2022年高考物理一轮复习课时作业37光的波动性-电磁波-相对论-.docx

三十七　光的波动性　电磁波　相对论
1．(2021·上海单科)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其缘由是不同色光的(　　)
A．传播速度不同　　　 B．强度不同
C．振动方向不同 D．频率不同
答案：D　解析：白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光，而光的颜色由频率打算，不同色光，频率不同，D正确．
2．(2021·大纲全国)下列现象中，属于光的衍射的是(　　)
A．雨后天空消灭彩虹
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．日光照射在肥皂膜上消灭彩色条纹
答案：B　解析：雨后消灭的彩虹是光的折射形成的，A错误；海市蜃楼是光的全反射形成的，C错误；阳光照射在肥皂膜上形成的彩色条纹是光的干涉形成的，D错误．B项是单缝衍射现象，正确．
3．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图样的光的波长短
D．形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
答案：A　解析：干涉图样条纹间距相等，衍射图样中间条纹宽，两侧条纹窄，且干涉条纹间距Δx＝λ.光波波长长的条纹间距大，衍射条纹中，波长长的图样中间条纹宽，故A正确，B、C、D错误．
4．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列挨次是(　　)
A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线
B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线
C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波
D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线
答案：A　解析：无线电波波长最长、γ射线波长最短，红外线、可见光、紫外线、X射线依次排列，故正确选项为A.
5．(2021·浙江理综)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：声波也能传递信息，选项A错误；手机通话过程中，手机之间通过电磁波传递信息，人和手机之间通过声波传递信息，选项B正确；太阳光中的可见光传播速度为
光速，即为3×108 m/s，而超声波的传播速度等于声音在空气中(15 ℃下)的传播速度，即为340 m/s，选项C错误；红外线的频率小于X射线的频率，故红外线的波长大于X射线的波长，选项D错误．
6．(2021·天津市十二区县联考)下列说法不正确的是(　　)
A．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象
C．泊松亮斑是由光的衍射现象形成的
D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象
答案：A　解析：用标准平面检查光学平面的平整程度，是利用光的干涉现象，故A说法不正确，B、C、D说法正确．
7．(多选)在以下各种说法中，正确的是(　　)
A．一单摆做简谐运动，摆球相继两次通过同一位置时的速度必相同
B．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
C．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期
D．变化的电场肯定产生变化的磁场；变化的磁场肯定产生变化的电场
E．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
F．假如测量到来自遥远星球上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星球正在远离我们而去
答案：BCE　解析：因速度是矢量具有方向性，经过同一位置时速度大小相同而方向不肯定相同，A错；反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，B正确；波动周期等于质点的振动周期，C正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，D错；由相对论可知E正确；在强引力场中时间变慢，光的频率变小，波长变长，不能说明星球正远离我们，所以F错．
8．(2021·四川理综)下列关于电磁波的说法，正确的是(　　)
A．电磁波只能在真空中传播
B．电场随时间变化时肯定产生电磁波
C．做变速运动的电荷能在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用试验证明白电磁波的存在
答案：C　解析：电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，A错误．电场随时间变化时，可能产生恒定的磁场，恒定的磁场不能再产生电场，也就不会形成电磁波，B错误．赫兹用试验证明白电磁波的存在，D错误．电荷四周有电场，由麦克斯韦电磁理论知，做变速运动的电荷可能在空间产生电磁波，C正确．
9．如图，当用激光照射直径小于激光束的不透亮     圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心消灭了一个亮斑．这是光的________(填“干涉”、“衍射”或“直线传播”)现象，这一试验支持了光的________(填“波动说”、“微粒说”或“光子说”)．

