2019版高考物理金榜轮课时分层作业：选修- 光的波动性电磁波相对论含解析

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(全国通用版)2019版高考物理一轮复习选考部分第二章光电磁波相对论课时分层作业四

课时分层作业四十一光的折射全反射(45分钟100分)一、选择题(本题共6小题,每小题8分,共48分)1.(2015·福建高考)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为λa、λb,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b,则( )A.λa<λb,n a>n bB.λa>λb,n a<n bC.λa<λb,n a<n bD.λa>λb,n a>n b【解析】选B。

由题图可知,b光偏折大,折射率大,频率大,波长小,故选B。

2.(多选)(2018·西安模拟)如图所示,从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带。

下面的说法中正确的是( )A.a侧是红色光,b侧是紫色光B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率E.若a光、b光在同一介质中,以相同的入射角由介质射向空气,若b光能够发生全反射,则a光也一定能发生全反射【解析】选B、C、E。

红光的折射率小,所以偏折角小,故b侧为红色光,a侧为紫色光,红色光的波长比紫色光的波长长。

在玻璃中的传播速率也大,B、C正确,A、D错误。

光线从介质射向空气,发生全反射的临界角sinC=,即a光的临界角小,当b光发生全反射时,入射角已超过了a光的临界角,a光一定能发生全反射,E正确。

3.(多选)(2018·江西十校联考)如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABM的单色光从空气射向E点,并偏折到F点。

已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°,E、F分别为边AB、BM的中点,则 ( )A.该三棱镜对该单色光的折射率为B.光在F点发生全反射C.光从空气进入棱镜,波长变短D.从F点射出的光束与入射到E点的光束可能平行E.从F点射出的光束与入射到E点的光束偏向角为60°【解析】选A、C、E。

2019年高考物理一轮复习课时分层集训41光的波动性电磁波相对论新人教版

课时分层集训(四十一) 光波动性电磁波相对论(限时：40分钟)光干预、衍射与偏振1．关于光干预，以下说法中正确是( )A．在双缝干预现象里，相邻两明条纹与相邻两暗条纹间距是相等B．在双缝干预现象里，入射光波长变短，相邻两个明条纹间距将变窄C．只有频率一样两列光波才能产生干预D．频率不同两列光波也能产生干预现象，只是不稳定E．频率不同光不可能叠加ABC[在双缝干预现象中，相邻两明条纹与相邻两暗条纹间距是相等，入射光波长越长，相邻两个明条纹间距越大；两列波产生干预时，频率必须一样，任何两列光波都能叠加．] 2．以下说法中正确是( )A．人耳能听见声波比超声波更易发生明显衍射B．离开地球高速火箭里人认为地球上时钟变快C．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显衍射现象D．透过平行于日光灯窄缝观察正常发光日光灯时能看到彩色条纹，这是光衍射现象E．光纤通信工作原理是全反射，光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点ADE[波波长越大，越容易发生衍射现象，声波传播速度一定，频率低于超声波，由波速、波长与频率关系v＝λf可知，声波波长较大，较容易发生衍射，A项正确，C项错误；由相对论效应可知，在高速火箭里人认为地球上时钟变慢，B项错误；通过单个窄缝观察日光灯时看到彩色条纹为单缝衍射现象，D项正确，由光纤通信特点易知E项正确．]3．以下说法正确是( )【导学号：84370538】A．在不同惯性参考系中，物理定律数学形式是不同B．真空中光速在不同惯性参考系中都是不同C．一条沿自身长度方向高速运动杆，其长度与杆静止时长度不同D．一条沿垂直于自身长度方向高速运动杆，其长度与杆静止时长度一样E．在地面上观测者看来，接近光速飞行飞船沿速度方向长度变短CDE[根据相对论两个根本假设可知，在一切惯性参考系中物理定律数学形式完全一样，所以A错误；根据狭义相对论光速不变原理，真空中光速在不同惯性参考系中是一样，故B错误；根据狭义相对论相对性原理，一条沿自身长度方向高速运动杆，其长度总比杆静止时长度短，故C正确；根据狭义相对论相对性原理，一条沿垂直于自身长度方向高速运动杆，其长度与杆静止时长度一样，故D正确；按照狭义相对论“尺缩效应〞，接近光速飞行飞船沿速度方向长度总比静止时短，故E正确．] 4．以下说法中正确是( )A．医院中用于体检B超利用了电磁波反射原理B．在干预图样中，振动加强区域质点，其位移始终保持最大C．电磁波可以通过电缆、光缆进展有线传输，也可以实现无线传输，但光缆传递信息量最大D．发射电磁波振荡电路必须有足够高频率，并采用开放电路E．电磁波具有偏振现象CDE[医院中用于体检B超利用了超声波反射原理，A错误；在干预图样中，振动加强、减弱区域质点位移随时间发生变化，B错误；电磁波既可以无线传播，也可以通过电缆、光缆进展有线传播，电磁波频率越高，它所能携带信息量就越大，而光频率比无线电波高，所以光缆传递信息量最大，C正确；由电磁波发射条件可知，D正确；只有横波有偏振现象，电磁波是横波，故电磁波具有偏振现象，那么E正确．]以下说法正确是( )A．摆钟偏快时可缩短摆长进展校准B．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到笛声频率将比声源发声频率高C．拍摄玻璃橱窗内物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光强度D．地面附近有一高速水平飞过火箭，地面上人观察到火箭长度要比火箭上人观察到短一些E．光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线，那么光在玻璃中传播速度一定小于在水中传播速度BDE[摆钟偏快，说明周期偏小，要让周期变大，那么可将摆长调长进展校准，选项A错误；根据多普勒效应，火车向我们驶来时候，听到频率高于声源发出频率，选项B正确；加偏振片目是减弱橱窗玻璃反射光，选项C错误；对一高速水平飞过火箭，地面上人观察到火箭沿着速度方向长度比火箭上人观察到短一些，选项D正确；光从水中射入玻璃中，发现光线偏向法线，那么玻璃折射率大，根据公式v＝cn可知，光在玻璃中传播速度一定小于在水中传播速度，选项E正确．]用双缝干预测光波长5．(2021·宁德模拟)在“用双缝干预测量光波长〞实验中，光具座上放置光学元件如图1448所示．图1448(1)图中②③④光学元件分别是( )A．滤光片、单缝、双缝B．单缝、双缝、滤光片C．双缝、滤光片、单缝D．单缝、滤光片、双缝(2)以下操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间距离是( ) A．将红色滤光片改为绿色滤光片B．增大双缝之间距离C．减小④与⑥之间距离D．增大④与⑥之间距离[解析](1)在该装置中，用双缝干预测定光波长，由于灯泡发出光是复色光，需要别离出某种单色光，因此，灯泡前面应该放置滤光片将某种单色光别离出，别离出单色光经过单缝变成单色线光源，然后再经过双缝变成振动步调完全一致单色相干光，到达光屏上形成干预条纹．按正确放置位置，选项A正确．(2)根据双缝干预条纹间距公式Δx＝ldλ可知，影响条纹宽度因素有双缝到光屏距离l，双缝间距离d以及干预光波长λ，要增大亮纹间距需要增加双缝到光屏距离l，选项C错误，选项D正确；假设增大双缝之间距离，亮纹间距会减小，选项B错误；假设将红色滤光片改为绿色滤光片，干预光波长变短，亮纹间距变小，选项A错误．[答案](1)A (2)D6．(2021 ·全国Ⅰ卷节选)在双缝干预实验中，分别用红色与绿色激光照射同一双缝，在双缝后屏幕上，红光干预条纹间距Δx1与绿光干预条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(选填“>〞“＝〞或“<〞)．假设实验中红光波长为630 nm，双缝与屏幕距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间距离为10.5 mm，那么双缝之间距离为________mm.[解析] 由于红光波长比绿光长，由双缝干预条纹间距公式Δx＝Ldλ可知，红光干预条纹间距大，所以Δx1> Δx2.由Δx＝Ldλ，解得d＝0.300 mm.7．以下说法中不正确有( )A．做简谐运动物体每次通过同一位置时都具有一样加速度与速度B．横波在传播过程中，波峰上质点运动到相邻波峰所用时间为一个周期C．一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D．水面油膜呈现彩色条纹是光干预现象，这说明了光是一种波E．在电场周围一定存在磁场，在磁场周围一定存在电场(2)如图1449所示，在双缝干预实验中，S1与S2为双缝，P是光屏上一点，P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干预实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？图1449①A光在折射率为n＝1.5介质中波长为4×10－7 m；②B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°.【导学号：84370540】[解析](1)(1)做简谐运动物体每次通过同一位置时都具有一样加速度，但速度方向可能相反，选项A 错误；横波传播过程中，质点并不迁移，只是传播振动形式与能量，选项B 错误；一束光由介质斜射向空气，可能只发生全反射，选项C 正确；能够发生衍射与干预现象是波特性，选项D 正确；只有变化电场周围存在磁场，变化磁场周围存在电场，选项E 错误．(2)①设单色光A 在空气与介质中波长分别为λ1、λ2，根据n ＝λ1λ2可得λ1＝n ·λ2＝6×10－7 m 由题意可知，S 1、S 2到P 点光路程差Δx ＝2.1×10－6 m那么N 1＝Δx λ1＝72＝3.5倍，故P 点为暗条纹． ②根据临界角与折射率关系sin C ＝1n 得n ＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空气中波长λ3为λ3＝nλ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m. 所以N 2＝Δx λ3＝4，可见，用B 光作光源，P 点为亮条纹． [答案](1)ABE (2)①暗条纹 ②亮条纹。

