第4節(jié)光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論1.(多選)下列說(shuō)法正確的有(AD)A.英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊發(fā)現(xiàn)了光的干涉現(xiàn)象B.激光和自然光都是偏振光C.麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證明了光是一種電磁波D.愛(ài)因斯坦認(rèn)為真空中光速在不同慣性系中相同解析:1801年,英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象,A正確;激光的偏振方向一定,是偏振光,而自然光包含著垂直傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光,B錯(cuò)誤;麥克斯韋只是從理論上提出光是一種電磁波,C錯(cuò)誤;根據(jù)愛(ài)因斯坦光速不變?cè)?真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的,D正確.2.(多選)在五彩繽紛的大自然中,我們常常會(huì)見(jiàn)到一些彩色光的現(xiàn)象,下列現(xiàn)象中屬于光的干涉的是(BC)A.灑水車(chē)噴出的水珠在陽(yáng)光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象B.小孩兒吹出的肥皂泡在陽(yáng)光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象C.雨后天晴馬路上油膜在陽(yáng)光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象D.用游標(biāo)卡尺兩測(cè)量爪的狹縫觀察日光燈的燈光出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象解析:A屬于光的色散現(xiàn)象;B,C屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象;D屬于光的單縫衍射現(xiàn)象.3.(多選)以下關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是(CD)A.只要電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化,就能產(chǎn)生電磁波B.電磁波傳播需要介質(zhì)C.電磁振蕩一旦停止,電磁波仍能獨(dú)立存在D.電磁波具有能量,電磁波的傳播是伴隨有能量向外傳遞的解析:如果電場(chǎng)(或磁場(chǎng))是均勻變化的,產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))是穩(wěn)定的,就不能再產(chǎn)生新的電場(chǎng)(或磁場(chǎng)),也就不能產(chǎn)生電磁波;電磁波不同于機(jī)械波,它的傳播不需要介質(zhì);電磁振蕩停止后,電磁波仍獨(dú)立存在;電磁波具有能量,它的傳播是伴隨有能量傳遞的.故選C,D.4.(多選)電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應(yīng)用了,下面說(shuō)法中正確的是(AD)A.手機(jī)通話(huà)使用的無(wú)線電波,波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)B.銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器發(fā)出的都是紫外線C.電磁波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象D.機(jī)場(chǎng)、車(chē)站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領(lǐng)解析:手機(jī)通話(huà)使用的無(wú)線電波,其波長(zhǎng)要大于可見(jiàn)光,A正確;遙控器采用的是紅外線而不是紫外線,B錯(cuò)誤;電磁波是橫波,可以發(fā)生偏振現(xiàn)象,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;機(jī)場(chǎng)、車(chē)站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本領(lǐng),D正確.5.(多選)如圖所示,a,b,c,d四個(gè)圖是不同的單色光形成的雙縫干涉或單縫衍射圖樣.分析各圖樣的特點(diǎn)可以得出的正確結(jié)論是(AC)A.a,b是光的干涉圖樣B.c,d是光的干涉圖樣C.形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣光的波長(zhǎng)長(zhǎng)D.形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣光的波長(zhǎng)短解析:干涉條紋是等距離的條紋,因此,a,b圖是干涉圖樣,c,d圖是衍射圖樣,故A正確,B錯(cuò)誤;由公式x=可知,條紋寬的入射光的波長(zhǎng)長(zhǎng),所以形成a圖樣的光的波長(zhǎng)比形成b圖樣的光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故C正確;形成c圖樣的光的波長(zhǎng)比形成d圖樣的光的波長(zhǎng)長(zhǎng),故D錯(cuò)誤.6.(2019·江西南昌模擬)(多選)以下說(shuō)法中正確的是(AD)A.對(duì)于同一障礙物,波長(zhǎng)越大的光波越容易繞過(guò)去B.白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干涉現(xiàn)象C.紅光由空氣進(jìn)入水中,波長(zhǎng)變長(zhǎng)、顏色不變D.用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉解析:波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,故越容易繞過(guò)障礙物,A正確;白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種折射現(xiàn)象,B錯(cuò)誤;紅光由空氣進(jìn)入水中,頻率不變,故顏色不變,傳播速度減小,故波長(zhǎng)變短,C錯(cuò)誤;用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉,即薄膜干涉,D正確.7.隱形飛機(jī)的原理是:在飛機(jī)研制過(guò)程中設(shè)法降低其可探測(cè)性,使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊.根據(jù)你所學(xué)的物理知識(shí),判斷下列說(shuō)法中正確的是(B)A.運(yùn)用隱蔽色涂層,無(wú)論距你多近,即使你拿望遠(yuǎn)鏡也不能看到它B.使用能吸收雷達(dá)電磁波的材料,在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,很難被發(fā)現(xiàn)C.使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后,傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣尾管等因?yàn)楦邷厝菀桩a(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施,使其不易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)解析:隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)制造過(guò)程中使用能吸收雷達(dá)電磁波的材料,使反射的雷達(dá)電磁波很弱,在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,飛機(jī)很難被發(fā)現(xiàn),故只有B正確.8.(多選)為了有效地把磁場(chǎng)的能量以電磁波形式發(fā)射到盡可能大的空間,除了用開(kāi)放的電路,還有行之有效的辦法是(ABC)A.增大電容器極板間的距離B.減小電容器極板的面積C.減小線圈的匝數(shù)D.采用低頻振蕩電流解析:實(shí)行開(kāi)放電路和提高輻射頻率是發(fā)射電磁波的兩種有效方法.