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1、1第第 4 4 课时课时 光的波动性光的波动性 电磁波电磁波 相对论相对论1.(2018广东仲元中学期中)现代通信技术是电磁波最辉煌的应用成果之一,从理论上预言 电磁波的存在以及第一次从实验上验证电磁波存在的科学家分别是( B ) A.法拉第和爱迪生 B.麦克斯韦和赫兹 C.奥斯特和贝尔 D.法拉第和赫兹 解析:麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹证实了电磁波的存在,所以 B 正确;A,C,D 错误. 2.(多选)下列说法正确的是( BCE ) A.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象 B.全息照相利用了激光相干性好的特性 C.光的偏振现象说明光是横波 D.X 射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象
2、E.刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象 解析:光导纤维传输信号是利用光的全反射现象;全息照相利用了激光相干性好的特性;光的 偏振现象说明光是横波;X 射线比无线电波波长短,不容易发生干涉和衍射现象;刮胡须刀片 的影子边模糊不清是光的衍射现象. 3.(多选)下列说法正确的是( CDE ) A.只有横波才能产生干涉和衍射现象 B.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波 C.泊松亮斑支持了光的波动说 D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是 绿光 E.用同一实验装置观察,光的波长越大,光的双缝干涉条纹间距就 越大 解析:一切波都有干涉
3、和衍射现象,选项 A 错误;由麦克斯韦电磁场理论知,均匀变化的磁场 产生恒定的电场,不能形成电磁波,选项 B 错误;泊松亮斑支持了光的波动说,选项 C 正确;红 光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时,由临界角 C 满足 sin C=可知水面上最先消失的是绿光,选项 D 正确;用同一实验装置观察,由 x= 可知,在L,d 不变情况下,光的波长越大,光的双缝干涉条纹间距就越大,选项 E 正确. 4.(2018安徽屯溪月考)(多选)下列说法正确的是( BDE ) 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
4、,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: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,是油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 x= ,因为红光的波长比蓝光的波长2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;偏振是横 波区别于其他纵波的一个最明显的标志,光的偏振现象说明光是一种
5、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上一切物理规律都是相同的,故 E 正确. 5.(多选)在以下各种说法中,正确的是( BDE ) A.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场 B.相对论认为真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的 C.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 D.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 E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光 波波长长,这说明该星系正在远离地球 解析:均匀变化的电场产生稳定的磁场,均匀变化的磁场产
6、生稳定的电场,选项 A 错误;相对 论认为光速与惯性参考系无关,选项 B 正确;质点并不随波迁移,选项 C 错误;机械波和电磁 波本质不同,但均能产生反射、折射、干涉和衍射等现象,选项 D 正确;若测得遥远星系上某 些元素发出的光波波长比地球上静止的该元素发出的光波波长要长,表明接收到的频率变低,故 这些星系正远离地球,选项 E 正确. 6.(2018湖南长郡中学摸底)(多选)下列说法中正确的是( CDE ) A.光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的小 B.在光的双缝干涉实验中,若入射光为白光,则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹,中央 为暗条纹 C.在障碍物的尺寸比光的波长大得多的
7、情况下,衍射现象不明显 D.一束阳光通过三棱镜形成彩色光带,表明光是各种色光组成的复 合光 E.电磁波具有偏振现象 解析:光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大,才可能发生光的全反射现象, 故 A 错误;在光的双缝干涉实验中,若入射光为白光,则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条 纹,中央为亮条纹,因为各色光都在该点加强,故选项 B 错误;光传播时,若遇到的障碍物的尺 寸比光的波长小得多将发生明显的衍射现象,故 C 正确;太阳光是一种复色光,所以我们可以 通过三棱镜将其分解为七种颜色的色光,说明光是由各种色光组成的,则该现象称为光的色 散,故 D 正确;电磁波是横波,故电磁波具有偏振现象
8、,故 E 正确. 7.(2018海南文昌中学期中)矿井中的瓦斯对人危害极大,某同学查资料得知含有瓦斯的气 体的折射率大于干净空气的折射率,于是他根据双缝干涉的原理设计了一个监测仪.如图所 示,在双缝与光屏之间放置两个完全相同的透明容器 A,B,其中 A 与干净空气相通,B 与矿井 中的气体相通,用单色光照射该装置,在屏上形成干涉图样.观察屏上的干涉条纹,如果屏上 条纹位置发生改变,说明 B 中气体( A )A.一定含瓦斯 B.一定不含瓦斯 C.不一定含瓦斯 D.无法判定 解析:如果屏上条纹位置发生改变,说明从双缝到屏的路程差发生了变化,由于含有瓦斯的气 体折射率较大,光通过时光速变小,波长变大