(江苏专用)2019版高考物理大一轮复习第15单元光学电磁波相对论作业手册

第15单元光学电磁波相对论课时作业(三十七)第37讲光的折射、全反射时间/ 40分钟基础巩固1.(多选)一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图K37-1所示.i代表入射角,则 ()图K37-1A.当入射角i=0°时不会发生折射现象B.无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射D.当入射角i=arctan 时,反射光线跟折射光线恰好互相垂直E.当入射角大于临界角时,会发生全反射2.(多选)如图K37-2所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直径,M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD从D点射出,出射光线平行于AB.已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,则()图K37-2A.此玻璃的折射率为B.光线从B到D需用时C.若增大∠ABD,光线不可能在DM段发生全反射现象D.若减小∠ABD,从AD段射出的光线均平行于ABE.若∠ABD=0°,则光线从A点射出,传播方向不变,光的传播速度增大3.(多选)图K37-3所示为一直角三棱镜的横截面,∠bac=90°,∠abc=60°,一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜.已知棱镜材料的折射率n=,若不考虑原入射光在bc面上的反射光,则()图K37-3A.有光线从ab面射出B.有光线从ac面射出C.有光线从bc面射出,且与bc面斜交D.有光线从bc面射出,且与bc面垂直E.光线不可能从ab面射出,即在ab面发生全反射4.在“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图K37-4所示.在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察,并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时,应使 ()图K37-4A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像5.“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B,在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时,要使它.图K37-5所示是在白纸上留下的实验痕迹,其中直线a、a'是描在纸上的玻璃砖的两个边.根据该图可算得玻璃的折射率n= .(计算结果保留两位有效数字)图K37-56.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行.正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图K37-6所示.图K37-6(1)此玻璃的折射率计算式为n= (用图中的θ1、θ2表示).(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量.7.一顶角为直角的玻璃砖,放在空气中,一光束射入玻璃砖的一个侧面BC,如图K37-7所示,然后投射到它的另一个侧面AB.若该光束在玻璃砖中发生全反射的临界角为42°.(1)这束光线能否从侧面AB射出?(2)若光线能从侧面AB射出,则玻璃砖折射率应满足什么条件?图K37-78.半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图K37-8所示,O点为圆心,OO'为直径MN的垂线,足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直.一束复色光沿半径方向且与OO'成θ=30°角射向O点,已知复色光中为折射率从n1=的光,因而光屏上出现了彩色光带.(1)求彩色光带的宽度.(2)当复色光入射角逐渐增大时,光屏上的彩色光带将变成一个光点,则θ角至少为多少?图K37-89.如图K37-9所示的直角三角形ABC是玻璃砖的横截面,BC长度为L,∠A=30°,∠B=90°,E为BC边的中点.一束平行于AB的光束从AC边上的某点射入玻璃砖,进入玻璃砖后,在BC边上的E点被反射,EF 是其反射光线,且EF恰与AC平行.求:(1)玻璃砖的折射率;(2)从该光束射入玻璃砖开始计时,光束经BC边上的E点反射后,到紧接着的一次射出玻璃砖所需要的时间.图K37-910.[2017·河北唐山一中模拟]如图K37-10所示,某种透明玻璃球的折射率为,一束足够强的细光束在过球心的平面内以45°入射角由真空射入玻璃球,在玻璃球中发生多次反射,从各个方向观察玻璃球,能看到几束光线射出?其中最强的一束出射光与该细光束的夹角为多大?图K37-10课时作业(三十八)第38讲光的波动性电磁波相对论时间/ 40分钟基础巩固1.(多选)关于以下几种电磁波的作用,说法正确的是()A.用红外线热像仪检测发热病人,利用了物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同B.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片,因为紫外线波长短,分辨率高C.红外遥感技术利用了红外线的显著热效应D.验钞机之所以利用紫外线验钞是因为紫外线具有荧光效应E.阴极射线是一种频率极高的电磁波2.(多选)下面有关光纤及光纤通信的说法正确的是()A.光纤由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大B.光在光纤中传输利用了全反射的原理C.光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式,光波按其波长长短,依次可分为红外线、可见光和紫外线,但红外线和紫外线属不可见光,它们都不可用来传输信息D.光波和无线电波同属电磁波,光波的频率比无线电波的频率低,波长比无线电波的波长长,在真空中传播的速度大小都约为3.0×108 m/sE.光纤通信的主要优点是容量大,此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点3.(多选)下列说法正确的是()A.用光导纤维束传输图像和信息,利用了光的全反射原理B.紫外线比红外线更容易发生明显的衍射现象C.经过同一装置所得的干涉条纹,红光比绿光的条纹宽度大D.光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的E.光的偏振现象说明光是一种横波4.(多选)根据相对论原理,下列说法中正确的是()A.按照相对论来讲,一个真实的、静止质量不为零的物体,相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速cB.按照相对论及基本力学规律可推出质量和能量的关系为E=mc2C.某个静止质量为m0的物体,相对它静止的观察者测其质量为m=m0,能量为E=E0=m0c2,称为静止能量,这表明任何静止质量不为零的物体都储存着巨大的能量D.按照相对论来讲,物理规律在一切惯性参考系中可以具有不同的形式5.(多选)关于振动和波动,下列说法不正确的是()A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象B.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使景象更清晰C.无线电波的发射能力与频率有关,频率越高发射能力越弱D.