据f ＝v λ可知，电磁波的波长越大，频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，选项A 错误；无线电波的传播不需要介质，选项B 错误；无线电波同光波一样会发生反射现象，选项C 正确；干涉和衍射是波特有的现象，故无线电波也能发生干涉和衍射现象，选项D 错误．7．如图10所示，两艘飞船A 、B 沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v (v 接近光速c )．地面上测得它们相距为L ，则A 测得两飞船间的距离________(选填“大于”、“等于”或“小于”)L .当B 向A 发出一光信号，A 测得该信号的速度为________．图10答案 大于 c (或光速)解析 狭义相对论的两个基本原理之一就是光速不变原理，因此A 测得信号的速度仍等于c 或光速，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B 相对A 是静止，没有尺缩效应现象，则A 测得两飞船距离应大于L .题组1 对干涉现象的理解1．关于光学镜头增透膜，以下说法中正确的是( )A ．增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度B ．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的14C ．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的14D ．因为增透膜的厚度一般适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色E ．涂有增透膜的镜头，进入的光线全部相互抵消，因此这种镜头的成像效果较好 答案 ACD2.把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图1所示．这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是( )图1A ．干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B ．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C ．将上玻璃板平行上移，条纹逆向劈尖移动D ．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧答案 A题组2 衍射和偏振现象3．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A ．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹答案 D解析在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．4.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图2所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是()图2A．这里应用的是光的衍射现象B．这里应用的是光的干涉现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细答案AD解析由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距就大，A、D对．5.如图3所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的________(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的________(填“波动说”“微粒说”或“光子说”)．图3答案 衍射 波动说解析 圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，一定不是光的直线传播现象造成的，是光在传播过程中绕过障碍物形成的现象，属于光的衍射，衍射是波的特性，所以这一实验支持了光的波动说．题组3 电磁波和相对论6．一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，他以0.6c (c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是( )A ．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB ．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC ．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD ．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c答案 B解析 飞船上的观测者测得飞船的长度不变，仍为30 m ，由l ＝l 01－(v c)2<l 0可知，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m ，A 错，B 对；由光速不变原理可知，C 、D 错误．7．关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )A ．稳定的电场产生稳定的磁场B ．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C ．变化的电场产生的磁场一定是变化的D ．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的答案 D解析 麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D 项．8．关于电磁波及其应用，下列说法正确的是( )A ．麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在B ．电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象C ．电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程D ．微波能使食物中的水分子的热运动加剧从而实现加热的目的答案 BD9．以下说法正确的是()A．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关B．光的偏振现象说明光是一种纵波C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽D．赫兹用实验证实了电磁波的存在答案ACD解析相对论认为时间和空间与物质的运动状态是相联系的，与物质的运动状态有关，故A正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故B错误；由Δx＝ldλ知入射光由绿光变红光，则条纹间距将变宽，C正确；麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D正确；故选A、C、D.10．以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是()A．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偏振B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D．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答案BD解析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，A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应，C错误；根据相对性原理，在所有惯性系中，物理定律有相同的表达形式，即一切物理规律都是相同的，故D正确．。

课后限时集训42光电效应　波粒二象性建议用时：45分钟1．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则( )A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc C．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍AB　[该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金属材料的性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，将W0＝hνc代入可知B正确，D错误。

]2．(2019·河南中原名校联考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )A BC DB　[根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，则各种频率的辐射强度也都增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动，分析图象，只有B项符合黑体辐射实验规律，故B项正确。

]3．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A．波长B．频率C ．能量D ．动量A [由爱因斯坦光电效应方程hν＝W 0＋mv ，又由W 0＝hν0，可得光电子的最大初动122m 能mv ＝hν－hν0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大122m 初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，选项B 、C 、D 错误；又由c ＝λν可知光电子频率较小时，波长较大，选项A 正确。

]4．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则 ( )A ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C ．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D ．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了A [光的频率不变，表示光子能量不变，光的强度减弱，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A 正确。

