【步步高】高考物理大一輪復(fù)習(xí) .4 光的波動(dòng)性 電磁波 相對(duì)論

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1、 12.4　光的波動(dòng)性　電磁波　相對(duì)論 圖12－4－1 1．如圖12－4－1所示為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，若要使干涉條紋的間距變大可改用波長(zhǎng)更________(填“長(zhǎng)”或“短”)的單色光，或是使雙縫與光屏間的距離________(填“增大”或“減小”)． 解析　依據(jù)雙縫干涉條紋間距規(guī)律Δs＝λ，可知要使干涉條紋的 間距變大，需要改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光，或增大雙縫與屏之間的距離l. 答案　長(zhǎng)　增大 2．下列說(shuō)法正確的是 (　　)． A．雨后路面的油膜出現(xiàn)彩色條紋，這是光的色散現(xiàn)象 B．太陽(yáng)光斜射在鐵柵欄上，地面出現(xiàn)明暗相同條紋，這是光的干涉現(xiàn)象

2、C．對(duì)著日光燈從兩鉛筆的狹縫中看到的彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象 D．從月亮光譜可以分析月亮的化學(xué)成份 答案　C 圖12－4－2 3．如圖12－4－2所示的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用綠光照射單縫S時(shí)，在光屏P上觀察到干涉條紋．要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以 (　　)． A．增大S1與S2的間距 B．減小雙縫屏到光屏的距離 C．將綠光換為紅光 D．將綠光換為紫光 解析　在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，相鄰兩條亮紋(或暗紋)間的距離Δx＝λ，要想增大條紋間距 可以減小兩縫間距d，或者增大雙縫屏到光屏的距離L，或者換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光做實(shí)驗(yàn)．由 此可知，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 答案　C

3、 4．如圖12－4－3為某一報(bào)告廳主席臺(tái)的平面圖，AB是講臺(tái)，S1、S2是與講臺(tái)上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖12－4－3所示．報(bào)告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺(tái)上適當(dāng)?shù)奈恢茫谶@些位置上兩個(gè)喇叭傳來(lái)的聲音因干涉而相消．已知空氣中聲速為340 m/s，若報(bào)告人聲音的頻率為136 Hz，問(wèn)講臺(tái)上這樣的位置有多少個(gè)？ 圖12－4－3 解析　對(duì)應(yīng)于聲頻f＝136 Hz的聲波的波長(zhǎng)是 λ＝＝2.5 m． ① 式中v＝340 m/s是空氣中的聲速．在圖中，O是AB的中點(diǎn)，P是OB上任一點(diǎn)．將 S1

4、P－S2P表示為－＝k. ② 式中k為實(shí)數(shù)，當(dāng)k＝0,2,4，…時(shí)，從兩個(gè)喇叭來(lái)的聲波因干涉而加強(qiáng)；當(dāng)k＝1,3,5，… 時(shí)，從兩個(gè)喇叭來(lái)的聲波因干涉而相消．由此可知，O是干涉加強(qiáng)點(diǎn)；對(duì)于B點(diǎn)， －＝20 m－15 m＝4. ③ 所以，B點(diǎn)也是干涉加強(qiáng)點(diǎn)．因而O、B之間有兩個(gè)干涉相消點(diǎn)，由對(duì)稱(chēng)性可知，AB上 有4個(gè)干涉相消點(diǎn)． 答案　4 5．下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是 (　　)． A．電磁波必須依賴(lài)介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無(wú)法攜帶信息傳播 解析　電磁波在真空中也能傳播，A錯(cuò)；衍射是

5、一切波所特有的現(xiàn)象，B對(duì)；電磁波是 橫波，橫波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，C錯(cuò)；所有波都能傳遞信息，D錯(cuò)． 答案　B 6．關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是 (　　)． A．雷達(dá)是用X光來(lái)測(cè)定物體位置的設(shè)備 B．使用電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做解調(diào) C．用紅外線照射時(shí)，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光 D．變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng) 解析　雷達(dá)是用無(wú)線電波來(lái)測(cè)定物體位置的設(shè)備，A不正確；從經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻振蕩中 “檢”出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程叫做解調(diào)，B不正確；使用紫外線照射時(shí)，鈔票上用熒光物質(zhì) 印刷的文字發(fā)出可見(jiàn)光，C項(xiàng)不正確． 答案　D 7．對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四

