光的波动性 概率波 作业
光的波动性知识点例题详解
第十六章光的波动性目的要求：了解光的“微粒说”与“波动说”，熟悉相干条件，掌握双缝干涉的特征及规律、条纹分布情况及明、暗纹位置特征；熟悉薄膜干涉的特征及其应用。
掌握产生明显衍射现象的条件及条纹特征，熟悉电磁波谱和各种电磁波的产生机理、基本特征及应用类型。
熟悉光电效应现象所遵循的基本规律，了解光的波粒二象性。
重点难点：教具：过程及内容：光的波动性一、光的干涉1.产生相干光源的方法（必须保证r相同）。
⑴利用激光；⑵将一束光分为两束。
2．双缝干涉的定量分析如图所示，缝屏间距L远大于双缝间距d，O点与双缝S1和S2等间距，则当双缝中发出光同时射到O点附近的P点时，两束光波的路程差为δ=r2－r1.由几何关系得r12=L2+(x－2d)2，r22=L2+(x+2d)2.考虑到L》d 和L》x，可得δ=Ldx.若光波长为λ，则当δ=±kλ（k=0，1，2，…）时，两束光叠加干涉加强；当δ=±(2k－1)2λ(k=1，2，3，…)时，两束光叠加干涉减弱，据此不难推算出（1）明纹坐标x=±kdLλ（k=0，1，2，…）（2）暗纹坐标x=±(2k－1)dL·2λ（k=1，2，…）（3）条纹间距△x=dLλ.上述条纹间距表达式提供了一种测量光波长的方法。
结论：由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生．当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时，即δ=kλ，该处的光互相加强，出现亮条纹；当到达某点的路程差为半波长奇数倍时，既δ=)12(2-nλ，该点光互相消弱，出现暗条纹；条纹间距离与单色光波长成正比．λdlx=∆∝λ，所以用白光作双缝干涉实验时，屏的中央是白色亮纹，两边是彩色条纹，离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹。
第1课db【例1】．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差0．6μm，若分别用频率为f1=5.01014Hz和f2= 7．51014Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是（）A．单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹B．单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹c．单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现略条纹D．单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹解析：如图所示，双缝S1、S2，到光屏上任一点P的路程之差d＝S2S2／，当d等于单色光波长的整数倍时．由S1和S2发出的光在P点互相加强，P点出现明条纹，当d等于单色光半个波长的奇数倍时．这样由S1和S2发出的光在P，互相抵消，出现暗条纹本题中单色光f1的波长为λ1＝C／f1＝0．6μm，单色光f2的波长为λ2＝C／f2＝0．4μm 可见d=λ1、d=3λ1/2 答案：C3．薄膜干涉：由薄膜前．后表面反射的两列光波叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹，两列反射波的路程差ΔT，等于薄膜厚度d的两倍，即ΔT=2d。
人教版高中物理选修3-517.4概率波名师精编作业(1)
2017-2018学年度人教版选修3-5� 17.4概率波 作业（1）1．为证明实物粒子也具有波动性，某实验小组用电子束做双缝干涉实验。
实验时用50kV 电压加速电子束，然后垂直射到间距为1mm 的双缝上，在与双缝距离约为35cm 的光屏上得到了干涉条纹。
该条纹与托马斯·杨用可见光做的双缝干涉实验所得到的图样基本相同，但条纹间距很小。
这是对德布罗意物质波理论的又一次实验验证。
根据德布罗h 为普朗克常量，p 为电子的动量。
下列说法正确的是A. 只增大加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大B. 只减小加速电子的电压，可以使干涉条纹间距变大C. 只增大双缝间的距离，可以使干涉条纹间距变大D. 只减小双缝到光屏的距离，可以使干涉条纹间距变大2．关于近代物理学的结论中，哪些是正确的A. 热辐射只与物体的温度有关B. 康普顿效应说明光子只有动量C. 光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D. 电子像光一样既具有粒子性也具有波动性3．下列各种叙述中,符合物理学史实的是( )A. 康普顿效应证明了光具有波动性B. 德布罗意波证明了实物粒子具有波动性C. 普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说D. 光电效应现象是爱因斯坦首先发现的4．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个徳布罗波波长为λ2的氚核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（ ） A. 1212λλλλ+ B. 1212λλλλ- C. 12λ+λ2 D. 12λ-λ25． 德布罗意认为实物粒子也具有波动性，他给出了德布罗意波长的表达式λ=ℎp。
现用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子H ＋和二价镁离子Mg 2＋，已知氢离子与镁离子质量比为1：24，求加速后的氢离子和镁离子的德布罗意波的波长之比为A. 1：4B. 1：4√3C. 4：lD. 4√3：l6．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是 （ ）A. 能量较大的光子其波动性越显著。
2020届高考物理专题 光的波动性、电磁波和相对论(包含答案)
2020届高考物理光的波动性、电磁波和相对论（含答案）1.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答案AC2.下列现象属于光的衍射的是()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答案B3.如图所示，让太阳光或白炽灯光先后通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。
这个实验表明()A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是概率波答案B4.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．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案C5.在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。
若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是()A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动答案ACD6.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．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象答案D7.(1)在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是()A．光的折射现象、色散现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、偏振现象D．光的直线传播现象(2)在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A．甲、丙B．乙、丙C．甲、丁D．乙、丁(3)如图，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______(填“明条纹”或“暗条纹”)。
高中物理--概率波练习