2021版高考物理一轮复习第十五章机械振动与机械波光电磁波与相对论课后分级演练41光的波动性电磁波相对论简介【A级——基础练】1．下列现象中，属于光的衍射的是( )A．雨后天空显现彩虹B．通过一个狭缝观看日光灯可看到彩色条纹C．海市蜃楼现象D．日光照耀在肥皂膜上显现彩色条纹解析：B 彩虹是光的色散现象，海市蜃楼是光的折射、全反射现象，肥皂膜上显现彩色条纹是薄膜干涉现象，A、C、D错误．通过狭缝观看日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，B正确．2．一束白光在真空中通过双缝后在屏上观看到的干涉条纹，除中央白色亮条纹外，两侧还有彩色条纹，其缘故是( )A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C．各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D．上述说法都不正确解析：A 白光包含各种颜色的光，它们的波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，因此在中央亮条纹两侧显现彩色条纹，故A正确．3．关于光的衍射的定性分析，下列说法中不正确是( )A．只有障碍物或孔的尺寸能够跟光波波长相比至比光的波长还要小的时候，才能明显地产光的衍射现象B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论D．光的衍射现象说明了光具有波动性解析：C 光的干涉和衍射现象说明了光具有波动性，小孔成像说明了光沿直线传播，而要显现小孔成像现象，孔不能太小，可见，光的直线传播规律只是近似的，只有在光波波长比障碍物小得多的情形下，光才能够看做是沿直线传播的，因此光的衍射现象和直线传播并不矛盾，它们是在不同条件下显现的两种光现象，单缝衍射实验中单缝光源能够看成是无限多个光源排列而成，因此光的衍射现象也是光波相互叠加的结果．4.如图所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照耀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缘故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)，这种膜能排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( ) A.18λ B.14λ C.12λ D ．λ解析：B 红外线最显著的特点之一确实是热效应，当光照耀物体时，一样都相伴着大量的红外线．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，达到冷光成效．5.(多选)(2021·长沙模拟)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观看到了光的干涉现象．如图为实验装置简图，M 为竖直线状光源，N 和O 均为有狭缝的遮光屏，P 为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是( )A ．N 应选用遮光屏1B ．N 应选用遮光屏3C ．O 应选用遮光屏2D ．O 应选用遮光屏4解析：AC 先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，则N 应选用遮光屏1，O 应选用遮光屏2；故A 、C 正确，B 、D 错误．6. (2021·宜宾二诊)如图所示，光源S 从水面下向空气斜射一束复色光，在A 点分成a 、b 两束，则下列说法正确的是( )A ．在水中a 光折射率大于b 光B ．在水中a 光的速度大于b 光C ．a 、b 光由水中射向空气发生全反射时，a 光的临界角较小D ．分别用a 、b 光在同一装置上做双缝干涉实验，a 光产生的干涉条纹间距小于b 光 解析：B 由题意可知，两光束的入射角i 相同，折射角r a <r b ，依照折射定律得到，折射率n a <n b ，故A 错误；由公式v ＝c n，分析得知，在水中a 光的速度比b 光的速度大，故B正确；a 光的折射率小，依照临界角公式sin C ＝1n，可知a 光的临界角较大，故C 错误；折射角r a <r b ，频率f a <f b ，波长λa >λb ，依照公式Δx ＝l d λ，则知a 光的干涉条纹间距大于b 光的，故D 错误．7．(2021·绵阳三诊)下列说法正确的是( )A ．水面上的油膜在太阳光照耀下出现彩色，是光的干涉现象B ．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C ．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距小D ．观看者向频率一定的静止声源靠近时，接收到声波的频率与声源频率相同解析：A 水面上的油膜出现彩色是光的薄膜干涉现象，故A 正确；紫外线具有杀菌作用，不是因为紫外线有较强的热效应，故B 错误；红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，依照公式Δx ＝l dλ可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大，故C 错误；观看者向静止的声源靠近时，产生多普勒效应，且观看者接收到的频率大于声源的频率，故D 错误．8．(多选)(2021·洛阳孟津一高检测)下列说法正确的是( )A ．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理B ．紫外线比红外线更容易发生衍射现象C ．通过同一双缝所得的干涉条纹，红光比绿光条纹宽度大D ．光的色散现象差不多上由于光的干涉现象引起的E ．光的偏振现象说明光是一种横波解析：ACE 光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，故A 正确；紫外线的波长比红外线短，不容易发生衍射现象，故B 错误；同一双缝所得的干涉条纹，因红光的波长比绿光长，则干涉条纹宽度大，故C 正确；色散现象能够由光的干涉或折射现象引起，故D 错误；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E 正确．9．(多选)(2021·六安一中模拟)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 ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B ．用三棱镜观看白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C ．