6、種單色光，下列表述正確的是 (　　)． A．在相同介質(zhì)中，綠光的折射率最大 B．紅光的頻率最高 C．在相同介質(zhì)中，藍(lán)光的波長(zhǎng)最短 D．黃光光子的能量最小 解析　在紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光中，藍(lán)光的折射率最大，頻率最高，波長(zhǎng)最短，光 子能量最大． 答案　C 8．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特點(diǎn)，在科學(xué)技術(shù)和日常生活中應(yīng)用廣泛．下面關(guān)于激光的敘述正確的是 (　　)． A．激光是縱波 B．頻率相同的激光在不同介質(zhì)中的波長(zhǎng)相同 C．兩束頻率不同的激光能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．利用激光平行度好的特點(diǎn)可以測(cè)量月球到地球的距離 解析　電茲波是橫波，A

7、項(xiàng)錯(cuò)；光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，波長(zhǎng)也不同，B項(xiàng)錯(cuò)； 相干光的條件是頻率相同，C項(xiàng)錯(cuò)，D項(xiàng)正確． 答案　D 9．下列說(shuō)法正確的是 (　　)． A．光速不變?cè)硎仟M義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)之一 B．由相對(duì)論知：m＝，則物體的速度可以達(dá)到光速，此時(shí)其質(zhì)量為無(wú)窮大 C．在地面附近有一高速飛過(guò)的火箭，地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn) 程變慢了 D．根據(jù)廣義相對(duì)論原理力學(xué)規(guī)律在不同參考系中是不同的 答案　AC 10．設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍，粒子運(yùn)動(dòng)速度是光速的________倍． 解析　依據(jù)愛(ài)

8、因斯坦的質(zhì)能方程E＝mc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則 其運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對(duì)論質(zhì)量公式m＝得＝ . 答案　 11．如圖12－4－5所示，兩束單色光a、b從水面下射向A點(diǎn)，光線經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說(shuō)法正確的是 (　　)． A．用同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置分別以a、b光做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉 條紋間距大于b光的干涉條紋間距 圖12－4－5 B．用a、b光分別做單縫衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)它們的衍射條紋寬度都是均勻的 C．在水中a光的速度比b光的速度小 D．從水射向空氣時(shí)a光的臨界角大于b光的臨界角 解析　根據(jù)光路可逆可知，a、b兩束單色

9、光在空氣中的入射角相等，a光的折射角大于 b光的折射角，由折射率n＝可知，b光在水中的折射率比a光的大．根據(jù)折射率是 反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身及光的頻率共同決定，同一介質(zhì)中， 頻率越大，折射率越大．由此可知b光的折射率大，頻率大．根據(jù)光的頻率越大，波長(zhǎng) 越?。p縫干涉實(shí)驗(yàn)干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比，故A選項(xiàng)正確．由衍射條紋特點(diǎn)，中 央條紋亮且寬，往兩側(cè)變窄變暗，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤．由n＝，可知折射率大的光在介質(zhì)中 的傳播速度小，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤．由sin C＝，可知D選項(xiàng)正確． 答案　AD 圖12－4－6 12．(1)如圖12－4－6所示，在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，激光的

10、波長(zhǎng)為5.3010－7 m，屏上P點(diǎn)距雙縫S1和S2的路程差為7.9510－7 m．則在這里出現(xiàn)的應(yīng)是________(選填“明條紋”或“暗條紋”)．現(xiàn)改用波長(zhǎng)為6.3010－7 m的激光進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將________(選填“變寬”、“變窄”或“不變”)． (2)如圖12－4－7所示，一束激光從O點(diǎn)由空氣射入厚度均勻的介質(zhì)，經(jīng)下表面反射后， 從上表面的A點(diǎn)射出．已知入射角為i，A與O相距l(xiāng)，介質(zhì)的折射率為n，試求介質(zhì)的 厚度d. 圖12－4－7 解析　(1)由光的干涉規(guī)律，P處為振動(dòng)減弱點(diǎn)． (2)設(shè)折射角為r，折射定律＝n，幾何關(guān)系l＝2dtan r解得d＝l 答案　(1)暗條紋　變寬　(2)l. 5