第四節(jié) 光的波動性 電磁波和相對論 (建議用時：60分鐘)一、選擇題1關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法正確的是()A麥克斯韋首先通過實驗證實了電磁波的存在B電磁波是橫波且能夠發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象C電磁波的接收要經(jīng)過調(diào)諧和調(diào)制兩個過程D微波能使食物中的水分子的熱運動加劇從而實現(xiàn)加熱的目的答案：BD2如圖所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點位于P、Q之間，B點位于Q右側(cè)旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點光的強度變化情況是()AA、B均不變BA、B均有變化CA不變，B有變化 DA有變化，B不變解析：選C.白熾燈光包含向各方向振動的光，且各個方向振動的光的強度相等，所以旋轉(zhuǎn)偏振片P時各方向透射光強度相同，故A點光的強度不變；白熾燈光經(jīng)偏振片P后變?yōu)槠窆?，?dāng)P旋轉(zhuǎn)時，只有與Q的偏振方向一致時才有光透過Q，因此B點的光強有變化，選項C正確3(2016高考江蘇卷)一艘太空飛船靜止時的長度為30 m，他以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球，下列說法正確的是()A飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30 mB地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 mC飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c解析：選B.飛船上的觀測者相對飛船靜止，則他測得的是飛船的靜止長度，即為30 m，A項錯誤；地球上的觀測者看到飛船是運動的，根據(jù)長度的相對性得他看到飛船長度比靜止時的長度小，B項正確；根據(jù)光速不變原理得飛船上的觀測者和地球上的觀測者，觀測到的光信號速度均為c，C、D項錯誤4關(guān)于光學(xué)鏡頭增透膜，以下說法中正確的是()A增透膜是為了減少光的反射損失，增加透射光的強度B增透膜的厚度等于入射光在真空中波長的C增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波長的D因為增透膜的厚度一般適合綠光反射時相互抵消，紅光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的鏡頭呈淡紫色E涂有增透膜的鏡頭，進入的光線全部相互抵消，因此這種鏡頭的成像效果較好答案：ACD5下列選項與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是()A科學(xué)家用激光測量月球與地球間的距離B醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速C技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度E科學(xué)家通過比較星球與地球上同種元素發(fā)出光的頻率來計算星球遠離地球的速度解析：選BDE.當(dāng)觀察者與測量對象無相對運動時，不發(fā)生多普勒效應(yīng)，A、C錯誤；當(dāng)觀察者與測量對象有相對運動時，發(fā)生多普勒效應(yīng)，根據(jù)接收頻率的變化來測速，故B、D、E正確6(2018湖南長郡中學(xué)摸底)下列說法中正確的是()A光纖由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的小B在光的雙縫干涉實驗中，若入射光為白光，則在光屏上看到的是明暗相間的彩色條紋，中央為暗條紋C在障礙物的尺寸比光的波長大得多的情況下，衍射現(xiàn)象不明顯D一束陽光通過三棱鏡形成彩色光帶，表明光是各種色光組成的復(fù)合光E電磁波具有偏振現(xiàn)象解析：選CDE.光纖由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，才可能發(fā)生光的全反射現(xiàn)象，故A錯誤；在光的雙縫干涉實驗中，若入射光為白光，則在光屏上看到的是明暗相間的彩色條紋，中央為亮條紋，因為各色光都在該點加強，故選項B錯誤；光傳播時，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長小得多將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確；太陽光是一種復(fù)色光，所以我們可以通過三棱鏡將其分解為七種顏色的色光，說明光是由各種色光組成的，則該現(xiàn)象稱為光的色散，故D正確；只有橫波才會發(fā)生偏振現(xiàn)象，電磁波是橫波，故電磁波具有偏振現(xiàn)象，故E正確7(2018河南開封高三考試)關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是()AX射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是射線E在電磁波譜中，無線電波一般可用于通信解析：選ABE.X射線具有較強的穿透能力，過量的X射線輻射會引起生物體的病變，故A正確；射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，故B正確；紫外線比紫光的波長短，更不容易發(fā)生衍射，故C錯誤；電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波，故D錯誤；在電磁波譜中，無線電波一般可用于通信，選項E正確8(2018寧夏銀川模擬)下列說法中正確的是()A光電子的最大初動能跟入射光強度成正比B通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋，是屬于光的衍射現(xiàn)象C一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的速度變慢，波長變短D在雙縫干涉實驗中，某同學(xué)用黃光作為入射光，為了增大干涉條紋的間距，在不改變其他條件下，該同學(xué)可以采用紅光作為入射光E使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做解調(diào)解析：選BCD.