一个单摆在海平面上的振动周期为T,那么将其放在某高山之巅,其振动周期一定变大E.根据单摆的周期公式T=2π,在地面附近,如果l→∞,则其周期T→∞6.(多选)下列关于波的说法正确的有()A.当波从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化B.光波从空气进入水中后,更容易发生明显的衍射现象C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者,则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低D.机械波、电磁波都满足v=λf,式中三个参量依次为波速、波长、频率E.电磁波具有偏振现象7.(多选)关于光在传播过程中所表现的现象,下列说法正确的是()A.雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象B.白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象C.涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色,说明增透膜增强了对淡紫色的透色程度D.夜间观看到天边星座的位置比实际位置偏高,这是光的折射现象E.利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长,容易发生明显的衍射现象8.(多选)[2018·贵阳一中月考]下列说法中不正确的是()A.赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实B.用单色平行光照射单缝,缝宽不变,光的波长越长,衍射现象越显著C.太阳光经过偏振片后,光强度减弱,且和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用衍射法检查平面的平整程度E.如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长大,这说明该星系正在远离我们而去9.(多选)利用图K38-1所示装置研究双缝干涉现象时,下列说法中正确的是()图K38-1A.将屏移近双缝,干涉条纹间距变窄B.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽C.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽D.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄10.如图K38-2所示,A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图A是光的(选填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径(选填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径.图K38-211.某同学用图K38-3甲所示的实验装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验,他用带有游标卡尺的测量头(如图乙所示)测量相邻两条亮条纹间的距离Δx.转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹)的中心,此时游标卡尺上的示数如图丙所示,再转动测量头的手轮,使分划板的中心刻线对齐第6条亮条纹的中心,此时游标卡尺上的示数情况如图丁所示,则图丁的示数x2= mm.如果实验所用双缝之间的距离d=0.20 mm,双缝到屏的距离L=60 cm.根据以上数据可得出光的波长λ= (保留1位小数)nm.图K38-312.如图K38-4所示,在“杨氏双缝干涉”实验中,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,则在这里出现的应是(选填“明条纹”或“暗条纹”).现改用波长为6.30×10-7 m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将(选填“变宽”“变窄”或“不变”).图K38-413.为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失,可在透镜表面涂一层增透膜,一般用折射率为1.38的氟化镁.为了使波长为5.52×10-7 m的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消,求所涂的这种增透膜的厚度.14.两个狭缝相距0.3 mm,位于离光屏50 cm处,现用波长为6000 Å的光照射双缝.(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少?(2)若将整个装置放于水中,那么两条相邻暗条纹间的距离是多少?(水的折射率为,1 Å=10-10 m)教师详解(作业手册)课时作业(三十七)1.BCD [解析] 当入射角i=0°时,光能从空气进入玻璃,故发生了折射现象,A错误;当入射角是90°时,根据折射定律n=,解得r=45°,所以无论入射角i是多大,折射角r都不会超过45°,B正确;欲使折射角r=30°,根据折射定律n=,解得i=45°,故C正确;当i=arctan ,有tan i=,设入射角为i,折射角为r,根据折射定律n==tan i,解得sin r=cos i,所以反射光线跟折射光线恰好互相垂直,故D正确;光从空气射入玻璃不会发生全反射,E错误.2.ABE[解析] 由题图可知,光线在D点的入射角为i=30°,折射角为r=60°,由折射率的定义得n=,故n=,A正确;光线在玻璃中的传播速度为v=c,由题图知BD=R,所以光线从B到D需用时t=,B正确;若增大∠ABD,则光线射向DM段时入射角增大,射向M点时入射角为45°,而临界角满足sin C==sin 45°,即光线可以在DM段发生全反射现象,C错误;要使出射光线平行于AB,则入射角必为30°,D错误;入射角为0°时,折射角为0°,光沿直线传播,传播速度增大,E正确.3.BDE[解析] 由棱镜材料的折射率n=可知,全反射临界角为45°,平行细光束在ab面上入射角为60°,大于临界角,发生全反射,反射光在ac面上入射角为30°,小于临界角,既有反射又有折射,光线在bc面上垂直射出,光路图如图所示,故B、D、E正确.4.C[解析] 由测定玻璃的折射率的实验过程可知,P3应挡住P1和P2的像,P4应挡住P2、P1的像和P3,以此来确定经过P1和P2的光线透过玻璃砖后的折射光线.5.挡住A、B的像及C 1.8(1.6~1.9均可)[解析] “测定玻璃的折射率”实验是利用大头针得到入射光线,在另一侧插入大头针挡住前面的A、B 的像来确定C,同样插入大头针D同时挡住A、B的像及C,C和D确定了出射光线,利用入射点和出射点的连线来确定折射光线,作出法线FG,连接OO',以O点为圆心画圆(圆未画出),分别交AB、OO'于E、Q两点,分别过E、Q向GF作垂线EG、FQ并用毫米刻度尺测其长度,如图所示,根据n=,可得n==1.8.6.(1)(2)大[解析] (1)据题意可知入射角为(90°-θ1),折射角为(90°-θ2),则玻璃的折射率为n=.(2)玻璃砖越宽,光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定,测量结果越准确,故应选用宽度大的玻璃砖来测量.7.(1)不能(2)n<[解析] (1)光路图如图所示,由于临界角C=42°,无论从侧面BC入射的入射角θ1多大,均有折射角θ2<42°,则在侧面AB的入射角θ'1=90°-θ2>48°,即入射角θ'1>C,发生全反射,故不能从侧面AB射出.