用透亮的标准平面样板检查光学平面的平坦程度是利用光的偏振现象D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄 解析：AD 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故A 正确；用三棱镜观看白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成的色散现象，故B 错误；检查光学平面的平坦程度是利用光的干涉现象，故C 错误；绿光的波长比红光的短，干涉条纹的间距与波长成正比，因此仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄，故D 正确．10.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( )解析：D 由干涉条纹可看出，a 光的条纹间距大于b 光，故依照Δx ＝l dλ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 图中第一发生全反射的应该是b 光，因此选项D 正确．【B 级——提升练】11．(多选)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平均的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观看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平均变化的D ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是平均变化的解析：AC 由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，因此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．由于凸透镜的下表面是圆弧面，因此形成的薄膜厚度不是平均变化的，形成不等间距的干涉条纹，故C 正确，D 错．12.(多选)如图所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆管内，有一直径略小于管口径的带正电的小球，正以速率v 0沿逆时针方向匀速转动．若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B 随时刻成正比例增大的变化磁场，设小球运动过程中的电荷量保持不变，那么( )A ．小球对玻璃圆管的压力不断增大B ．小球受到的磁场力不断增大C ．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时刻后，沿顺时针方向做加速运动D ．磁场力对小球一直不做功解析：CD 因为玻璃圆管所在处有平均变化的磁场，在周围空间产生稳固的涡旋电场，由楞次定律可判定电场方向为顺时针，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时刻后，沿顺时针方向做加速运动，选项C 正确；小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力：玻璃圆管的弹力N 和磁场的洛伦兹力f ，而且两个力的合力始终提供向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力和洛伦兹力不一定始终在增大，选项A 、B 错误；洛伦兹力始终和小球的运动方向垂直，因此洛伦兹力不做功，选项D 正确．13．一艘太空飞船静止时的长度为30 m ，它以0.6c (c 为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是( )A ．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB ．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC ．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD ．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c解析：B 飞船上的观测者相对飞船是静止的，测得飞船长度为静止长度30 m ，A 错误．地球上的观测者相对飞船的速度为0.6c ，测得飞船的长度l ＝l 01－v /c 2＝0.8l 0＝24 m ，B 正确．由光速不变原理知光信号的速度与参考系无关，C 、D 皆错误．14.(多选)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉原理测定矿泉水的折射率．方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如图所示，特制容器未画出，通过比对填充后的干涉条纹间距x 2和填充前的干涉条纹间距x 1就能够运算出该矿泉水的折射率．则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)( )A ．x 2<x 1B ．x 2>x 1C ．该矿泉水的折射率为x 1x 2 D ．该矿泉水的折射率为x 2x 1解析：AC 把空气换成矿泉水后，依照v ＝λf 可知，入射光的频率f 不变，光在介质中的传播速度减小，波长减小．依照干涉的条纹间距公式Δx ＝L d λ可知，对同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，即x 2<x 1，因n ＝c v ＝λ1λ2，易得该矿泉水的折射率为x 1x 2，A 、C 正确．15．下面列出一些医疗器械的名称和这些器械应用的物理原理，请将相应的字母填写在应用这种原理的医疗器械后面的空格上．(1)X 光机，________.(2)紫外线灯，________.(3)理疗医用“神灯”照耀伤口，可使伤口愈合得较好，那个地点的“神灯”是利用________．A．光的全反射B．紫外线具有专门强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线有专门强的穿透力E．红外线具有显著的热效应F．红外线波长较长，易发生衍射解析：(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的损害，因此采纳了穿透能力比较强又可不能给人体造成太大损害的X射线，故选D.(2)紫外线灯要紧是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选C.(3)“神灯”又称红外线灯，要紧是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择E.答案：(1)D (2)C (3)E。