光電子的最大初動能跟入射光的頻率有關(guān)，與光強無關(guān)，選項A錯誤；通過一個狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋，是屬于光的衍射現(xiàn)象，選項B正確；一束單色光由空氣射入玻璃，這束光的速度變慢，頻率不變，根據(jù)可知，波長變短，選項C正確；在雙縫干涉實驗中，條紋間距為x，因紅光的波長大于黃光，則某同學(xué)用黃光作為入射光，為了增大干涉條紋的間距，在不改變其他條件下，該同學(xué)可以采用紅光作為入射光，選項D正確；使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制，選項E錯誤9(2018江西重點高中聯(lián)考)下列說法正確的是()A在干涉現(xiàn)象中，振動加強點的位移總比減弱點的位移要大B單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關(guān)C. 火車鳴笛向我們駛來時， 我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率高D. 當(dāng)水波通過障礙物時， 若障礙的尺寸與波長差不多， 或比波長大的多時， 將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E. 用兩束單色光A、B，分別在同一套裝置上做干涉實驗， 若A光的條紋間距比B光的大， 則說明A光波長大于B光波長解析：選BCE.在干涉現(xiàn)象中，振動加強點振幅最大，位移時刻在變化，所以振動加強點的位移不是總比減弱點的位移大，故A錯誤；單擺在周期性外力作用下做受迫振動，單擺的周期與驅(qū)動力的周期相等，與固有周期無關(guān)，故B正確；火車鳴笛向我們駛來時，根據(jù)多普勒效應(yīng)知，我們接收的頻率大于波源發(fā)出的頻率，故C正確；當(dāng)水波通過障礙物時，若障礙物的尺寸與波長差不多，或比波長小的多時，將發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤；根據(jù)x知，A光的條紋間距比B光的條紋間距大，則A光的波長大于B光的波長，故E正確10(2018山西晉城模擬)下列說法正確的是()A在真空中傳播的電磁波，頻率越大，波長越短B讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，綠光形成的干涉條紋間距較大C光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理D要確定雷達和目標(biāo)的距離需要直接測出電磁波從發(fā)射到被目標(biāo)接收的時間E拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響解析：選ABE.根據(jù)在真空中傳播的電磁波速度相同，頻率越大，波長越短，選項A正確；綠光的波長大于藍光，讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置，根據(jù)x可知，綠光形成的干涉條紋間距較大，選項B正確；光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理；全息照相是光的干涉原理，選項C錯誤；要確定雷達和目標(biāo)的距離需要測出電磁波從發(fā)射到被雷達接收的時間t，再根據(jù)xc求解距離，選項D錯誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響，選項E正確11(2018大連模擬)下列說法中正確的是()A單擺振動的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)B發(fā)射無線電波時需要對電磁波進行調(diào)制和解調(diào)C光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波D聲源與觀察者相互靠近時，觀察者接收的頻率大于聲源振動的頻率解析：選ACD.單擺振動的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，只與擺長和重力加速度有關(guān)，選項A正確；接收無線電波時需要對電磁波進行調(diào)諧和解調(diào)，選項B錯誤；光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波，選項C正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，聲源與觀察者相互靠近時，觀察者接收的頻率大于聲源振動的頻率，選項D正確12. (高考江蘇卷)某同學(xué)用單色光進行雙縫干涉實驗，在屏上觀察到甲圖所示的條紋，僅改變一個實驗條件后，觀察到的條紋如乙圖所示他改變的實驗條件可能是()A減小光源到單縫的距離B減小雙縫之間的距離C減小雙縫到光屏之間的距離D換用頻率更高的單色光源答案：B13下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是()解析：選BC.圖A屬于單縫衍射，圖B屬于薄膜干涉，圖C屬于薄膜干涉，圖D屬于白光的色散，故屬于光的干涉現(xiàn)象的是B、C.二、非選擇題14在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示(1)以線狀白熾燈為光源，對實驗裝置進行了調(diào)節(jié)并觀察實驗現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點：A燈絲和單縫及雙縫必須平行放置B干涉條紋與雙縫垂直C干涉條紋疏密程度與雙縫寬度有關(guān)D干涉條紋間距與光的波長有關(guān)以上幾點中你認(rèn)為正確的是_(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某干涉條紋線時，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為_mm.(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示則在這種情況下測量干涉條紋的間距x時，測量值_(選填“大于”“小于”或“等于”)實際值解析：(1)為使屏上的干涉條紋清晰，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，所得到的干涉條紋與雙縫平行；由x可知，條紋的疏密程度與雙縫間距離d、光的波長、雙縫到屏的距離L有關(guān)，所以A、C、D選項正確，B選項錯誤(2)固定刻度讀數(shù)為0.5 mm，可動刻度讀數(shù)為20.2，所以測量結(jié)果為0.5 mm20.20.01 mm 0.702 mm.(3)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，由幾何知識可知測量頭的讀數(shù)大于條紋間的實際距離答案：(1)ACD(2)0.702(3)大于