2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第4講 光的波動(dòng)性 電磁波和相對(duì)論講義（含解析）教科版.docx
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第4講 光的波動(dòng)性 電磁波和相對(duì)論 一、光的干涉、衍射和偏振 1.光的干涉 (1)定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象. (2)條件：兩束光的頻率相同、相位差恒定. (3)雙縫干涉圖樣特點(diǎn)：?jiǎn)紊庹丈鋾r(shí)，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時(shí)，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋. 2.光的衍射 發(fā)生明顯衍射的條件：只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長(zhǎng)相差不多，甚至比光的波長(zhǎng)還小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯. 3.光的偏振 (1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同. (2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)的光. (3)偏振光的形成 ①讓自然光通過偏振片形成偏振光. ②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光. (4)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波. 自測(cè)1 (多選)下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是( ) 答案 BC 解析 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、電磁波和相對(duì)論 1.電磁場(chǎng)、電磁波、電磁波譜 (1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng). (2)電磁波 ①電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成電磁波. ②電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同(都等于光速). ③不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小. ④v＝λf，f是電磁波的頻率. (3)電磁波的發(fā)射 ①發(fā)射條件：開放電路和高頻振蕩信號(hào)，所以要對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻). ②調(diào)制方式 a.調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變. b.調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變. (4)無線電波的接收 ①當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相等時(shí)，激起的振蕩電流最強(qiáng)，這就是電諧振現(xiàn)象. ②使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路. ③從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號(hào)的過程，叫做檢波.檢波是調(diào)制的逆過程，也叫做解調(diào). (5)電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長(zhǎng)的大小順序把它們排列成譜叫做電磁波譜. 按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線. 2.相對(duì)論 (1)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè) ①狹義相對(duì)性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的. ②光速不變?cè)恚赫婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的，光速和光源、觀測(cè)者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系. (2)質(zhì)速關(guān)系 ①物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系： m＝. ②物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要大于靜止時(shí)的質(zhì)量m0. (3)質(zhì)能關(guān)系 用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為：E＝mc2. 自測(cè)2 關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是( ) A.電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息 B.手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波 C.太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同 D.遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線波長(zhǎng)相同 答案 B 解析 電磁波和聲波都能傳遞信息，比如人們之間的語言交流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波，選項(xiàng)B正確；太陽光中的可見光屬于電磁波，而“B超”中的超聲波屬于機(jī)械波，它們的傳播速度不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)比X射線波長(zhǎng)大得多，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 自測(cè)3 關(guān)于狹義相對(duì)論的說法，不正確的是( ) A.狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 B.狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運(yùn)動(dòng)無關(guān) C.狹義相對(duì)論只涉及無加速運(yùn)動(dòng)的慣性系 D.狹義相對(duì)論在任何情況下都適用 答案 D 命題點(diǎn)一 光的干涉現(xiàn)象 1.雙縫干涉 (1)條紋間距公式：Δx＝λ，對(duì)同一雙縫干涉裝置，光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，干涉條紋的間距越大. (2)明暗條紋的判斷方法： 如圖1所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點(diǎn)的路程差為Δr＝r2－r1. 圖1 當(dāng)Δr＝kλ(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋. 當(dāng)Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)時(shí)，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋. 2.薄膜干涉 (1)形成原因：如圖2所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形.光照射到薄膜上時(shí)，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加. 圖2 (2)明暗條紋的判斷方法： 兩個(gè)表面反射回來的兩列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍. 在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋. 在Q處，Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋. 類型1 光的雙縫干涉 例1 如圖3所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1和S2距離之差為2.110－6m，今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？ 圖3 (1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長(zhǎng)為410－7m； (2)已知B光在某種介質(zhì)中波長(zhǎng)為3.1510－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37(sin37＝0.6，cos37＝0.8)； (3)若用A光照射時(shí)，把其中一條縫遮住，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象. 