天津2021届高考物理一轮章节复习精讲精练之光的波动性 电磁波 相对论Word版含答案

第十二章第4讲光的波动性电磁波相对论
一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)
1．在杨氏双缝干涉试验中假如()
A．用白光作为光，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光作为光，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹
D．用紫光作为光，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
【解析】用白光作杨氏双缝干涉试验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光，屏上将呈现红色条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；紫光作光，遮住一条狭缝，屏上消灭单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D错．
【答案】 B
2．关于光的性质，下列说法正确的是()
A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度
B．双缝干涉说明光具有粒子性
C．光在同种均匀介质中沿直线传播
D．光的偏振现象说明光是纵波
【解析】由折射率公式n ＝c
v
＞1可得选项A错误；干涉、衍射是波所特有的现象，所以选项B错误；由常识得选项C正确；光的偏振现象说明光是横波，故选项D错误．
【答案】 C
3．下面对增透膜的叙述，不正确的有()
A．摄影机的镜头上涂一层增透膜后，可提高成像质量
B．增透膜是为了增加光的透射，削减反射
C．增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的1/4
D．增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的1/4
【解析】增透膜的作用是增大透射光，入射光线在前后两个面发生两次反射，光程差为厚度的两倍，当光程差为半波长的奇数倍时两个反射光线叠加振动减弱，所以厚度应为入射光在真空中波长的1/4，D对．
【答案】 D
4．(2022·广西百所高中联考)如图12－4－15所示a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是()
图12－4－15
A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．同时增大入射角(入射角始终小于90°)，则a光在下表面先发生全反射D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
【解析】各种光在真空中的光速相同，选项A错误；依据题图，入射角相
同，a光的折射角较大，所以a光的折射率较小，由光在介质中的光速v＝c
n
得，a 光在介质中的光速较大，选项B错误；两束光经玻璃砖后，要平行于入射光方向从下表面射出，不会发生全反射，C错误；a光的折射率较小，波长较长，依据公
式Δx＝l
dλ可知，对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽，选项D正确．
【答案】 D
5．(2021·四川高考)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．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
D．麦克斯韦第一次用试验证明白电磁波的存在
【解析】电磁波的传播不需要介质，真空、空气以及其他介质都能传播电磁波，选项A错误；依据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场产生稳定的磁场，只有不均匀变化的电场或不均匀变化的磁场才能产生电磁波，选项B错误；做变速运动的电荷会产生变化的电场，故选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用试验证明白电磁波的存在，选项D错误．
【答案】 C
6．在单缝衍射试验中，下列说法中正确的是()
A．将入射光由绿色换成黄色，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，衍射条纹间距变窄
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄
【解析】当光通过单缝发生衍射时，衍射现象明显与否、光屏上条纹宽度及亮度与入射光的波长、缝宽及缝到屏的距离有关．当单缝宽度肯定时，波长越长，衍射现象越明显，条纹间距也越大，即光偏离直线传播的路径越远；当光的波长肯定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；光的波长肯定、单缝宽度也肯定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距会变宽．【答案】 D
7．下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中，正确的是()
A．在光的双缝干涉试验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽
B．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹
C．有名的泊松亮斑是光的衍射现象
D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性；大量光子表现出波动性，少量光子表现出粒子性
【解析】光的双缝干涉试验中，条纹间距与波长成正比，所以在光的双缝干涉试验中，将入射光由绿光转变紫光，绿光波长长，则条纹间隔将变窄，选项A错误．选项B是发生薄膜干涉，形成彩色条纹，所以选项B正确．易知选项C 和选项D也是正确的．
【答案】BCD
8．有关偏振和偏振光的下列说法中正确的是()
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．当自然光从空气斜射到玻璃时，折射光和反射光都是偏振光
C．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，光振动沿着特定方向的光是偏
振光
D．在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清楚
【解析】标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，A错误．当自然光从空气斜射到玻璃时，折射光和反射光只有部分是偏振光，B错误．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，光振动沿着特定方向的光是偏振光，C 正确．在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清楚，D正确．
【答案】CD
9．如图12－4－16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12－4－16
【解析】本题考查的是双缝干涉及光的折射问题，a光的条纹间距大，说明a光波长大于b光波长，b光频率高于a光，A选项正确是由于a光折射率应小于b光；B选项错误是出射后应平行于入射光；C和D选项涉及全反射问题，b光折射率大，故b光临界角小于a光；故D选项正确．
【答案】AD
10．下列有关光现象的说法中正确的是()
A．在太阳光照射下，水面上油膜消灭彩色花纹是光的色散现象
B．在光的双缝干涉试验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄
C．光纤通信应用了光的全反射原理
D．光的偏振现象说明光是一种横波
【解析】太阳光照射下的油膜消灭的彩色花纹是从油膜上下两个表面反射出的光线干涉的结果，不是色散，故A项错误；在双缝干涉试验中，得到的条纹
间距Δx ＝L
dλ，若仅将入射光由绿光改为红光，光的波长λ变大，则条纹间距Δx 变宽，故B项错误；光纤通信是利用全反射传递光信号的，故C项正确；光波是电磁波，是横波，故D项正确．
【答案】CD
二、非选择题(本大题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
11．(14分)如图12－4－17所示，A、B、C、D代表双缝产生的四种干涉图样，回答下面问题：
图12－4－17
(1)假如A 图样是红光通过双缝产生的，那么换用紫光得到的图样用________图样表示最合适．
(2)假如将B 图样的双缝距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．
(3)假如将A 图样的双缝到屏的距离变小，那么得到的图样用________图样表示最合适．
(4)假如将A 图样的装置从空气移入水中，那么得到的干涉图样用________图样表示最合适．
【解析】 利用Δx ＝l
d λ公式知，光由红光换成紫光时，λ变小， 相应Δx 也变小，(1)中应选C ；双缝距离d 减小时，Δx 变大，(2)中应选D ；双缝到屏的距离l 变小，得到的图样的Δx 变小，(3)中应选C ；将装置从空气移入水中时，波长λ减小，Δx 也减小，(4)中应选C.
【答案】 (1)C (2)D (3)C (4)C
12．(16分)用某一单色光做双缝干涉试验时，已知双缝间距离为0.25 mm ，在距离双缝为1.2 m 处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.
(1)求这种单色光的波长；
(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少？
【解析】 (1)依据公式Δx ＝l d λ，得λ＝d
l Δx 由题意知Δx ＝
x n －1＝7.55－1
×10－3 m l ＝1.2 m ，d ＝0.25×10－3 m
所以λ＝d
l Δx ＝0.25×10－3×7.5×10－31.2×4 m ＝3.9×10－7 m.
(2)依据公式n ＝c v ，c ＝λf ，v ＝λ′f 知n ＝λ
λ′
λ′＝λn ＝3.9×10－
7
1.3 m ＝3.0×10－7 m
故增透膜厚度d ＝1
4λ′＝7.5×10－8 m. 【答案】 (1)3.9×10－7 m (2)7.5×10－8 m。