高中物理--概率波练习夯基达标1.对光的认识，下列说法正确的是( )A.个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C.光表现出波动性时，就不具有粒子性，光表现出粒子性时，就不再具有波动性D.光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现明显思路解析：本题考查的是光的波粒二象性，光是一种概率波，少量光子的行为往往易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出其波动性，选项A正确.光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，选项B正确.粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，选项C错误,选项D正确. 答案：ABD2.下列说法正确的是( )A.光的波粒二象性学说就是牛顿的微粒说加上惠更斯的波动说组成的B.光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦电磁理论C.光子说并没有否定电磁说，在光子的能量E=hν中，ν(频率)就是波的特征量D.光波不同于宏观观念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波思路解析：光的波粒二象性认为光是一份一份的光子构成的，光子是一种没有静止质量的能量团，与牛顿的微粒说中的实物粒子有本质区别；光同时还是一种概率波，可以用波动规律来解释，但与惠更斯的波动说中的光是一种机械波有本质区别，因而A错而D对.在光的波粒二象性中，光子能量E=hν中，ν表示了波的特征，因而并没有否定麦克斯韦的电磁说，B错,C对.答案：CD3.关于光的波粒二象性，下列说法正确的是( )A.光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体B.光是波，与橡皮绳上的波相似C.光的波动性是大量光子运动规律的表现，在干涉条纹中，那些光强度大的地方，光子到达的概率大D.在宏观世界中波动性和粒子性是对立的，在微观世界是可以统一的思路解析：由于波动性和粒子性是光同时具有的两种属性，故不同于宏观观念中的波和粒子，故选项A、B错误.在干涉实验中，光强度大的地方，即为光子到达概率大的地方，表现为亮纹，光强度小的地方，即为光子到达概率小的地方，表现为暗纹，故选项C正确.在宏观世界中，牛顿的“微粒说”与惠更斯的“波动说”是相互对立的，只有在微观世界中，波动性与粒子性才能统一，故选项D正确.答案：CD4.关于光的波粒二象性，以下说法正确的是（）A.光有时是波，有时是一种粒子B.光子和质子、电子等是一样的粒子C.大量光子易显出波动性，少量光子易显出粒子性D.紫外线、X射线和γ射线中，γ射线的粒子性最强，紫外线的波动性最显著思路解析：波动性和粒子性是光同时具备的两种性质，只是有时光易显示出波动性，有时光易显示出粒子性，A选项错误.光是一种概率波，大量光子易显示出波动性，少量光子易显示出粒子性，故C选项正确.在紫外线、X射线和γ射线中，紫外线的波长最长，最易发生衍射和干涉现象，波动性最强，而γ射线波长最短，最不容易发生干涉和衍射现象，因而其波动性最弱，粒子性最强，D选项正确.光虽然具有粒子性，每一份光就是一个光子，但光子与电子、质子等实物粒子不同，前者没有一定的形状，而后者有一定的形状，前者在真空中的速度总是不变的.而后者却以低于光速的速度运动，且速度可以不断变化.我们说光具有粒子性，只是说光是一份一份的，是不连续的，并不是说光子与质子、电子等实物粒子是一样的粒子，故B选项错误.答案：CD5.下列叙述正确的是( )A.在其他条件相同时，光的频率越高，衍射现象越容易看到B.频率越高的光粒子性越显著，频率越低的光波动性越显著C.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D.如果让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道方向做极有规则的匀速直线运动思路解析：因为光是一种电磁波，光的频率越高，波长越短，发生干涉、衍射的条件越不易满足，故不易看到衍射现象，A错.频率越高的光，波长越短，其波动性越弱，而粒子性越强；相反，频率越低的光，波长越长，其波动性越强，粒子性越弱，故B正确.由双缝干涉实验结论知，C是正确的.若让光子一个一个地通过狭缝，则点的分布是无规则的，说明光子的运动跟我们宏观假设的质点运动不同，没有一定的轨道，所以D错，故正确选项为B、C.答案：BC6.关于光的波粒二象性，正确的说法是( )A.光的频率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈显著B.光的波长愈长，光子的能量愈小，波动性愈明显C.频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D.个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性思路解析：干涉、衍射现象表明光具有波动性，光电效应现象表明光具有粒子性，因此任何光都具有波粒二象性，但波长越长、频率越低的光波，干涉和衍射愈容易发生，波动性越显著；频率越高，光子的能量越大，愈容易发生光电效应，粒子性愈显著，故选项A、B 正确，选项C错误.让光子一个一个地通过双缝，曝光时间短时，底片上呈现不规则分布的点子，当时间长时，底片上呈现清晰的干涉条纹，这个实验表明，个别光子的行为显示粒子性，大量光子产生的效果显示波动性，故选项D正确.答案：ABD7.下列说法正确的是( )A.惠更斯提出的光的波动说与麦克斯韦的光的电磁说都是说光是一种波，其本质是相同的B.牛顿提出的光的微粒说与爱因斯坦的光子说都是说光是一份一份不连续的，其实质是相同的C.惠更斯的波动说与牛顿的微粒说也是具有二重性的D.爱因斯坦的光子说与麦克斯韦的电磁说揭示了光既具有波动性又具有粒子性思路解析：惠更斯提出的波动说和麦克斯韦的电磁说有着本质的不同，前者仍将光看作机械波，认为光在太空中是借助一种特殊介质“以太”传播的，而后者说光波只是电磁波而不是机械波，可以不借助于任何介质而传播，选项A错误.牛顿提出的微粒说和爱因斯坦的光子说也是有本质区别的，前者认为光是由一个个特殊的实物粒子构成的，而爱因斯坦提出光子不是像宏观粒子那样有一定形状和体积的实物粒子，它只是强调光的不连续性，光是一份一份组成的，选项B 错误.惠更斯的波动说和牛顿的微粒说都是以宏观物体为模型提出的，是对立的，不统一的，选项C 错误.根据光的波粒二象性知，选项D 正确.答案：D8.下列说法正确的是( )A.光波是一种概率波B.光波是一种电磁波C.单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变D.单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变思路解析：据光的电磁说可知选项B 正确.据光的波粒二象性可知，光是一种概率波，选项A 正确.任何单色光在传播过程中其频率总保持不变，但波速v 却随介质的改变而改变（nc v =）.据E =h ν知，单色光在传播过程中，单个光子的能量总保持不变，选项C 不正确.据v c n =,v =νλ得n v c ⋅=λ，光密介质的折射率较大，故当光从光密介质进入光疏介质时波长变长，选项D 错误.答案：AB。
高中物理光的波动性试题及答案
基础训练43 光的波动性一、选择题(每小题5分，共40分)1.在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹.若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的双缝干涉条纹依然存在C.任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D.屏上无任何光亮2.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧3.以下说法中正确的是A.当光的波长比圆孔直径小时，可产生明显的衍射现象B.衍射现象的研究表明，光沿直线传播只是一种近似规律C.用平行单色光垂直照射不透明小圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象D.用平行单色光垂直照射一把刀片，发现刀片的阴影边缘模糊不清，这是光的衍射现象4.关于光谱，下面说法中正确的是A.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相应的元素C.线状光谱和暗线光谱都可用于对物质成分进行分析D.发射光谱一定是连续光谱5.纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA 分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除.这是利用了激光的A.单色性B.方向性C.高能量D.