(2)因θ2总小于临界角,要在AB面能射出,θ'1也应小于临界角.即θ2<C且θ'1=(90°-θ2)<C,计算得出C>45°.这就要求玻璃折射率n满足,故解出n<.8.(1)R (2)45°[解析] (1)由折射定律得解得β1=45°,β2=60°故彩色光带的宽度为Δx=R tan 45°-R tan 30°=R.(2)当所有光线均发生全反射时,光屏上的光带消失,反射光束将在PN上形成一个光点,则折射率为n1的单色光在玻璃砖的表面上恰好发生全反射时θ角最小,有s in C=则入射角θmin=C=45°.9.(1)(2)[解析] (1)作出光路图,光线在AC边的入射角为60°,折射角为30°,根据折射定律得玻璃砖的折射率n=.(2)因为发生全反射的临界角C满足所以光线在F点发生全反射,在E、H点不发生全反射.作出光束经BC面反射后的光路图如图所示因光在介质中的传播速度v=故时间t=.10.三束30°[解析] 光射入玻璃球的光路图如图所示,θ1=45°,由折射定律得n=,解得θ2=30°光在球面上同时发生折射和反射,且在玻璃球内3次反射后光路重复,所以从玻璃球射出的光线有三束,如图所示.第一次出射光线最强,设它与入射光线夹角为α.由折射定律得解得θ'1=45°由几何关系得α=(θ1-θ2)+(θ'1-θ'2)=30°.课时作业(三十八)1.ABD [解析] 物体的温度越高,它辐射的红外线越强,波长越短,红外线热像仪利用物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同检测发热病人,选项A正确;因为紫外线波长短,用紫外线拍摄指纹照片,分辨率高,选项B正确;红外遥感技术利用灵敏的红外线探测仪接收的物体发射的红外线探知物体的特征,选项C错误;紫外线具有荧光效应,可使钞票上的荧光物质发光,选项D正确;阴极射线实际是高速电子流,E错误.2.ABE[解析] 发生全反射的条件是光必须从光密介质射入光疏介质,即从折射率大的介质射入折射率小的介质,且入射角大于临界角,当内芯的折射率比外套的折射率大时,光在界面上才能发生全反射,选项A、B正确;只要是光波,就能够在光导纤维中传播,不管是可见光还是不可见光,都可以用来传输信息,选项C错误;光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短,选项D错误;光纤通信的优点有容量大、衰减小、抗干扰性强等,选项E正确.3.ACE [解析] 用光导纤维束传输图像和信息,利用了光的全反射原理,A正确;紫外线的频率比红外线的大,故波长比红外线的小,所以二者相比,红外线更容易发生明显的衍射现象,B错误;根据干涉条纹间距公式Δx=λ知,波长越长,条纹间距越大,因为红光的波长大于绿光的波长,所以经过同一装置所得的干涉条纹,红光比绿光的条纹宽度大,C正确;光的折射、干涉都能引起光的色散,D错误;偏振是横波特有的,光的偏振现象说明光是横波,E正确.4.ABC [解析] 按照相对论的结论m=,这表明高速运动的物体其质量的测量值会非常大,并随着速度趋于光速而无限增大,一个真实的物体,其质量是确定值、有限大的,所以按照相对论来讲,一个真实的、静止质量不为零的物体,相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c,A正确;质能关系式能按照相对论及基本力学规律推出,B正确;根据质能方程E=mc2的意义知,C正确;按照狭义相对论的基本假设,物理规律在一切惯性参考系中都是相同的,D错误.5.ACE[解析] 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射现象,选项A错误;在照相机镜头前装上一个偏振滤光片,利用了光的偏振原理,当偏振片的方向与偏振光的方向平行时,允许偏振光通过,当它们相互垂直时,偏振光不能通过,在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可以减弱反射光,使照片清楚,选项B正确;无线电波的发射能力与频率有关,频率越高发射能力越强,选项C错误;单摆的周期公式T=2π,当其放在某高山之巅时,因重力加速度变小,故其振动周期一定变大,选项D正确;根据单摆的周期公式T=2π,在地面附近,如果L→∞,则重力加速度变化,故选项E错误.6.ADE[解析] 波在传播过程中波速和波长会变化,始终不变的量是频率,A正确;光从空气进入水中后,波长减小,更不容易发生明显的衍射现象,B错误;根据多普勒效应可知,当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的波信号的频率升高,C错误;公式v=fλ适用于任何波,D正确;电磁波是横波,横波具有偏振现象,E正确.7.BDE[解析] 雨后天空出现的彩虹是光的折射现象,故A错误;白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是由于不同色光折射率不同而产生的色散现象,故B正确;照相机镜头所涂增透膜的厚度是绿光在薄膜中的波长的,从薄膜前、后表面反射的绿光发生干涉相互抵消,即大部分通过增透膜和镜头,红色和紫色光反射后则不发生干涉,所以人眼看到镜头呈淡紫色,故C错误;夜间观看到天边星座的位置比实际位置高,这是光的折射现象,故D正确;波长越长,越容易发生明显的衍射现象,利用红外线进行遥感是因为红外线的波长大,容易发生明显的衍射现象,故E正确.8.ACD[解析] 麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹用实验加以证实,故A错误;用单色平行光照射单缝,缝宽不变,光的波长越长,则衍射现象越显著,故B正确;太阳光中的可见光是电磁波的一种,电磁波的速度等于光速,医院“B超”中的超声波属于机械波,传播速度不同,故C错误;磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以利用光的干涉,依据光程差是半个波长的奇数倍时,振动减弱,而光程差是半个波长的偶数倍时,振动加强,从而检查平面的平整程度,故D错误;根据多普勒效应可知,来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长大,由c=λf知接收到的波的频率变小,说明该星系正在远离我们而去,故E正确.9.ABD [解析] 由条纹间距公式Δx=λ,d指双缝间距离,l指双缝到屏的距离,可知只增大λ,Δx 变大;只增大d,Δx变小;只减小l,Δx变小;Δx与单、双缝间距无关.故A、B、D正确.10.衍射小于[解析] A中出现明暗相间的条纹,B中出现圆形亮斑.只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟光波波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象.图A是光的衍射图样,图B的形成可以用光的直线传播解释.所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小.11.8.95590.0[解析] 由游标卡尺的读数规则可得x2=8 mm+19×0.05 mm=8.95 mm.由Δx=λ,Δx=,x1=2×0.05 mm=0.10 mm,解得λ=590.0 nm.12.暗条纹变宽[解析] 因为,即P点距双缝S1、S2的路程差为半波长的奇数倍,所以出现暗条纹.根据条纹间距公式Δx=λ知,当单色光的波长变长时,条纹间距变宽.13.1×10-7 m[解析] 设绿光在真空中的波长为λ0,在增透膜中的波长为λ,由折射率与光速的关系、光速与波长及频率的关系得n=即λ=那么增透膜的厚度d= m=1×10-7 m14.(1)1 mm(2)0.75 mm[解析] (1)Δx= m=1×10-3 m=1 mm.(2)λ'=Å=4500 ÅΔx'= m=0.75 mm.11。