答案：衍射　波动说
解析：亮斑绕到圆盘的阴影里去，这是光的衍射现象，衍射是波特有的现象，它支持了光的波动说．
10．(1)(2021·长沙模拟)某火箭在地面上的长度为L0，放射后它在地面四周高速(约0.3c)飞过，关于地面上的人和火箭中的人观看到的现象，以下说法正确的是(　　)
A．下方地面上的人观看到火箭上的时间进程变快了
B．下方地面上的人观看到火箭变短了
C．火箭上的人观看到火箭变短了
D．火箭上的人看到下方地面上的全部物体都变短了
(2)在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m．当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？
答案：(1)B　(2)10 m　80 m
解析：(1)由时间间隔的相对性知，下方地面上的人观看到火箭上的时间进程变慢了，A错；由长度的相对性知，下方地面上的人观看到火箭变短了，火箭上的人观看到火箭长度没变，B对，C错；火箭上的人看到在垂直运动方向上，物体的长度不变，D错．
(2)由于长度收缩只发生在运动方向上，与运动垂直的方向上没有这种效应，故测得的飞船的高度仍为原来的高度10 m．设飞船原长为l0，观测到飞船的长度为l，则依据尺缩效应有l＝l0＝100×m＝80 m.
11．(1)如图所示，在杨氏双缝干涉试验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7 m，则在这里消灭的应是________(填“明条纹”或“暗条纹”)．现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述试验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(填“变宽”、“变窄”或“不变”)．

(2)如图所示，一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A点射出．已知入射角为i，A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d.

答案：(1)暗条纹　变宽　(2)l
解析：(1)由于光程差7.95×10－7 m＝λ，由光的干涉规律知，P处为振动减弱点，故P处消灭暗条纹．由Δx＝λ知，波长变长，则条纹间距变宽．
(2)设折射角为r，由折射定律得n＝，由几何关系得l＝2dtan r，解得d＝l.

12．登山运动员在登雪山时要留意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严峻地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛损害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率为n＝1.5，所要消退的紫外线的频率为ν＝8.1×1014 Hz.
(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是________________________．
(2)这种“增反膜”的厚度是多少？
(3)请推断以下有关薄膜干涉的说法正确的是(　　)
A．薄膜干涉说明光具有波动性
B．假如薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹肯定不平行
C．干涉条纹肯定是彩色的
D．利用薄膜干涉也可以“增透”
答案：(1)两反射光叠加后加强
(2)至少为1.24×10－7 m　(3)AD
解析：(1)为了削减进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱．
(2)光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的.紫外线在真空中的波长是λ＝c/ν≈3.70×10－7 m．在膜中的波长是λ′＝λ/n≈2.47×10－7 m，故膜的厚度至少是1.24×10－7 m.
(3)干涉和衍射都证明光具有波动性；假如薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹肯定平行；白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光的颜色；当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．故A、D正确．
13．如图所示，在双缝干涉试验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2的距离之差为2.1×10－6 m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉试验．

(1)已知A光在空气中的波长为
6×10－7 m，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(2)已知B光在某种介质中的波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观看到的现象．
(4)设光屏上O为到S1和S2路程相等的点，则B光在PO间有几条暗纹？
答案：(1)暗条纹　(2)亮条纹　(3)若让A光和B光分别照射S1和S2，通过S1、S2的光不满足相干条件，故不能发生干涉，此时间屏上只能观看到亮光．　(4)4条
解析：(1)路程差Δx＝2.1×10－6 m，λA＝6×10－7 m，路程差Δx与A光波长的倍数关系为NA＝＝＝3.5，所以P点为暗条纹．
(2)依据临界角与折射率的关系
sin C＝得n＝＝＝
由此可知，B光在空气中的波长为
λB＝nλ介＝5.25×10－7 m，
路程差Δx与波长λB的倍数关系为
NB＝＝＝4
可见，用B光作光源，P点为亮条纹．
(3)若让A光和B光分别照射S1和S2，通过S1、S2的光不满足相干条件，故不能发生干涉，此时间屏上只能观看到亮光．
(4)由于NB＝4，故B光在PO间有4条暗纹．