2021届高考物理一轮复习课后限时集训40光的波动性电磁波相对论含解析

2021届高考物理一轮复习课后限时集训40光的波动性电磁波相对论含解析

光的波动性　电磁波　相对论 建议用时：45分钟 ‎1．(多选)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，声波也能传递信息 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 AB　[电磁波可以传递信息，如电视信号；声波也可以传递信息，如人说话，故A正确；手机用电磁波传递信息，人说话发出声波，故B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C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D错误。]‎ ‎2．(多选)(2019·商丘四校联考改编)关于下列光学现象，说法中正确的是(　　)‎ 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 ABD　[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＝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＝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．(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．相对论与量子力学否定了经典力学理论 B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的 C．狭义相对论只适用于惯性参考系 D．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 BCD　[相对论并不否定经典力学，它是在一定条件下的特殊情形，故选项A错误；根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项B正确；根据狭义相对论的基本假设可知，选项C正确；根据光现象的成因知，选项D正确。]‎ 6‎ ‎4．下列说法正确的是(　　)‎ A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从紫光改为红光，则相邻亮条纹间距一定变小 B．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以增加透射光的强度 D．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 D　[由Δx＝λ，从紫光改为红光，则相邻亮条纹间距变大，选项A错误；受迫振动中驱动力频率和固有频率没有直接关系，故B错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度，并不增加透射光的强度，选项C错误。]‎ ‎5．(多选)光的偏振现象说明光是横波。下列现象中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 ABC　[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，选项A、B反映了光的偏振特性；选项C是偏振现象的应用；选项D是光的衍射现象，D项错误。]‎ ‎6．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1 Δx2(选填“>”“＝”或“<”)。若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为mm。‎ ‎[解析]　由公式Δx＝λ可知，Δx1＞Δx2。相邻亮条纹之间的距离为Δx＝ mm＝2.1 mm，双缝间的距离d＝，代入数据得d＝0.300 mm。‎ ‎[答案]　＞　0.300‎ ‎7．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。‎ 6‎ ‎(1)偏振片A的作用是 。‎ ‎(2)偏振现象证明了光是一种 。‎ ‎(3)(多选)以下说法正确的是 。‎ 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α D．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 ‎[解析](1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光。‎ ‎(2)偏振现象证明了光是一种横波。‎ ‎(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到达O。当在A、B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过了一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度。若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确。‎ ‎[答案](1)把自然光变成偏振光　(2)横波　(3)ACD ‎8．(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(　　)‎ 甲　　　　　　乙 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 AC　[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。]‎ ‎9．(多选)(2019·三亚模拟)下列说法正确的是(　　)‎ 6‎ 甲　　　　　乙　　　　　　丙 丁 A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度 B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出 C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小 D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的 AC　[甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v＝，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据Δx＝λ，选项C正确；丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误。]‎ ‎10.(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的 相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在 (选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹。‎ ‎(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距。‎ ‎[解析](1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗条纹。‎ 6‎ ‎(2)相邻的亮条纹的中心间距Δx＝λ 由题意知，亮条纹的数目n＝10‎ 则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L＝ 代入数据得L＝1.178×10－2 m。‎ ‎[答案](1)频率　C　(2)1.178×10－2 m ‎11．激光已经深入到我们生活的各个方面。某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。‎ ‎(1)如图所示，在水平面上方适当位置固定激光光源，使其发射与水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖，激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d＝ cm，MN＝b＝2 cm。根据以上信息，求该玻璃砖的折射率n；‎ ‎(2)为测量该激光的波长，将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄，宽度可忽略)，在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐，经测量得出5条亮条纹之间的距离为a，求该激光的波长。‎ ‎[解析](1)如图所示，设折射角所对的边的长度为x，激光入射角i＝90°－30°＝60°，由几何关系知 sin i＝，sin r＝，由折射定律n＝，联立并代入数据解得n＝。‎ ‎(2)5条亮条纹之间的距离为a，则相邻两条亮条纹之间的距离Δx＝ 由条纹间距公式Δx＝λ 联立解得λ＝。‎ ‎[答案](1)　(2) 6‎ 6‎