答案 (1)暗條紋 (2)亮條紋 (3)見解析 解析 (1)設(shè)A光在空氣中波長(zhǎng)為λ1，在介質(zhì)中波長(zhǎng)為λ2，由n＝＝得 λ1＝nλ2＝1.5410－7m＝610－7m 根據(jù)路程差Δr＝2.110－6m 所以N1＝＝＝3.5 由此可知，從S1和S2到P點(diǎn)的路程差Δr是波長(zhǎng)λ1的3.5倍，所以P點(diǎn)為暗條紋. (2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC＝得 n＝＝ 由此可知，B光在空氣中波長(zhǎng)λ3為 λ3＝nλ介＝3.1510－7m＝5.2510－7m 所以N2＝＝＝4 可見，用B光做光源，P點(diǎn)為亮條紋. (3)光屏上仍出現(xiàn)明暗相間的條紋，但中央條紋最寬最亮，兩邊條紋變窄變暗. 變式1 關(guān)于楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是( ) A.單縫的作用是獲得頻率相同的兩相干光源 B.雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源 C.光屏上距兩縫的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋 D.照射到單縫的單色光的頻率越高，光屏上出現(xiàn)的條紋越寬 答案 B 解析 單縫的作用是獲得一束細(xì)光，故A錯(cuò)誤；雙縫的作用是獲得兩個(gè)振動(dòng)情況相同的相干光源，B正確；屏上出現(xiàn)暗條紋處距兩縫的路程差等于半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，故C錯(cuò)誤；單色光的頻率越高，波長(zhǎng)越短，根據(jù)Δx＝λ，知相鄰條紋的間距越小，條紋越窄，故D錯(cuò)誤. 類型2 光的薄膜干涉 例2 劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖4甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點(diǎn)： 圖4 (1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等； (2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差恒定. 現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋( ) A.變疏B.變密C.不變D.消失 答案 A 解析 如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A正確. 變式2 一個(gè)半徑較大的透明玻璃球體，截取其下面的一部分，然后將這一部分放到標(biāo)準(zhǔn)的水平面上，現(xiàn)讓單色光豎直射向截面，如圖5所示，在反射光中看到的是( ) 圖5 A.平行的明暗相間的直干涉條紋 B.環(huán)形的明暗相間的干涉條紋 C.只能看到同顏色的平行反射光 D.一片黑暗 答案 B 命題點(diǎn)二 光的衍射和偏振現(xiàn)象 1.對(duì)光的衍射的理解 (1)波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯.在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別. (2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長(zhǎng)比障礙物小得多時(shí)，光才可以看做是沿直線傳播的. 2.單縫衍射與雙縫干涉的比較 單縫衍射 雙縫干涉 不 同 點(diǎn) 條紋 寬度 條紋寬度不等，中央最寬 條紋寬度相等 條紋 間距 各相鄰條紋間距不等 各相鄰條紋等間距 亮度 情況 中央條紋最亮，兩邊變暗 條紋清晰，亮度基本相同 相同點(diǎn) 干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋 3.光的干涉和衍射的本質(zhì) 光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認(rèn)為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的. 4.光的偏振 (1)自然光與偏振光的比較 類別 自然光(非偏振光) 偏振光 光的 來源 從普通光源發(fā)出的光 自然光通過起偏器后的光 光的振 動(dòng)方向 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿任意方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同 在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿特定方向 (2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機(jī)鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等. 例3 如圖6所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋).在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是( ) 圖6 A.紅黃藍(lán)紫 B.紅紫藍(lán)黃 C.藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫 答案 B 解析 雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋.雙縫干涉條紋的寬度(即相鄰亮、暗條紋間距)Δx＝λ，紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光干涉條紋間距大于藍(lán)光干涉條紋間距，即1、3分別對(duì)應(yīng)于紅光和藍(lán)光.而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，2、4分別對(duì)應(yīng)于紫光和黃光.綜上所述，1、2、3、4四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確. 例4 奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量.偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品的含糖量了.如圖7所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間. 圖7 (1)偏振片A的作用是_______________________________________________________. (2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種________. (3)以下說法中正確的是________. A.到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱 B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱 C.將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于α D.將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α 答案 (1)把自然光變成偏振光 (2)橫波 (3)ACD 變式3 讓太陽光垂直照射一塊遮光板，板上有一個(gè)可以自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時(shí)，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)( ) A.由大變小的三角形光斑，直至光斑消失 B.由大變小的三角形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失 C.由大變小的三角形光斑，明暗相間的條紋，直至黑白色條紋消失 D.由大變小的三角形光斑、圓形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失 答案 D 解析 當(dāng)孔足夠大時(shí)，由于光的直線傳播，所以屏上首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著孔繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽的像，故為小圓形光斑，隨著孔的進(jìn)一步縮小，當(dāng)尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)明暗相間的彩色條紋，最后隨孔的閉合而全部消失，故D正確. 命題點(diǎn)三 電磁波與相對(duì)論 1.對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解 2.對(duì)電磁波的理解 (1)電磁波是橫波.電磁波的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、傳播方向三者兩兩垂直，如圖8所示. 圖8 (2)電磁波與機(jī)械波的比較 名稱 項(xiàng)目 電磁波 機(jī)械波 產(chǎn)生 由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生 由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生 波的特點(diǎn) 橫波 縱波或橫波 波速 在真空中等于光速c＝3108m/s 在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s) 是否需要 介質(zhì) 不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播) 必須有介質(zhì)(真空中不能傳播) 能量傳播 電磁能 機(jī)械能 類型1 對(duì)電磁波的理解 例5 (多選)(2016全國(guó)卷Ⅱ34(1))關(guān)于電磁波，下列說法正確的是( ) A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波 C.