全国通用近年高考物理大一轮复习第十四章振动和波光相对论课时达标40光的波动性电磁波和相对论(202

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课时达标第40讲光的波动性电磁波和相对论［解密考纲]考查光的干涉、衍射条件、干涉条纹和衍射条纹的区别、干涉条纹宽度的计算、电磁波的理解、狭义相对论的简单了解．1．关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( B）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．2．下列说法正确的是( B）A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．X射线与γ射线的产生机理不同,因此它们的频率范围界线分明，不可能重叠解析麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性．X射线是原子的内层电子受激发而产生的，γ射线是原子核受激发而产生的,产生机理确实不同，但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射线与较低频率的γ射线产生了重叠,其他相邻电磁波间也存在重叠．综上所述，选项A、D错误，选项B与事实一致，选项C与事实相反．所以只有选项B正确．3．验钞机发出的电磁波能使钞票上用于防伪的荧光物质发光,电视机的遥控器用它发出的电磁波来控制电视机．对于它们发出的电磁波，下列判断正确的是( D）A．它们发出的都是红外线B．它们发出的都是紫外线C．验钞机发出的是红外线,遥控器发出的是紫外线D．验钞机发出的是紫外线,遥控器发出的是红外线解析激发荧光物质发出荧光的是紫外线,用来控制电视机的遥控器发出的电磁波属于红外线，选项D正确．4．太阳表面的温度约为6 000 K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段；人体的温度约为310 K，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外线波段;宇宙空间内的电磁辐射相当于温度为3 K的物体发出的，这种辐射称为“3 K背景辐射"．若要对“3 K背景辐射”进行观测研究,则应选择的观测波段为( D）A．X射线B．γ射线C．紫外线D．无线电波解析无线电波用于通信、广播及其他信号传输．天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究．选项D正确．5．惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象可能是（C)解析由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变，故选项C正确．6．(多选)电子的电荷量为1.6×10－19C，质量为9。

高考物理一轮复习课时规范练38 光的波动性电磁波相对论(含答案)

课时规范练38光的波动性电磁波相对论基础对点练1.(多选)(波动性的理解)(2023浙江模拟)人类利用激光干涉法探测到13亿年前黑洞合并发出的传到地球的引力波,证实了爱因斯坦100多年前在广义相对论中有关引力波的预言。

如图所示,引力波是一种时空涟漪,其发现的意义就像一个失聪的人突然拥有了听觉,从此获得感知世界的新能力。

以下说法正确的是()A.人类可以从引力波中获得13亿年前的信息B.具有质量的物体能产生引力波C.干涉是波特有的性质,所以激光也是一种波D.引力波的传播需要空气作为介质2.(光的偏振)小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化。

下列说法能够解释这一现象的是()A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用3.(电磁振荡、电容器)(2022山东烟台期末)为了测量储液罐中液体的液面高度,有人设计了如图甲所示装置。

将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中,电容C可通过开关S与电感L或电源相连。

当开关从a拨到b时,由电感L与电容C 构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波,再使用图乙中的调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波,这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率,进而再通过振荡电路的振荡频率公式f=即可获知电容C的值(L值已知),从而测量储液罐内的液2π√LC面高度。

已知平行板电容器正对面积、间距一定的条件下,电容C两极板间充入电介质增加(液面上升)时,电容C增大。

则下列分析判断正确的是()A.该装置适用于测量任意种类液体的液面高度B.该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关C.当装置使用过久电源电动势减小时,测量的液面高度比真实值偏小D.当储液罐内的液面高度降低时,所测得的LC回路中电流的振荡频率变小4.(偏振、干涉现象)(2022广东佛山期末)下图为显微镜下大蓝闪蝶翅膀的光学结构示意图。