粒子性6.气象卫星发送回地面的红外云图是由设置在卫星上具有接收云层辐射的红外线感应器完成的，云图上的黑白程度由辐射红外线的云层的温度高低决定，这是利用了红外线的A.不可见性B.穿透性C.热效应D.化学效应7.在光学仪器中，为了减小在光学元件（透镜、棱镜等）表面上的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，厚度为d，它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消.那么绿光在真空中的波长λ为A.d/4B.nd/4C.4dD.4nd8.如图1—43—1所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，则在这三种单色光中图1—43—1A.光子的能量关系是E a＞E b＞E cB.在真空中传播速度的关系是v a＜v b＜v cC.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距d a＜d b＜d cD.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距d a＞d b＞d c二、填空题(每小题6分，共24分)9.白光照射双缝，在屏幕中央将出现________色明纹，两旁为________色条纹，在同一级彩色条纹中，比较红光与紫光到中央亮条纹中心的距离，可以看到红光的距离________于紫光的距离.10.波长为0.4 μm的紫光以60°的入射角从空气射入玻璃，折射角是30°，则这束光在玻璃中的频率为________，光速为________，波长为________.11.某脉冲激光器的耗电功率为2×103W，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10-8s，携带的能量为0.2 J，则每个脉冲的功率为_______ W，该激光器将电能转化为激光能量的效率为_______.12.有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力.（1）其原因是猫头鹰的眼睛_________.A.不需要光线，也能看到目标B.自身眼睛发光，照亮搜索目标C.可对红外线产生视觉D.可对紫外线产生视觉（2）根据热辐射理论，物体发出光的最大波长λ与物体绝对温度T的关系满足维恩公式T·λ=2.9×10-3 m·K.若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为27℃，则它发出光的最大波长为_______ m，属于_______波段.三、计算题(共36分)13.（10分）图1—43—2表示某双缝干涉装置，当用波长为0.40 μm的紫光做实验时，由于像屏大小有限，屏上除中央亮条纹外，两侧刚好各有三条亮条纹，若换用波长为0.60 μm的橙光做实验，那么像屏上除中央亮条纹外，两侧各有几条亮条纹？图1—43—214.（12分）一般认为激光器发出的是频率为“v”的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率v是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δv（也称频率宽度）.让单色光照射到薄膜表面，一部分光从前表面反射回来（这部分光称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分光称为乙光），甲、乙两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉.乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间Δt，理论和实践都证明，能观察到明显的干涉现象的条件是：Δt的最大值Δt max与Δv的乘积近似等于1，即满足：Δt max·Δv≈1，才会观察到明显的稳定的干涉现象，已知某红宝石激光器发出激光频率v=4.32×1014Hz，它的频率宽度Δv=8.0×199Hz，让这束单色光由空气斜射到折射率为n=2的液膜表面，射入时与液膜表面成45°角，如图1—43—3所示.图1—43—3（1）求从O点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速度.（2）估算在图中的情景下，能观察到明显稳定干涉现象的液膜的最大厚度d m.15.（14分）（2000年上海高考试题）阅读下列资料并回答问题：自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射.热辐射具有如下特点：（1）辐射的能量中包含各种波长的电磁波；（2）物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；（3）在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同.处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变.若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10-8 W/(m2·K4）.在下面的问题中，把研究对象都简单地看做黑体.有关数据及数学公式：太阳半径R s=696000 km，太阳表面温度T=5770 K，火星半径r= 3395 km，球面积S=4πR2，其中R为球半径.（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7 m~1×10-5 m范围，求相应的频率范围.（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？（3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为πr2(r为火星半径)的圆盘上.已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射.试估算火星的平均温度.参考答案一、1.C 运用相干条件分析.2.AD3.BD4.AC5.C6.C7.D λ0=n λ=n ·(4d)=4n d8.D 从图知，n a ＜n b ＜n c ,则可得介质中v a ′＞v b ′＞v c ′,真空中v a =v b =v c =c,v a ＜v b ＜v c ,E a ＜E b ＜E c ,λa ＞λb ＞λc ,因此在双缝干涉中条纹间距d a ＞d b ＞d c .二、9.白，彩，大10.7.5×1014 Hz,1.73×108 m/s;2.31×10-7 m 11.2×107,0.1%12.(1)C (2)9.7×10-4,红外线三、13.214.(1)设从O 点射入薄膜中的光线的折射角为r ，根据折射定律，有sin i =n sin r ,，故得r =arcsin(n i sin )=arcsin(245sin ︒)=arcsin 21=30° 光在薄膜中传播的速率为v =c /n =2.12×108 m/s(2)乙光通过薄膜经过的路程s =r d cos 2① 乙光通过薄膜所用的时间：Δt =r v d v s cos 2= ② 当Δt 取最大值Δt m 时，对应薄膜的厚度最大，又因为Δt m ·Δv =1,则由②式，得vr v d m ∆≈1cos 2所以d m ≈v r v ∆2cos =1.15×10-2 m 15.（1）由v =λc得v 1=78102100.3-⨯⨯Hz=1.5×1015 Hz,v 2=58101100.3-⨯⨯Hz=3×1013 Hz, 所以，太阳的辐射频率范围是3×1013 Hz~1.5×1015 Hz.(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为E =4πδR s 2T 4t ,代入数据得 E =1.38×1030 J(3)设火星表面温度为T ′，太阳到火星的距离为d ,火星单位时间内吸收来自太阳的辐射能量为P 入=4πR s 2δT 4224d r ππ,d =400R s ,所以 P 入=224)400(r T πδ.火星单位时间内向外辐射电磁波的能量为P 出=4πδr 2T ′4,火星处于平衡状态，P 入=P 出，即 224)400(r T πδ=4πδr 2T ′4,所以 T ′=800T K=204 K.。
大学物理-波动光学习题(包括振动、波动、波的干涉、光的干涉、光的衍射、光的偏振)
第四篇 光学第一章 振动一、选择题1. 一质点作简谐振动, 其运动速度与时间的关系曲线如下图。
假设质点的振动规律用余弦函数描述，那么其初相应为：[ ] (A)6π (B) 65π (C) 65π- (D) 6π- (E) 32π-2. 如下图，一质量为m 的滑块，两边分别与劲度系数为k 1和k 2的轻弹簧联接，两弹簧的另外两端分别固定在墙上。