電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失 答案 ABC 解析 電磁波在真空中傳播速度等于光速，與頻率無關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā)得到的，B正確；電磁波傳播方向與電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向均垂直，C正確；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯(cuò)誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會(huì)在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，E錯(cuò)誤. 變式4 如圖9所示，我國(guó)成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國(guó)雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑，米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長(zhǎng)在1～10m范圍內(nèi)，則對(duì)該無線電波的判斷正確的是( ) 圖9 A.米波的頻率比厘米波頻率高 B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播 C.同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象 D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 答案 C 解析 根據(jù)f＝可知，電磁波的波長(zhǎng)越大，頻率越低，故米波的頻率比厘米波的頻率低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；無線電波的傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；無線電波同光波一樣會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，故該無線電波也能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 類型2 對(duì)狹義相對(duì)論的理解和應(yīng)用 例6 如圖10所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v(v接近光速c).地面上的人測(cè)得它們相距為L(zhǎng)，則飛船A上的人測(cè)得兩飛船間的距離________(選填“大于”“等于”或“小于”)L.當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，飛船A上的人測(cè)得該信號(hào)的速度為________. 圖10 答案 大于 c(或光速) 解析 狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本原理之一就是光速不變?cè)?，因此飛船A上的人測(cè)得信號(hào)的速度仍等于c(或光速)，以地面為參考系，在運(yùn)動(dòng)方向有尺縮效應(yīng)現(xiàn)象，而B相對(duì)A是靜止的，沒有尺縮效應(yīng)現(xiàn)象，則飛船A上的人測(cè)得兩飛船距離應(yīng)大于L. 1.關(guān)于電磁波的說法中正確的是( ) A.只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波 B.電磁波會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，是縱波 C.電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 D.紫外線的頻率比紅外線的頻率小 答案 C 解析 由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地傳播，形成電磁波，A錯(cuò)誤；電磁波會(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象，是橫波，B錯(cuò)誤；干涉和衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，C正確；紫外線的頻率比紅外線的頻率大，D錯(cuò)誤. 2.(2019四川省成都市調(diào)研)小朋友吹出的肥皂泡、熱菜湯表面的油花、馬路上積水表面的油膜，都有彩色花紋.這是下列哪種原因形成的( ) A.光的色散B.光的干涉 C.光的直線傳播D.光的衍射 答案 B 3.下列說法正確的是( ) A.雨后天空中的彩虹是由光的干涉產(chǎn)生的 B.紫外線可殺菌消毒是因?yàn)樗休^強(qiáng)的熱效應(yīng) C.紅光和黃光分別通過同一雙縫干涉裝置，紅光形成的相鄰亮條紋間距大 D.觀察者相對(duì)于頻率一定的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到聲波的頻率與波源頻率相同 答案 C 4.某同學(xué)用單色光進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，在屏上觀察到圖1甲所示的條紋，僅改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)條件后，觀察到的條紋如圖乙所示.他改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是( ) 圖1 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 B 解析 由Δx＝，可知減小雙縫之間的距離，增大雙縫到光屏之間的距離，換用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光源，即換用頻率更低的單色光源，都可以增加條紋寬度，B正確. 5.(多選)(2018江西師范大學(xué)附中三模)下列說法中正確的是( ) A.機(jī)械波的頻率等于波源的振動(dòng)頻率，與介質(zhì)無關(guān) B.愛因斯坦狹義相對(duì)論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中是不同的 C.光纖通信是一種以光波為傳輸介質(zhì)的通信方式，光波按波長(zhǎng)長(zhǎng)短，依次可分為紅外線、可見光和紫外線，但紅外線和紫外線屬于不可見光，它們都不可用來傳輸信息 D.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波是橫波 E.宇宙紅移現(xiàn)象表示宇宙正在膨脹，這可以用多普勒效應(yīng)來揭示，說明我們接收到的遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光比恒星實(shí)際發(fā)光頻率偏小 答案 ADE 解析 機(jī)械波的頻率與波源振動(dòng)的頻率相同，與傳播介質(zhì)無關(guān)，A正確；在所有的慣性系中，光在真空中的傳播速率具有相同的值c，這叫做光速不變?cè)?，B錯(cuò)誤；只要是光波，就能夠在光導(dǎo)纖維中傳播，不管是可見光還是不可見光，都可以用來傳輸信息，故C錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波是橫波，D正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，宇宙紅移現(xiàn)象表示宇宙正在膨脹，說明我們接收到的遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光比恒星實(shí)際發(fā)光頻率偏小，故E正確. 6.(多選)(2018山東省菏澤市上學(xué)期期末)關(guān)于機(jī)械波與電磁波，下列說法正確的是( ) A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān) B.電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象 C.簡(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，振動(dòng)的頻率越高，則波傳播速度越大 D.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度 E.機(jī)械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向 答案 BDE 解析 電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，與電磁波的頻率無關(guān)，故A錯(cuò)誤；衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，電磁波是一種橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故B正確；在同一種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，簡(jiǎn)諧機(jī)械波的傳播速度相等，故C錯(cuò)誤；光在介質(zhì)中傳播，頻率越高，傳播速度越小，紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，故D正確；機(jī)械波沿其傳播方向既能傳遞能量，又能傳遞信息，故E正確. 7.(多選)(2018山西省晉中市適應(yīng)性調(diào)研)以下物理學(xué)知識(shí)的相關(guān)敘述中，正確的是( ) A.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偏振 B.