高考物理一轮复习 .2光的波动性电磁波相对论简介课时强化作业

取夺市安慰阳光实验学校课时强化作业五十光的波动性、电磁波、相对论简介一、选择题1．关于光的干涉现象，下列说法正确的是( )A ．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹B ．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹C ．把入射光由黄光换成紫光，两相邻明条纹间的距离变窄D ．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等解析：在波蜂与波峰叠加处，或在波谷与波谷叠加处，都是振动加强区，将出现亮条纹，选项A 错误；在双缝干涉实验中，出现亮纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为波长的整数倍，出现暗纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为半波长的奇数倍，选项B 正确；条纹间距公式Δx ＝ldλ，λ黄>λ紫，选项C 正确；薄膜干涉实验中的薄膜是“楔形”空气膜，干涉条纹是等间距的平行线时，说明被检测工件平整度很好，选项D 错误．答案：BC2．关于光的衍射，下列说法中错误的是 ( )A ．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B ．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C ．光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D ．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据解析：由光的衍射的定义知A 正确；光波的衍射无条件，B 错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C 正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据．D 正确．答案：B3．在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光．为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有( )A ．改用红光作为入射光B ．改用蓝光作为入射光C ．增大双缝到屏的距离D ．增大双缝之间的距离解析：根据条纹间距Δx ＝ld ·λ可知：要增大干涉条纹的间距，可增大λ，λ红>λ黄，选项A 正确；λ黄>λ蓝，选项B 错误；增大到屏的距离l ，Δx增大，选项C 正确；增大双缝间距d ，Δx 减小，选项D 错误．答案：AC4．如图所示，电灯S 发出的光先后经过偏振片A 和B ，人眼在P 处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析：自然光沿各个方向发散，且是均匀分布的．通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的偏振光．从电灯直接发出的光为自然光，选项A 错误；它通过A偏振片后变为偏振光，选项B正确；若A、B偏振片的透振方向相互垂直，则自然光通过这两个偏振片后光强为零，则P点无光亮，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；若将B转过90°，其透振方向与A平行，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，选项D正确．答案：BD5．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是( ) A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波解析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波也成立，故A对；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B对；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C对；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误．答案：D6．(江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图(甲)所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图(乙)所示．他改变的实验条件可能是( )A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源解析：根据条纹间距公式Δx＝Ldλ可知，若增大条纹间距可以采用的措施有：换用波长更长，频率更低的单色光源；减小双缝间的距离d，增大双缝到屏的距离L，故选项B正确．答案：B7．利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中正确的是( )A ．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B ．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C ．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D ．换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E ．去掉滤光片后，干涉现象消失解析：相邻亮条纹间距Δx ＝ldλ，A 选项中l 变小，间距变小，A 对；B选项中波长变大，间距变大，B 对；间距与单缝跟双缝间的距离无关，C 错；D选项中d 变大，间距变小，D 对；白炽灯发出的光不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉，是复色光的干涉，E 错．答案：ABD8．根据麦克斯韦电磁理论，下列叙述正确的是( )A ．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B ．变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C ．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D ．振荡的电场一定产生同频率的振荡的磁场解析：变化的电场周围才会产生磁场，恒定的电场周围不会产生磁场，同理，恒定的磁场周围也不会产生电场，所以A 项错．随时间做均匀变化的电场，其变化率是常量，故周围产生的磁场是恒定的，同理，均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的，所以选项B 、C 不对．电场周期性变化，其周围产生的磁场一定呈周期性变化，且变化周期相同，所以选项D 正确．答案：D9.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P 和Q ，A 点位于P 、Q 之间，B 点位于Q 右侧．旋转偏振片P ，A 、B两点光的强度变化情况是( )A ．A 、B 均不变B ．A 、B 均有变化C ．A 不变，B 有变化D ．A 有变化，B 不变解析：白炽灯光属于非偏振光，通过偏振片P 后的自然光变成了偏振光，当P 转动时，通过偏振片P 后光强不变，选项B 、D 错误；同时，P 的偏振方向发生变化，使B 处光强发生变化，选项A 错误，C 正确．答案：C10．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )A．用透明的平面样板检测光学平面的平整程度是利用光的偏振B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散D．用三棱镜观察白光可以看到彩色图样利用的是光的衍射解析：用透明的平面样板检测光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉，选项A错误；光学镜头上的增透膜利用了光的干涉，选项B正确；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射，选项C错误；用三棱镜观察白光可以看到彩色图样是光的色散现象，利用了光的折射原理，选项D错误．答案：B二、非选择题11．(高三月考)“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关．一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示．由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c(c 为真空中的光速)时，时钟的周期大约为________．在日常生活中，我们无法察觉时钟周期性变化的图象，是因为观察者相对于时钟的运动速度________．若在高速运行的飞船上有一只表，从地面上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________(填“快”或“慢”)了．解析：根据题图中数据可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.6c时，对应时钟的频率为0.4 Hz，则周期为2.5 s．日常生活中，我们无法察觉时钟周期变化的现象是因为观察者相对于时钟的运动速度远小于光速c，在高速运行状态下，一切物理、化学过程和生命过程都变慢．答案：2.5 s 远小于光速c慢12．如图所示，①②两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图①是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图①所对应的圆孔的孔径______(填“大于”或“小于”)图②所对应的圆孔的孔径．解析：①中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，②中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图①是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m数量级上，所以图①对应的圆孔的孔径比图②所对应的圆孔的孔径小．图②的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射小于13．(1)如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取________或________的方法．(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是________(填数字代号)．(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读下手轮的读数如图甲所示．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读下手轮的读数如图乙所示．则相邻两亮条纹的间距是________ mm.(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm 、双缝和光屏之间的距离是900 mm ，则待测光的波长是________m ．(取三位有效数字)解析：(1)由实验原理可知②③④分别是滤光片、单缝、双缝．由Δx ＝ldλ可知，要增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的办法有： ①增大双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒)； ②减小双缝之间的距离．(2)由于激光是相干光源，故可以去掉的部件是②、③.(3)甲图读数是0.045 mm ，乙图读数是14.535 mm ，它们的差值是14.490 mm ，中间跨越了10－1＝9个条纹间距，所以相邻两亮条纹间距是Δx ＝14.4909 mm＝1.610 mm.(4)光的波长λ＝Δx ·d l＝5.37×10－7m.答案：(1)滤光片单缝双缝增加双缝到光屏间的距离(或选用较长的遮光筒) 减小双缝之间的距离 (2)②③ (3)1.610 (4)5.37×10－7。