9、,会引起两束光到光屏上某点的路程差变化,使 条纹位置发生变化,所以 B 中气体一定含瓦斯.38.(2018四川遂宁监测)某同学自己动手利用如图所示器材,观察光的干涉现象.其中,A 为 单缝屏,B 为双缝屏,C 为像屏.当他用一束阳光照射到 A 上时,屏 C 上并没有出现干涉条纹. 他移走 B 后,C 上出现一窄亮斑.分析实验失败的原因,最大的可能是( B )A.单缝 S 太窄 B.单缝 S 太宽 C.S 到 S1和 S2距离不等 D.阳光不能作光源 解析:双缝干涉中单缝的作用是获得线光源,这里观察不到光的干涉现象可能是由于单缝太 宽,不能获得线光源,不满足相干条件.故 B 正确. 9.(201
10、8江西奉新一中月考)用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍 射图形,它们的特征是( A ) A.中央均为亮点的同心圆形条纹 B.中央均为暗点的同心圆形条纹 C.用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的 D.用小圆盘时中央是亮的,用小圆孔时中央是暗的 解析:圆孔衍射实验图样,与单色光通过小圆盘得到的泊松亮斑,它们中央均为亮点的同心圆 形条纹.故 A 正确,B,C,D 错误. 10.现有毛玻璃屏 A,双缝 B,白光光源 C,单缝 D 和透红光的滤光片 E 等光学元件,要把它们 放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.(1)将白光光源 C 放在光具座最左端,依
11、次放置其他光学元件,由左到右,表示各光学元件的 字母排列顺序应为 C, , ,A. (2)本实验的步骤有: 取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能沿遮光筒的轴线把屏照亮; 按合理的顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上; 用刻度尺测量双缝到屏的距离; 用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮条纹间的距离. 在操作步骤时还应注意 、 和 . 解析:(1)滤光片 E 可以从白光中选出单色红光,单缝 D 是获取线光源,双缝 B 是获得相干光 源,最后成像在毛玻璃屏 A 上,所以排列顺序为 C,E,D,B,A.4(2)在操作步骤时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必
12、须使缝平行;单缝、双缝间的距 离要适当;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在遮光筒的轴线上. 答案:(1)E D B (2)放置单缝、双缝时,必须使缝平行 单缝、双缝间的距离要适当 要保证光源、滤光片、 单缝、双缝和毛玻璃屏的中心在遮光筒的轴 线上11.(2018四川遂宁外国语实验学校月考)(多选)下列有关光学现象的说法中正确的是( CDE ) A.用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用 B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象 C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使景象更 清晰 D.经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度 E.激光测距是应用了激
13、光平行性好的特点 解析:用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用,A 错误;太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 是光的色散现象,是光的折射的结果,B 错误;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的 景物,可减弱反射光,从而使景象更清晰,C 正确;红光的波长比绿光的波长长,根据双缝干涉条纹间距公式 x= 可知,经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度,D正确;激光的平行性好,常用来精确测距,E 正确. 12.(2018湖南邵阳调研)(多选)下列关于波的现象和规律的说法中正确的是( ACE ) A.机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象 B.泊松亮斑是光的干涉现象 C.光的偏振现象说明光是横波
14、 D.波速公式 v=f 说明波速只与波长、频率有关,与介质无关 E.“彩超”可以测血流速度,利用的是超声波的多普勒效应 解析:机械波、电磁波均能产生干涉、衍射现象,选项 A 正确;泊松亮斑是光的衍射现象,选 项 B 错误;光的偏振现象说明光是横波,选项 C 正确;波速公式 v=f 是波速的计算式,但波 速只与介质有关,与波长、频率无关,选项 D 错误;“彩超”可以测血流速度,利用的是超声 波的多普勒效应,选项 E 正确. 13.(2018河北定州中学开学考试)假设有一名考生用 90 分钟完成了一场考试,一艘飞船相 对此考生以 0.5c 的速度匀速飞过(c 为真空中的光速),则飞船上的观察者认为
15、此考生考完 这场考试所用的时间( C ) A.小于 90 分钟 B.等于 90 分钟 C.大于 90 分钟 D.等于 45 分钟解析:根据 t=可得,t=90 min,C 正确;14.(2017北京丰台区一模)最近北京的马路边出现了某种新型的共享单车,这种单车外观 结构简单,没有链条,但单车质量比普通自行车大,达到了 25 kg.单车的车锁内集成了嵌入 式芯片、GPS 模块和 SIM 卡等,便于监控单车在路上的具体位置,实现防盗.同时手机 APP 上 有定位系统,也能随时了解单车的实时位置;手机还可以通过扫描二维码自动开锁,关锁后5APP 就显示计时、计价等信息.此外,单车能够在骑行过程中为车
16、内电池充电,满足定位和自 动开锁等过程中的用电.根据以上信息下列说法不正确是( A ) A.单车比普通自行车运动状态更容易改变 B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的 C.单车是利用电磁感应原理实现充电的 D.单车和手机之间是利用电磁波传递信息的 解析:因单车质量比普通自行车大,根据牛顿第一定律可知,单车比普通自行车运动状态不容 易改变,选项 A 错误;单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的,选项 B 正确;单 车是利用电磁感应原理实现充电的,选项 C 正确;单车和手机之间是利用电磁波传递信息的, 选项 D 正确. 15.导学号 58826297 某同学用双缝干涉装置测量某单色光的波长,实验装置如图(甲)所示,已知单缝与双缝间的距离 L1=80 mm,双缝与屏的距
