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

12.4　光的波動性　電磁波　相對論 圖12－4－1 1．如圖12－4－1所示為雙縫干涉的實驗裝置示意圖，若要使干涉條紋的間距變大可改用波長更________(填“長”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，需要改用波長更長的單色光，或增大雙縫與屏之間的距離l. 答案　長　增大 2．下列說法正確的是 (　　)． 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 C．對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所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，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　在雙縫干涉實驗中，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，或者換用波長更長的光做實驗．由 此可知，選項C正確，選項A、B、D錯誤． 答案　C 4．如圖12－4－3為某一報告廳主席臺的平面圖，AB是講臺，S1、S2是與講臺上話筒等高的喇叭，它們之間的相互位置和尺寸如圖12－4－3所示．報告者的聲音放大后經(jīng)喇叭傳回話筒再次放大時可能會產(chǎn)生嘯叫．為了避免嘯叫，話筒最好擺放在講臺上適當(dāng)?shù)奈恢?，在這些位置上兩個喇叭傳來的聲音因干涉而相消．已知空氣中聲速為340 m/s，若報告人聲音的頻率為136 Hz，問講臺上這樣的位置有多少個？ 圖12－4－3 解析　對應(yīng)于聲頻f＝136 Hz的聲波的波長是 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，P是OB上任一點．將 S1P－S2P表示為－＝k. ② 式中k為實數(shù)，當(dāng)k＝0,2,4，…時，從兩個喇叭來的聲波因干涉而加強；當(dāng)k＝1,3,5，… 時，從兩個喇叭來的聲波因干涉而相消．由此可知，O是干涉加強點；對于B點， －＝20 m－15 m＝4. ③ 所以，B點也是干涉加強點．因而O、B之間有兩個干涉相消點，由對稱性可知，AB上 有4個干涉相消點． 答案　4 5．下列關(guān)于電磁波的說法正確的是 (　　)． A．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無法攜帶信息傳播 解析　電磁波在真空中也能傳播，A錯；衍射是一切波所特有的現(xiàn)象，B對；電磁波是 橫波，橫波能發(fā)生偏振現(xiàn)象，C錯；所有波都能傳遞信息，D錯． 答案　B 6．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是 (　　)． A．雷達(dá)是用X光來測定物體位置的設(shè)備 B．使用電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做解調(diào) C．用紅外線照射時，大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會發(fā)出可見光 D．變化的電場可以產(chǎn)生磁場 解析　雷達(dá)是用無線電波來測定物體位置的設(shè)備，A不正確；從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中 “檢”出調(diào)制信號的過程叫做解調(diào)，B不正確；使用紫外線照射時，鈔票上用熒光物質(zhì) 印刷的文字發(fā)出可見光，C項不正確． 答案　D 7．對于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光，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，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可以測量月球到地球的距離 解析　電茲波是橫波，A項錯；光在不同介質(zhì)中傳播速度不同，波長也不同，B項錯； 相干光的條件是頻率相同，C項錯，D項正確． 答案　D 9．下列說法正確的是 (　　)． A．光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一 B．由相對論知：m＝，則物體的速度可以達(dá)到光速，此時其質(zhì)量為無窮大 C．在地面附近有一高速飛過的火箭，地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進(jìn) 程變慢了 D．根據(jù)廣義相對論原理力學(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，則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍，粒子運動速度是光速的________倍． 解析　依據(jù)愛因斯坦的質(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 其運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對論質(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，光線經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說法正確的是 (　　)． A．用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗，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驗時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 越?。p縫干涉實驗干涉條紋間距與波長成正比，故A選項正確．由衍射條紋特點，中 央條紋亮且寬，往兩側(cè)變窄變暗，故B選項錯誤．由n＝，可知折射率大的光在介質(zhì)中 的傳播速度小，故C選項錯誤．由sin C＝，可知D選項正確． 答案　AD 圖12－4－6 12．(1)如圖12－4－6所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.3010－7 m，屏上P點距雙縫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)改用波長為6.3010－7 m的激光進(jìn)行上述實驗，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處為振動減弱點． (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