滑块m 可在光滑的水平面上滑动，O 点为系统平衡位置。
现将滑块m 向左移动x0，自静止释放，并从释放时开始计时。
取坐标如下图，那么其振动方程为：[ ] ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=t m k k x x 210cos(A)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt k k m k k x x )(cos (B)21210⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt m k k x x 210cos (C)⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=πt m k k x x 210cos (D) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=t m k k x x 210cos (E)3. 一质点在x 轴上作简谐振动，振幅A = 4cm ，周期T = 2s, 其平衡位置取作坐标原点。
假设t = 0时刻质点第一次通过x = -2cm 处，且向x 轴负方向运动，那么质点第二次通过x = -2cm 处的时刻为：[ ](A) 1s ; (B)s 32; (C) s 34; (D) 2s 。
4. 一质点沿y 轴作简谐振动，其振动方程为)4/3cos(πω+=t A y 。
与其对应的振动曲线是: [ ]5. 一弹簧振子作简谐振动，当其偏离平衡位置的位移的大小为振幅的1/4时，其动能为振动总能量的：[ ](A)167; (B) 169; (C) 1611; (D) 1613; (E) 1615。
(A)-(B)(C)(D)-06. 图中所画的是两个简谐振动的振动曲线，假设 这两个简谐振动可叠加，那么合成的余弦振动 的初相为： [ ] π21(A) π(B) π23(C) 0(D)二、填空题1. 一简谐振动的表达式为)3cos(ϕ+=t A x ，0=t 时的初位移为0.04m, s -1，那么振幅A = ，初相位 =2. 两个弹簧振子的的周期都是0.4s, 设开始时第一个振子从平衡位置向负方向运动，经过0.5s 后，第二个振子才从正方向的端点开始运动，那么这两振动的相位差为 。
2020届高考物理总复习作业58光的波动性电磁波相对论(含解析)
作业58 光的波动性 电磁波 相对论一、选择题1．(2019年蚌埠质检)(多选)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．图58－1为实验装置简图，M 为竖直线状光源，N 和O 均为有狭缝的遮光屏，P 为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是( )图58－1A ．N 应选用遮光屏 1B ．N 应选用遮光屏 3C ．O 应选用遮光屏 2D ．O 应选用遮光屏 4解析：先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，再根据像屏P 上条纹分布可知，N 应选用遮光屏 1，O 应选用遮光屏 2，故A 、C 正确，B 、D 错误．答案：AC2．关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是( )A ．均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场B ．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且都与波的传播方向垂直C ．电磁波和机械波一样依赖于介质传播D ．只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波解析：根据麦克斯韦电磁场理论可知，均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场，A 正确；因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的，且与波的传播方向垂直，电磁波是横波，B 正确；电磁波可以在真空中传播，C 错误；只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场，就在周期性变化的电场周围产生同周期变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场，这样由近及远传播，形成了电磁波，D 正确．图58－2答案：C3．惯性系S 中有一边长为l 的正方形(如图58－2所示)，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是( )解析：由l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2得，正方形沿x 轴方向的长度变短(沿y 轴方向尺寸不受影响)，所以选项C 正确．答案：C4．(多选)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上的P 点的距离之差Δx ＝0.6 μm ，分别用频率为f 1＝5.0×1014 Hz 和f 2＝7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现明、暗条纹的情况是( )A ．用频率f 1的单色光照射时，出现明条纹B ．用频率f 2的单色光照射时，出现暗条纹C ．用频率f 2的单色光照射时，出现明条纹D ．用频率f 1的单色光照射时，出现暗条纹解析：频率为f 1对应的波长为λ1＝c f 1＝3×1085×1014m ＝6×10－7 m ，频率为f 2对应的波长为λ2＝c f 2＝3×1087.5×1014m ＝4×10－7 m ，n 1＝Δx λ12＝6×10－73×10－7＝2，可见用频率f 1的单色光照射时，双缝到光屏的距离之差是半波长的偶数倍，即波长的整数倍，会出现明条纹，所以A 项正确，D错误；n 2＝Δx λ22＝6×10－72×10－7＝3，可见用频率f 2的单色光照射时，双缝到光屏上P 点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，所以B 正确，C 错误．答案：AB5．(2019年绵阳模拟)下列说法正确的是( )A ．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象B ．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C ．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距小D ．观察者向频率一定的静止声源靠近时，接收到声波的频率与声源频率相同解析：水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象，故A 正确；紫外线具有杀菌作用，不是因为紫外线有较强的热效应，故B 错误；红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，根据公式Δx ＝l dλ可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大，故C 错误；观察者向静止的声源靠近时，产生多普勒效应，且观察者接收到的频率大于声源的频率，故D 错误．答案：A6．(2019年洛阳检测)(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 ．经过同一双缝所得的干涉条纹，红光比绿光条纹宽度大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解析：光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，故A 正确；紫外线的波长比红外线短，不容易发生衍射现象，故B 错误；同一双缝所得的干涉条纹，因红光的波长比绿光长，则干涉条纹宽度大，故C 正确；色散现象可以由光的干涉或折射现象引起，故D 错误；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E 正确．答案：ACE7．(多选)如图58－3甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是( )图58－3A ．