由f=,C=可知,A,B,C選項(xiàng)正確.9.(多選)關(guān)于紅外線的作用與來(lái)源,下列說(shuō)法正確的是(AD)A.一切物體都在不停地輻射紅外線B.紅外線具有很強(qiáng)的熱作用和熒光作用C.紅外線的顯著作用是化學(xué)作用D.紅外線容易穿透云霧解析:一切物體都會(huì)輻射紅外線,故A正確;熒光作用和化學(xué)作用都是紫外線的重要用途,故B,C錯(cuò)誤;紅外線波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng),繞過(guò)障礙物能力強(qiáng),易穿透云霧,D正確.10.(多選)在狹義相對(duì)論中,下列說(shuō)法正確的是(AB)A.所有慣性系中基本規(guī)律都是等價(jià)的B.在真空中,光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)C.在不同慣性系中,光在真空中沿不同方向傳播速度不相同D.質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果不隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變解析:根據(jù)狹義相對(duì)性原理:在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的,A正確;在一切慣性系中,光在真空中的傳播速度都相等,光速與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),B正確,C錯(cuò)誤;質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果會(huì)隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變,D錯(cuò)誤.11.(2018·廣東廣州模擬)(多選)如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個(gè)孔,O是波源,圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng),則波經(jīng)過(guò)孔之后的傳播情況,下列描述正確的是(ABC)A.此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B.擋板前后波紋間距離相等C.如果將孔AB擴(kuò)大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D.如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象解析:發(fā)生明顯衍射的條件是孔或障礙物的尺寸小于或接近于波長(zhǎng),選項(xiàng)A正確;發(fā)生衍射后不改變機(jī)械波的性質(zhì),如波長(zhǎng)、頻率、周期等均不改變,選項(xiàng)B正確;若孔AB擴(kuò)大,可能會(huì)由于孔的直徑大于波長(zhǎng)而不能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)C正確;能否發(fā)生明顯衍射,取決于孔的大小和波長(zhǎng)之間的關(guān)系,波源頻率增大,波長(zhǎng)變小,不能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.12.(2019·廣東湛江“四?！甭?lián)考)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(ACD)A.交通警示燈選用紅色是因?yàn)榧t光更容易穿透云霧煙塵B.光在同一種介質(zhì)中沿直線傳播C.用光導(dǎo)纖維束傳輸圖像信息利用了光的全反射D.讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置.形成的干涉條紋間距較大的是綠光解析:交通警示燈選用紅色是因?yàn)榧t光的波長(zhǎng)較長(zhǎng),更容易穿透云霧煙塵,選項(xiàng)A正確;光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;用光導(dǎo)纖維束傳輸圖像信息利用了光的全反射,選項(xiàng)C正確;根據(jù)條紋間距表達(dá)式x=可知,因?yàn)榫G光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光,故讓藍(lán)光和綠光通過(guò)同一雙縫干涉裝置.形成的干涉條紋間距較大的是綠光,選項(xiàng)D正確.13.(多選)如圖(甲)所示,用單色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來(lái)檢查平面N的上表面的水平情況,觀察到如圖(乙)所示的條紋P和Q的情況,這說(shuō)明(BC)A.N的上表面A處向上凸起B(yǎng).N的上表面B處向上凸起C.N的上表面A處向下凹陷D.N的上表面B處向下凹陷解析:P處所在的條紋是同一條紋,若為直線,則說(shuō)明該處同一水平線,線上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空氣層厚度都相同,但實(shí)際上P處條紋向左彎曲,意味著后一級(jí)條紋(圖中白色條紋)提前出現(xiàn),可見(jiàn)P處對(duì)應(yīng)的檢測(cè)平板上的A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的空氣層厚度與后一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)的空氣層厚度相同,而后一級(jí)條紋本來(lái)對(duì)應(yīng)的空氣層厚度比前一級(jí)大,可見(jiàn)A處向下凹陷,才能出現(xiàn)該處空氣層厚度與下一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)的空氣層厚度一樣,C項(xiàng)正確;同理B項(xiàng)正確.14.(多選)關(guān)于LC振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量,下列說(shuō)法正確的是(BC)A.電荷量最大時(shí),線圈中振蕩電流也最大B.電荷量為零時(shí),線圈中振蕩電流最大C.電荷量增大的過(guò)程中,電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能D.電荷量減少的過(guò)程中,電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能解析:電容器電荷量最大時(shí),振蕩電流為零,A錯(cuò)誤;電荷量為零時(shí),放電結(jié)束,振蕩電流最大,B正確;電荷量增大時(shí),磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,C正確;同理可判斷D錯(cuò)誤.15.(多選)某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖所示,則此時(shí)刻(AD)A.振蕩電流i在減小B.振蕩電流i在增大C.電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D.磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化解析:圖中電容器上極板帶正電荷,圖中給出的振蕩電流方向,說(shuō)明負(fù)電荷向下極板聚集,所以電容器正在充電,電容器充電的過(guò)程中,電流減小,磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化,所以選項(xiàng)A,D正確.16.(2019·廣西百色學(xué)院附中月考)用氦氖激光器進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn),已知使用的雙縫間距離d=0.1 mm,雙縫到屏的距離l=6.0 m,測(cè)得屏上干涉條紋中亮紋的間距是 3.8 cm,氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長(zhǎng)是多少?假如把整個(gè)裝置放入折射率是的水中,這時(shí)屏上的條紋間距是多少?解析:根據(jù)x=,解得紅光的波長(zhǎng)為=x=×3.8×10-2 m=6.3×10-7 m.由波長(zhǎng)、波速、頻率關(guān)系式v=f和v=可得,紅光進(jìn)入水中的波長(zhǎng)為=所以屏上的條紋間距x=2.85×10-2 m.答案:6.3×10-7 m2.85×10-2 m6