专题十三波粒二象性、原子物理备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容波粒二象性1.知道光是一种电磁波。

知道光的能量是不连续的。

初步了解微观世界的量子化特征。

2.了解光电效应现象。

知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。

3.知道实物粒子具有波动性。

由近几年考情分析可见,本专题考查知识面较广,主要考查点有光电效应、波粒二象性、核能计算、衰变问题、原子模型、核反应方程等等,光电效应和核能计算为考查的热点。

考查题型有填空、选择、计算,难度中等偏易。

主要考查考生的科学推理素养。

对本专题的复习,一定要全面掌握,不留盲点。

由于知识点较多,所以复习时要抓住知识间的逻辑关系,提高复习的效率。

如由光电效应方程延伸出的光电效应的各种相关问题;由原子能级图引申出的玻尔原子模型的各种应用;应用质能方程和能量守恒定律解决核能的相关问题等等。

本专题中各类图像较多,要时刻不忘使用数形结合理解和分析图像问题的核心思想。

原子结构模型1.知道原子的核式结构模型。

通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。

2.了解原子核的组成和核力的性质。

知道四种基本相互作用。

能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

放射性元素的衰变、核反应1.了解放射性和原子核衰变。

知道半衰期及其统计意义。

了解放射性同位素的应用,知道射线的危害与防护。

2.认识原子核的结合能,了解核裂变反应和核聚变反应。

【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一波粒二象性1.[2018江苏宿迁期中,12B(1)](多选)物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝,实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只出现一些不规则的点子;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹。

对这个实验结果有下列认识,正确的是()A.曝光时间不长时,出现不规则的点子,表现出光的波动性B.单个光子通过双缝后的落点无法预测C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性1.答案BC2.(2020届江苏宿迁月考,4)(多选)对光的认识,以下说法中正确的是()A.个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波动性B.高频光是粒子,低频光是波。

光的波动性 电磁波建议用时：45分钟1．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A ．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波B ．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同C ．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X 射线波长相同D ．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变小A [手机用电磁波传递信息，人说话发出声波，故A 正确；太阳光中的可见光是电磁波，在真空中的传播速度约为3×108 m/s ，“B 超”中的超声波是声波，常温下，在空气中的速度大约为340 m/s ，故B 错误；遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X 射线频率不同，波速相同，根据c ＝λf 可知波长不同，故C 错误；由v ＝c n 知电磁波进入水中速度变小，而声波由空气进入水中的速度变大，D 错误。

]2．(2019·商丘四校联考)关于下列光学现象，说法中不正确的是( )A ．电磁波和其他可见光一样，也能产生衍射现象B ．水中蓝光的传播速度比红光的慢C ．光的偏振现象说明光是纵波D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽C [一切波都有干涉、衍射现象，电磁波也是波，因此电磁波和其他可见光一样均具有干涉、衍射等现象，故A 正确；蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v ＝c n 知，水中蓝光的传播速度比红光慢，故B 正确；光的偏振现象说明光是横波，故C 错误；由于红光的波长大于蓝光的波长，根据条纹间距等于Δx ＝l d λ，故在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽，故D 正确。

]3．一个LC 振荡电路中，线圈的自感系数为L ，电容器电容为C ，从电容器上电压达到最大值U m 开始计时，则不正确的是( )A ．至少经过πLC ，磁场能达到最大B ．至少经过π2LC ，磁场能达到最大 C ．在π2LC 时间内，电路中的平均电流是2U m πC LD ．在π2LC 时间内，电容器放电电荷量为CU mA [LC 振荡电路周期T ＝2πLC ，电容器电压最大时，开始放电，经12πLC 时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，故A 错误，B 正确；因为Q ＝C ·U ，所以电容器放电荷量Q ＝CU m ，由I ＝q t ，所以I －＝CU m12πLC ，解得I －＝2U m πC L，则C 、D 均正确。