高三物理一轮复习课时作业5：光的波动性电磁波和相对论

第4讲光的波动性电磁波和相对论基础巩固题组1．(2013·大纲全国·14)下列现象中，属于光的衍射的是()A．雨后天空出现彩虹B．通过一个狭缝观察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出现彩色条纹2．(2014·四川·2)电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是() A．电磁波不能产生衍射现象B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同3．关于光的偏振现象，下列说法中正确的是()A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用4.如图1所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离图1C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光5．(多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是()A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场6．(多选)下列说法正确的是()A．赫兹预言了电磁波的存在并用实验加以证实B．在高速运动的火箭上的人认为火箭的长度并没有改变C．与平面镜相比，全反射棱镜的反射率最大，几乎可达100%D．单摆在驱动力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关E．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可以用衍射法检查平面的平整程度7．(多选)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度，如图2(a)所示，现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层，并用单色光照射，可观察到如图(b)所示的干涉条纹，条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处，下列判断中正确的是()图2A．N的上表面A处向上凸起B．N的上表面B处向上凸起C．条纹的c、d点对应处的薄膜厚度相同D．条纹的d、e点对应处的薄膜厚度相同8．(多选)下列说法正确的是()A．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理B．紫外线比红外线更容易发生衍射现象C．经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大D．光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的E．光的偏振现象说明光是一种横波9．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A．红外线比红光波长长，它的热作用很强B．X射线就是伦琴射线C．阴极射线是一种频率极高的电磁波D．紫外线的波长比伦琴射线的长，它的显著作用是荧光作用综合应用题组10．(2013·浙江·16)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画出了月全食的示意图，如图3所示，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()图3A．地球上有人用红色激光照射月球B．太阳照射到地球的红光反射到月球C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹11．惯性系S中有一边长为l的正方形(如图A所示)．从相对S系沿x方向以接近光速的速度匀速飞行的飞行器上测得此正方形的图形是()12．(多选)如图4所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是()图413．如图5所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的________(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的________(填“波动说”“微粒说”或“光子说”)．图514．两个狭缝相距0.3mm ，位于离光屏50cm 处，现用波长为6000Å的光照射双缝，求：(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少？(2)若将整个装置放于水中，那么两条相邻暗条纹间的距离是多少？(水的折射率为43，1Å＝10－10m)答案解析1．B 2.C 3.B 4.C5．BD[变化的电场产生磁场有两层含义：①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．振荡的电场产生同频率的振荡的磁场．均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B、D正确，A、C错．]6．BCD7.AC8．ACE[用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，所以A正确；紫外线的频率比红外线大，故波长比红外线小，所以二者相比红外线更容易发生衍射现象，B错误；根据条纹间距公式Δx＝lλ知，波长越长，条纹间距越大，因为红光的波长大于绿光的d波长，所以经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大，故C正确；光的折射、衍射都能引起光的色散，所以D错误；偏振是横波特有的，光的偏振现象说明光是一种横波，所以E正确．]9．ABD[在电磁波谱中，红外线的波长比可见光的长，而红光属于可见光，故选项A正确．X 射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长很短的电磁波，故选项B正确．阴极射线与电磁波有着本质的不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中可能会偏转，电磁波在真空中的速度是3×108m/s，而阴极射线的速度总是小于3×108m/s，阴极射线实际是高速电子流，故选项C错误．紫外线的显著作用是荧光作用，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，且紫外线的波长比伦琴射线的长，故选项D正确．] 10．C[同种介质对频率大的光折射率大，太阳光中红光的频率最小，经大气层时偏折的程度最小．小明在月全食时，看到月亮呈现暗红色，是因为太阳光中的部分红光经地球大气层折射到月球，故选项C正确．]11．C[根据相对性原理，当正方形沿x方向以接近光速的速度匀速飞行时，在运动方向上会出现尺缩效应，而在垂直于运动方向上则不会出现尺缩效应，故C正确．]12．AD[因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线，故选项B错误；根据干涉图样，a光的干涉条纹间距较大，所以a光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小，选项A正确；由于a光的折射率小，临界角较大，则更不易发生全反射，选项C错误，D正确．]13．衍射波动说解析圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，一定不是光的直线传播现象造成的，是光在传播过程中绕过障碍物形成的现象，属于光的衍射，衍射是波的特性，所以这一实验支持了光的波动说．14．(1)1mm(2)0.75mm解析本题利用公式Δx＝ldλ进行计算．(1)Δx＝ld λ＝0.5×6×10－70.3×10－3m＝1×10－3m＝1mm.(2)λ′＝λn ＝600043Å＝4500ÅΔx′＝ld λ′＝0.5×4.5×10－70.3×10－3m＝0.75mm.。

2019届高考物理一轮复习第十四单元选考部分14_4光的波动性电磁波相对论简介配套课件新人教版选修3_4

(2016·天津)如图所示是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )
A．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比 b 光的大 B．从同种介质射入真空发生全反射时 a 光临界角大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a 光的饱和电流大 D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生 a 光的能级能量差大
考点四电磁场和电磁波 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．电磁波和机械波的比较
机械波
电磁波
产生
质点的振动
周期性变化的电磁场
传播介质
传播需要介质
传播不需要介质
波速由介质决定，与频率无关与介质及频率都有关
类型
横波或纵波
横波
3.电磁波是横波电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示．
三、光的偏振自然光
在垂直于光的传播方向的平面内，光沿任意方向振动，且各个方向光振动的强度相同．
偏振光在垂直于光波传播方向的平面上偏振片形成偏振光． (2)让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．
两种现象比较项目
单缝衍射
双缝干涉
不条纹宽度条纹宽度不等，中央最宽条纹宽度相等
同条纹间距各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
点亮度情况中央条纹最亮，两边变暗条纹清晰，亮度基本相等
相同点
干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹
在单缝衍射实验中，下列说法中正确的是( ) A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄 B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽

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课时分层作业四十二光的波动性电磁波相对论(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分)1.(多选)下列有关光学现象的说法中正确的是( )A.用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用B.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象C.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使景象更清晰D.经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度E.激光测距是应用了激光平行性好的特点【解析】选C、D、E。

用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用,A错误;太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的色散现象,是光的折射的结果,B错误;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可减弱反射光,从而使景象更清晰,C正确;红光的波长比绿光的波长长,根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度,D正确;激光的平行性好,常用来精确测距,E正确。

2.(2016·上海高考)在双缝干涉实验中,屏上出现了明暗相间的条纹,则( ) A.中间条纹间距较两侧更宽B.不同色光形成的条纹完全重合C.双缝间距离越大条纹间距离也越大D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹【解析】选D。

据干涉图样的特征可知,干涉条纹特征是等间距、彼此平行,故选项A错误;不同色光干涉条纹分布位置不相同,因此选项B错误;据公式Δx=λ可知,双缝间距d越大,干涉条纹间距越小,故选项C错误;遮住一条缝后,变成了单缝衍射,光的衍射也有衍射条纹,故选项D正确。

3.(多选)下列说法正确的是( )A.偏振光可以是横波,也可以是纵波B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C.医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D.X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率【解析】选B、C、E。