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B ．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E ．若使用半径小一些的凸薄透镜，则干涉条纹的间距要变小解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故A 正确，B 错误；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故C 正确，D 错误；若使用半径小一些的凸薄透镜，则空气薄膜上的厚度变化更快，则形成的干涉条纹的间距要变小，故E 正确．答案：ACE8．(2019年六安一中模拟)(多选)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 ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄解析：光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故A 正确；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成的色散现象，故B 错误；检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故C 错误；绿光的波长比红光的短，干涉条纹的间距与波长成正比，因此仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄，故D 正确．答案：AD9．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )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E ．探测海底深度时用的声呐是电磁波解析：声波、电磁波都能传递能量和信息，A 项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B 项正确；可见光属于电磁波，“B 超”中的超声波是声波，波速不同，C 项错误；红外线波长较X 射线波长长，故D 项错误；探测海底深度时用的声呐是声波，故E 项错误．答案：B10．(2019年成都模拟)(多选)对于公式m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，下列说法中正确的是( ) A ．公式中的m 0是物体以速度v 运动时的质量B ．当物体运动速度为v 0时，物体的质量m >m 0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用C ．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用D ．通常由于物体的速度太小，质量的变化不能被我们感觉到，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化解析：公式中的m 0是物体静止时的质量，A 错误；在v 远小于光速时，质量的变化不明显，经典力学依然成立，B 错误，C 、D 正确．答案：CD11．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )A ．X 射线对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变B ．γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高C ．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D ．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E ．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信解析：X 射线的频率比较大，对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变，选项A 正确；根据电磁波谱的排列顺序可知：γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高，选项B 正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越长，越容易发生衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，选项C 、D 错误；无线电波广泛应用于通信、广播和天体研究中，选项E 正确．答案：ABE12．(2019年南充模拟)下列说法正确的是( )A ．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B ．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率C ．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢D ．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小解析：全息照相利用了激光的频率单一，相干性好的特点，利用了光的干涉现象，故A 错误；受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于物体的固有频率时发生共振，故B 错误；根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性：t ＝t 01－v 2c 2，可知高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故C 正确；根据多普勒效应可知，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比增大，故D 错误．答案：C二、非选择题13．20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池．如果在太空设立太阳能卫星电站，可24小时发电，且不受昼夜气温的影响，利用微波——电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送．飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的，可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过．预计在21世纪初地球上空将升起卫星电站．(1)太阳能电池能够实现的能量转换为( )A ．光能——微波B ．光能——内能C ．光能——电能D ．电能——微波(2)微波是指( )A ．超声波B ．次声波C ．电磁波D ．机械波(3)飞机外壳对微波的什么作用使飞机安然无恙( )A ．反射B ．吸收C ．干涉D ．衍射解析：(1)硅太阳能电池，顾名思义就是把光能转化为电能的装置，在航天及生产生活中应用广泛，所以C 项正确．(2)微波属于电磁波，可以在真空中传播，而超声波、次声波都属于机械波，传播必须依靠介质，所以选项C 正确．(3)微波的波长短，不易形成干涉及发生明显的衍射，反射特别显著，与可见光类似，也称为直线波，故选项A 正确．答案：(1)C (2)C (3)A14．(2019年成都模拟)如图58－4所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1和S 2距离之差为2.1×10－6 m ，今分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P 点是亮条纹还是暗条纹？图58－4(1)已知A 光在折射率为n ＝1.5的介质中波长为4×10－7 m ；(2)已知B 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°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)；(3)若用A 光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象．解析：(1)设A 光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n ＝c v ＝λ1λ2得 λ1＝n λ2＝1.5×4×10－7 m ＝6×10－7 m根据路程差Δx ＝2.1×10－6 m所以N 1＝Δx λ1＝2.1×10－6 m 6×10－7 m＝3.5 由此可知，从S 1和S 2到P 点的路程差Δx 是A 光波长λ1的3.5倍，所以P 点为暗条纹．(2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n得 n ＝1sin37°＝53由此可知，B 光在空气中波长λ3为 λ3＝n λ介＝53×3.15×10－7 m ＝5.25×10－7 m 所以N 2＝Δx λ3＝2.1×10－6 m 5.25×10－7＝4 可见，用B 光作光源，P 点为亮条纹．(3)光屏上仍出现明、暗相间的条纹，但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗．答案：(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析。