[学生用书P407(单独成册)](建议用时：40分钟)一、选择题1．(2020·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，A 正确；光在同一种均匀介质中沿直线传播，B错误；用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射，C正确；根据条纹间距表达式Δx＝lλ可知，因为绿光的波长大于蓝光，故让蓝光d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，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，E错误．2．(2020·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，A错误；照相机的镜头上的增透膜是光的干涉现象，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，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．(2020·安徽屯溪一中模拟)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本身的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＝Lλ，因为红d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．(2018·高考北京卷)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色解析：选D.在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只透过红光，屏上出现红光(单色光)的干涉条纹，故A、B、C错误，D正确．5．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.6．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．2.06×10－4 mC．1.68×10－4 m D．1.68×10－3 m解析：选C.在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx、双缝间距d与双缝到屏的距离L间的关系为Δx＝Ld λ，则双缝间距d＝LλΔx＝1.00×589×10－90.350×10－2m≈1.68×10－4 m.7．(2020·福建龙岩调研)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A．a、b是光的干涉图样B．c、d是光的干涉图样C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短解析：选A.干涉条纹是等距离的条纹，因此，a、b图是干涉图样，c、d图是衍射图样，故A正确，B错误；由公式Δx＝ldλ可知，条纹宽的入射光的波长长，所以a图样的光的波长比b图样的光的波长长，故C错误；c图样的光的波长比d图样的光的波长长，故D错误．8．电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是()A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同解析：选C.干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，A错误；常用的遥控器是通过发出红外线来遥控电视机的，B错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的速度，C正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，D错误．9．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小解析：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小，故E正确．10.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S1和S2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S1和S2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＝lλ可知，C、E正确．d11．如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是()A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角解析：选D.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，则a光的波长比b光长，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故A错误；用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是不均匀的，中央宽两边窄，故B错误；在水中，a光的折射可得，a光的临界率小于b光的折射率，所以a光的速度大于b光的速度，由公式sin C＝1n角大于b光的临界角，故C错误，D正确．二、非选择题12．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 ＝L dλ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 正确，B 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13．(2018·高考江苏卷)两束单色光A 、B 的波长分别为λA 、λB ，且λA >λB ，则________(选填“A ”或“B ”)在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到________(选填“A ”或“B ”)产生的条纹间距较大．解析：波长较大的单色光频率较低，而同种介质对频率较低的A 光折射率较小；由sin C ＝1n 可知，A 光的临界角较大；由Δx ＝l dλ可知，波长较大的A 光发生双缝干涉时，相邻条纹间距较大．答案：A A14．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差为0.6 μm ，若分别用频率为f 1＝5.0×1014Hz 和f 2＝7.5×1014Hz 的单色光垂直照射双缝，试分析判断P 点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P 点的路程差Δr ＝S 2S 2′，当Δr 等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在P点互相抵消，P点出现暗条纹．频率为f1的单色光波长λ1＝cf1＝3×1085.0×1014m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm频率为f2的单色光波长λ2＝cf2＝3×1087.5×1014m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm可见Δr＝λ1，Δr＝32λ2可见，用频率为f1的单色光照射时，P点出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，P点出现暗条纹，且为第二条暗条纹．答案：见解析。

高考物理一轮复习题型突破练选修3:光的波动性电磁波相对论考点一光的干涉双缝干涉【典例1】(2019·全国卷Ⅱ)某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。

实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

回答下列问题：(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_________；A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(2)若双缝的间距为d,屏与双缝间的距离为l,测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δy,则单色光的波长λ=__________;(3)某次测量时,选用的双缝的间距为0.300 mm,测得屏与双缝间的距离为1.20 m,第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm。

则所测单色光的波长为__________nm(结果保留3位有效数字)。

【通型通法】1.题型特征:光的干涉。

2.思维导引:(1)明确影响条纹间距的因素l、d、λ。

(2)由题给的条件对照Δy=λ,确定光波波长。

【解析】(1)选B。

Δy=λ,因Δy越小,目镜中观察到的条纹数越多,将单缝向双缝靠近,对条纹个数无影响,A错误;如l减小,则条纹个数增多,B正确,C错误;若d减小,则条纹个数减少,D 错误。

(2)相邻两条暗条纹之间的距离是Δy0=,由公式得Δy0=λ,所以λ=。

(3)把各数据代入波长公式,有:λ=m=6.30×10-7 m=630 nm。

答案:(1)B (2)(3)630薄膜干涉【典例2】关于薄膜干涉，下列说法中正确的是( )A.只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象B.只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象C.厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹D.观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧【通型通法】1.题型特征：光的薄膜干涉。

2.思维导引：(1)薄膜干涉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。