交警通過發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普勒效應(yīng) C.變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) D.狹義相對(duì)論認(rèn)為，在慣性參考系中，光速與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無關(guān) E.在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量n次全振動(dòng)的總時(shí)間時(shí)，計(jì)時(shí)的起始位置應(yīng)選在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)為宜 答案 BDE 解析 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，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交警通過發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)B正確；變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；狹義相對(duì)論認(rèn)為，在慣性參考系中，光速與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無關(guān)，選項(xiàng)D正確；在“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量n次全振動(dòng)的總時(shí)間時(shí)，計(jì)時(shí)的起始位置應(yīng)選在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)為宜，選項(xiàng)E正確. 8.(多選)(2018湖北省4月調(diào)研)下列說法正確的是( ) A.不管系統(tǒng)的固有頻率如何，它做受迫振動(dòng)的頻率總等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān) B.游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的，說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率并不改變 C.當(dāng)光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，如果入射角足夠大，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 D.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的主要論點(diǎn)是變化的磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng) E.相對(duì)論認(rèn)為：一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度大 答案 ABD 解析 不管系統(tǒng)的固有頻率如何，它做受迫振動(dòng)的頻率總等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)，選項(xiàng)A正確；游泳時(shí)耳朵在水中聽到的音樂與在岸上聽到的是一樣的，說明機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率并不改變，選項(xiàng)B正確；只有當(dāng)光從光密介質(zhì)射入另一種光疏介質(zhì)，而且入射角足夠大時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的主要論點(diǎn)是變化的磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)，選項(xiàng)D正確；相對(duì)論認(rèn)為：一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小，選項(xiàng)E錯(cuò)誤. 9.(多選)(2018山西省長(zhǎng)治、運(yùn)城、大同、朔州、陽泉五地市聯(lián)考)下列說法正確的是( ) A.日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用 B.單擺在做受迫振動(dòng)時(shí)，它的周期等于單擺的固有周期 C.機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)后，它的頻率保持不變 D.麥克斯韋第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在 E.彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變 答案 ACE 解析 日光燈是紫外線的熒光效應(yīng)的應(yīng)用，故A正確；單擺在做受迫振動(dòng)時(shí)，它的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，故B錯(cuò)誤；機(jī)械波的頻率由波源決定，和介質(zhì)無關(guān)，故C正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故D錯(cuò)誤；彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，故E正確. 10.(多選)(2018重慶市上學(xué)期期末抽測(cè))下列說法正確的是( ) A.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，保持入射光的頻率不變，增大雙縫間的距離，干涉條紋間距也增大 B.日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上濾光片，可以使景象更清晰，這是利用了光的偏振原理 C.我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球體，在水平方向上長(zhǎng)度變短了 D.用紫外線照射大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光，這是利用紫外線的熒光效應(yīng) E.太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射，會(huì)發(fā)散成彩色光帶 答案 BDE 解析 根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，增大雙縫間的距離d，干涉條紋間距減小，故A錯(cuò)誤；日落時(shí)分拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上濾光片可以使景象更清晰，這是利用了光的偏振原理，故B正確；豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球體在水平方向上長(zhǎng)度不變，沿運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)變短，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用紫外線照射大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見光，利用了紫外線的熒光效應(yīng)，故D正確；太陽光經(jīng)過三棱鏡的兩次折射，由于三棱鏡對(duì)各種色光的折射率不同，所以折射角也就不同，那么經(jīng)過兩次折射就會(huì)發(fā)散成彩色光帶，故E正確. 11.(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖2所示，激光束越過細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同.觀察光束經(jīng)過細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的是( ) 圖2 A.這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象 B.這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象 C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗 D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì) 答案 AD 解析 由于是激光束越過細(xì)絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候，即障礙物的尺寸變小，條紋變寬，A、D正確. 12.一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過地球，下列說法正確的是( ) A.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30m B.地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30m C.飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來的光信號(hào)速度小于c D.地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來的光信號(hào)速度小于c 答案 B 解析 飛船上的觀測(cè)者測(cè)得飛船的長(zhǎng)度不變，仍為30m，由l＝l0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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