高考物理一轮复习 第十三章 光学 电磁波 相对论(第2课时)光的波动性习题
（第2课时）光的波动性1．光的干涉(1)定义：两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象．(2)相干条件：只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波．2．双缝干涉由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为Δx ＝l dλ .3．薄膜干涉 利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同．4．光的衍射 (1)定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．(2)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．(3)衍射图样． ①单缝衍射：a.单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性．b ．白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积． ③圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑．5．光的偏振(1)偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振．(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着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，这种光叫做自然光．(3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．1．两个相同亮度的烛焰是相干光源．(×)2．横波、纵波都能发生偏振现象．(×)3．当振动情况完全相同的两个光源与屏上某点的距离之差等于0时，出现亮条纹．(√) 4．在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×)5．阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)6．阳光在水面的反射光是偏振光．(√)1．(2014·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图所示．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：在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l dλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案：B2．(2016·衡阳模拟)光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能．真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是( )A ．光的直线传播B ．光的粒子性C ．光的干涉D ．光的衍射解析：真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故选项C 正确． 答案：C3．(多选)下列说法中正确的是( )A ．无影灯利用的是光的衍射原理B ．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度D ．在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变宽解析：无影灯是利用光的直线传播原理，选项A 错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度，选项C 正确；在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，波长变短，则条纹间距变窄，选项D 错误；B 项的叙述是正确的．答案：BC4．(多选)(2016·沈阳模拟)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光．从电灯直接发出的光为自然光，则选项A错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则选项B正确；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，选项D正确．答案：BD一、单项选择题1．(2016·株洲模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象( )A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C ．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D ．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象解析：根据干涉和衍射的条件，两块玻璃板的空气层形成薄膜干涉，日光灯发出的光通过狭缝会发生衍射现象．答案：C2．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．(2016·豫北六校模拟)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，则双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m解析：在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离l 间的关系为Δx ＝l d λ，则双缝间距d ＝l λΔx ＝1.00×589×10－90.350×10－2 m ≈1.68×10－4 m. 答案：C4．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A ．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．答案：D5．(2015·郑州模拟)如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃块的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面解析：该题主要考查对薄膜干涉的认识和理解．样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面反射回两列光波形成干涉条纹．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面．答案：C6．(2016·石家庄模拟)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( )A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°解析：首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有选项D.答案：D二、多项选择题7．(2016·岳阳模拟)如图所示为用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( )解析：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．答案：AD8．(2016·廊坊模拟)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是( )A ．