偏振是横波的特有现象,光的偏振现象说明光是横波,故A错误;照相机的镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,照相机的镜头呈现淡紫色,因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色,而膜的厚度是唯一的,所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头,一般情况下都是让绿光全部进入的,这种情况下,在可见光中看到的镜头反光,其颜色就是蓝紫色,因为反射光中已经没有了绿光,故B正确;用光导纤维传播信号是利用了光的全反射,C正确;X射线穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误;根据多普勒效应可知声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率,E正确。

4.(多选)(2018·唐山模拟)下列说法正确的是( )A.光导纤维传输信号是利用光的干涉现象B.全息照相利用了激光相干性好的特性C.光的偏振现象说明光是横波D.X射线比无线电波更容易发生干涉和衍射现象E.刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象【解析】选B、C、E。

光导纤维传输信号是利用光的全反射现象,选项A 错误;全息照相利用了激光相干性好的特性,选项B正确;光的偏振现象说明光是横波,选项C正确;X射线比无线电波波长小,不容易发生干涉和衍射现象,选项D错误;刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象,选项E正确。

5.如图所示,半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向,一束横截面半径略小于R的平行自然光正对着偏振片P照射后射到屏上,现以光的传播方向OO′为轴将偏振片P旋转90°,则在偏振片P旋转的过程中( )A.屏上出现圆形亮斑,亮度不变B.屏上出现圆形亮斑,亮度变暗C.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹,且亮度不变D.屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹,亮度变暗【解析】选A。

圆柱形光束通过偏振片后,屏幕上出现圆形亮斑,偏振片是让特定方向振动的光透过去,只是相对光源的亮度减弱,故屏幕上依然出现圆形亮斑,C、D错误;自然光包含在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同,故转动偏振片,透射方向虽然改变,但屏上依然是圆形亮斑,且亮度不变,A正确,B错误。

6.(多选)以下说法正确的是( )A.太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的干涉原理B.在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C.在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,衍射现象很明显D.宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时,地球上的人观察到飞船上的时钟变快E.液晶显示器应用光的偏振制成【解析】选A、B、E。

太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的干涉原理,选项A正确;在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率,只是在驱动力的频率等于物体的固有频率时会发生共振现象,选项B正确;根据光发生明显衍射的条件可知,只有当障碍物的尺寸比光的波长小或相近时,才会发生明显衍射,故C选项错误;宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时,根据相对论效应,地球上的人观察到飞船上的时钟变慢,故D错误;液晶显示器应用光的偏振制成,选项E正确。

故选A、B、E。

7.(多选)(2018·福州模拟)下列说法中正确的是( )A.水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象B.雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D.红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同E.狭义相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的【解析】选C、D、E。

水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时,有一部分光发生了全反射现象,选项A错误;均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场,不能形成电磁波,雷达发射的电磁波一定是由周期性变化的电场或周期性变化的磁场产生的,选项B错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光,选项C正确;红色和蓝色激光频率不同,在同一种介质中传播时波速不同,波长不同,而红色和蓝色激光在不同介质中传播时波长可能相同,选项D正确;狭义相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的,选项E正确。

8.(多选)电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下面说法中正确的是( )A.手机通话使用的无线电波,波长比可见光长B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线C.电磁波不能发生偏振现象D.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领E.夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射【解析】选A、D、E。

手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光,A 对;遥控器采用的是红外线而不是紫外线,B错;电磁波是横波,可以发生偏振现象,C选项错误;机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X 射线的穿透本领,D对;夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射,E对。

二、非选择题(本题共2小题,共36分。

需写出规范的解题步骤)9.(16分)如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20 mm的双缝屏。

然后,接通电源使光源正常工作。

已知像屏与双缝屏间的距离L=700 mm。

(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺)上有20分度。

某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示,则此示数为mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与某条纹B 中心对齐,测得A条纹到B条纹间的距离为8.40 mm。

利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ= m(保留2位有效数字)。

(2)另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象很明显。

若他对实验装置进行改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。

以下改动可能会实现这个效果的是。

A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间B.仅将单缝与双缝间距增大少许C.仅将单缝与双缝的位置互换D.仅将红色滤光片换成绿色滤光片【解析】(1)测量头上的示数为5×0.05 mm=0.25 mm;A条纹与B条纹间的距离为8.40 mm,共5个条纹间隔,则相邻条纹间隔Δx=1.68 mm,由Δx=错误！未找到引用源。

λ,解得色光的波长为λ=4.8×10-7 m。

(2)根据公式Δx=错误！未找到引用源。

λ知,若要使观察到清晰的条纹数目增加,即减小条纹间距,则需要减小色光的波长λ,即将红色滤光片换成绿色滤光片,D正确。

答案:(1)0.25 4.8×10-7(2)D【加固训练】(2018·武汉模拟)某同学在“用双缝干涉测光的波长”实验中,已知单缝片与双缝片间的距离为d1,双缝间距离为d2,双缝片到毛玻璃屏间距离为L,实验时先移动测量头上的手轮,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲所示),记下游标卡尺的读数x A= mm(如图丙所示);然后转动手轮,把分划线向右边移动,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时(如图乙所示),记下此时游标卡尺的示数(如图丁所示)x B= mm。

计算实验中红光波长的表达式为λ=(用字母d1或d2及L、x A、x B表示)。

【解析】游标卡尺读数等于主尺读数加上游标尺读数,不需估读。

图丙主尺读数是11 mm,游标尺与主尺对齐的刻度是4,读数是:0.1×4mm=0.4 mm,故x A=11.4 mm。

图丁主尺读数是16 mm,游标尺与主尺对齐的刻度是7,读数是:0.1×7 mm=0.7 mm,故x B=16.7 mm。

再根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ,实验中红光波长的表达式为:。

答案:11.4 16.710.(20分)激光已经深入到我们生活的各个方面。

某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。

(1)如图所示,在水平面上方适当位置固定激光光源,使其发射与水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M点呈现一小光斑。

放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖,激光光斑移至水平光屏上的N点。

测得玻璃砖厚度为d= cm, MN=b=2 cm。

根据以上信息,求该玻璃砖的折射率n。

(2)为测量该激光的波长,将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽略),在双缝后面距离为L处的光屏上可以观察到干涉条纹。

现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a,求该激光的波长。

【解题指导】解答本题应关注以下两点:(1)利用几何关系求得入射角和折射角的正弦值,再应用n=求n。