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B ．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D ．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故选项A 正确，B 错误；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故选项C 正确，D 错误．答案：AC9．(2015·温州模拟)下列说法正确的是( )A ．用光导纤维束传输图像和信息，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解析：用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理，所以选项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，选项B 错误；根据条纹间距公式Δx ＝l dλ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，所以经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大，故选项C 正确；光的折射、衍射都能引起光的色散，所以选项D 错误；偏振是横波特有的，光的偏振现象说明光是横波，所以选项E 正确．答案：ACE三、非选择题10．(2016·德州模拟)如图所示，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________(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________(填“大于”或“小于”)图B 所对应的圆孔的孔径．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，由于光波波长很短，约在10－7m 数量级上，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．图B 的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射 小于11．(2016·宜昌模拟)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5.52×10－7m 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．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和光速与波长及频率的关系得n ＝c v ＝λ0λ， 即λ＝λ0n. 那么增透膜的厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝ 1×10－7m.答案：1×10－7m。
2021年高考物理一轮复习 光的波动性 电磁波 相对论课时作业37(含解析)
2021年高考物理一轮复习 光的波动性 电磁波 相对论课时作业37（含解析）1．(xx·上海单科)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的( )A ．传播速度不同B ．强度不同C ．振动方向不同D ．频率不同答案：D 解析：白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光，而光的颜色由频率决定，不同色光，频率不同，D 正确．2．(xx·大纲全国)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答案：B 解析：雨后出现的彩虹是光的折射形成的，A 错误；海市蜃楼是光的全反射形成的，C 错误；阳光照射在肥皂膜上形成的彩色条纹是光的干涉形成的，D 错误．B 项是单缝衍射现象，正确．3．如图所示，a 、b 、c 、d 四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )A ．a 、b 是光的干涉图样B ．c 、d 是光的干涉图样C ．形成a 图样的光的波长比形成b 图样的光的波长短D ．形成c 图样的光的波长比形成d 图样的光的波长短答案：A 解析：干涉图样条纹间距相等，衍射图样中间条纹宽，两侧条纹窄，且干涉条纹间距Δx ＝l dλ.光波波长长的条纹间距大，衍射条纹中，波长长的图样中间条纹宽，故A正确，B、C、D错误．4．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是( )A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线答案：A 解析：无线电波波长最长、γ射线波长最短，红外线、可见光、紫外线、X 射线依次排列，故正确选项为A.5．(xx·浙江理综)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )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射线波长相同答案：B 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；太阳光中的可见光传播速度为光速，即为3×108m/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．6．(xx·天津市十二区县联考)下列说法不正确的是( )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．照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象C．泊松亮斑是由光的衍射现象形成的D．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象答案：A 解析：用标准平面检查光学平面的平整程度，是利用光的干涉现象，故A说法不正确，B、C、D说法正确．7．(多选)在以下各种说法中，正确的是( )A．一单摆做简谐运动，摆球相继两次通过同一位置时的速度必相同B．机械波和电磁波本质上不相同，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象C．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场E．相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的F．如果测量到来自遥远星球上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星球正在远离我们而去答案：BCE 解析：因速度是矢量具有方向性，经过同一位置时速度大小相同而方向不一定相同，A错；反射、折射、干涉和衍射现象是波的特性，B正确；波动周期等于质点的振动周期，C正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，D错；由相对论可知E正确；在强引力场中时间变慢，光的频率变小，波长变长，不能说明星球正远离我们，所以F错．8．(xx·四川理综)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．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷能在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案：C 解析：电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，A错误．电场随时间变化时，可能产生恒定的磁场，恒定的磁场不能再产生电场，也就不会形成电磁波，B错误．赫兹用实验证实了电磁波的存在，D错误．电荷周围有电场，由麦克斯韦电磁理论知，做变速运动的电荷可能在空间产生电磁波，C正确．9．如图，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”)．答案：衍射波动说解析：亮斑绕到圆盘的阴影里去，这是光的衍射现象，衍射是波特有的现象，它支持了光的波动说．10．(1)(xx·长沙模拟)某火箭在地面上的长度为L0，发射后它在地面附近高速(约0.3c)飞过，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是( ) A．下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了B．下方地面上的人观察到火箭变短了C．火箭上的人观察到火箭变短了D．火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了(2)在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m．当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？答案：(1)B (2)10 m 80 m解析：(1)由时间间隔的相对性知，下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变慢了，A 错；由长度的相对性知，下方地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的人观察到火箭长度没变，B 对，C 错；火箭上的人看到在垂直运动方向上，物体的长度不变，D 错．(2)因为长度收缩只发生在运动方向上，与运动垂直的方向上没有这种效应，故测得的飞船的高度仍为原来的高度10 m ．设飞船原长为l 0，观测到飞船的长度为l ，则根据尺缩效应有l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2＝100×1－⎝ ⎛⎭⎪⎫0.60c c 2m ＝80 m. 11．(1)如图所示，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S 1和S 2的路程差为7.95×10－7m ，则在这里出现的应是________(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________(填“变宽”、“变窄”或“不变”)．(2)如图所示，一束激光从O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A 点射出．已知入射角为i ，A 与O 相距l ，介质的折射率为n ，试求介质的厚度d .答案：(1)暗条纹 变宽 (2)n 2－sin 2i 2sin il 解析：(1)因为光程差7.95×10－7 m ＝32λ，由光的干涉规律知，P 处为振动减弱点，故P 处出现暗条纹．由Δx ＝l dλ知，波长变长，则条纹间距变宽． (2)设折射角为r ，由折射定律得n ＝sin i sin r，由几何关系得l ＝2d tan r ，解得d ＝n 2－sin 2i 2sin il .12．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力．有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率为n ＝1.5，所要消除的紫外线的频率为ν＝8.1×1014Hz.(1)他设计的这种“增反膜”所依据的原理是________________________．(2)这种“增反膜”的厚度是多少？(3)请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是( )A ．薄膜干涉说明光具有波动性B ．如果薄膜的厚度不同，产生的干涉条纹一定不平行C ．干涉条纹一定是彩色的D ．利用薄膜干涉也可以“增透”答案：(1)两反射光叠加后加强(2)至少为1.24×10－7 m (3)AD解析：(1)为了减少进入眼睛的紫外线，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成的反射光叠加后加强，从而使透射的紫外线减弱．(2)光程差(大小等于薄膜厚度d 的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d＝Nλ′(N ＝1,2，…)，因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的12.紫外线在真空中的波长是λ＝c /ν≈3.70×10－7 m ．在膜中的波长是λ′＝λ/n ≈2.47×10－7 m ，故膜的厚度至少是1.24×10－7 m.(3)干涉和衍射都证明光具有波动性；如果薄膜厚度均匀变化，则干涉条纹一定平行；白光的干涉条纹为彩色条纹，单色光的干涉条纹则为该色光的颜色；当膜的厚度为四分之一波长时，两反射光叠加后减弱则会“增透”．故A 、D 正确．13．如图所示，在双缝干涉实验中，S 1和S 2为双缝，P 是光屏上的一点，已知P 点与S 1、S 2的距离之差为2.1×10－6 m ，分别用A 、B 两种单色光在空气中做双缝干涉实验．(1)已知A 光在空气中的波长为6×10－7m ，问P 点是亮条纹还是暗条纹？(2)已知B 光在某种介质中的波长为3.15×10－7 m ，当B 光从这种介质射向空气时，临界角为37°，问P 点是亮条纹还是暗条纹？(3)若让A 光照射S 1，B 光照射S 2，试分析光屏上能观察到的现象．(4)设光屏上O 为到S 1和S 2路程相等的点，则B 光在PO 间有几条暗纹？答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹 (3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，通过S 1、S 2的光不满足相干条件，故不能发生干涉，此时光屏上只能观察到亮光． (4)4条解析：(1)路程差Δx ＝2.1×10－6 m ，λA ＝6×10－7 m ，路程差Δx 与A 光波长的倍数关系为N A ＝Δx λA ＝2.1×10－6 m 6×10－7 m＝3.5，所以P 点为暗条纹． (2)根据临界角与折射率的关系sin C ＝1n 得n ＝1sin C ＝1sin 37°＝53由此可知，B 光在空气中的波长为λB ＝nλ介＝5.25×10－7 m ，路程差Δx 与波长λB 的倍数关系为N B ＝Δx λB ＝2.1×10－6m 5.25×10－7 m＝4 可见，用B 光作光源，P 点为亮条纹．(3)若让A 光和B 光分别照射S 1和S 2，通过S 1、S 2的光不满足相干条件，故不能发生干涉，此时光屏上只能观察到亮光．(4)由于N B ＝4，故B 光在PO 间有4条暗纹． <K 24907 614B 態x20973 51ED 凭N23652 5C64 層26246 6686 暆32944 80B0 肰36069 8CE5 賥27948 6D2C 洬31604 7B74 筴;。
备考2019年高考物理一轮复习：第十六章第2讲光的波动性练习含解析
板块三限时规范特训时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.其中1～6为单选,7～10为多选)1、如图所示的四个图形中,属于著名的泊松亮斑的衍射图样的是()答案: B解析:泊松亮斑的图样特点为中心是一个亮点,亮点周围有一个大的阴影区,然后才是明暗相间的条纹.2、下列关于光学现象的说法中正确的是()A、用光导纤维束传送图象信息,这是光的衍射的应用B、太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果C、在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物,可使景像更清晰D、透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹,这是光的色散现象答案: C解析:用光导纤维束传送图象信息,这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,这是光的色散现象,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,从而使景像更清晰,C正确;透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹,这是光的衍射现象,D错误.3、如图所示为光的双缝干涉实验装置示意图,下列说法正确的是()A、若P点是亮条纹,说明该处是光的加强区域,P点到双缝的路程差为半波长的奇数倍B、照射单缝S的单色光的频率越大,光屏上出现的条纹间距越大C、若将单缝S去掉,再将S1缝封住仅留下S2,则白光通过S2光屏上会出现彩色条纹,但不是干涉条纹D、撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度,光屏上一直出现明暗条纹答案: C解析:若P点是亮条纹,说明该处是光的加强区域,P点到双缝的路程差为波长的整数倍,A错误;照射单缝S的单色光的频率越大,波长越短,光屏上出现的条纹间距越小,B错误;若将单缝S去掉,再将S1缝封住仅留下S2,则白光通过S2光屏上会出现单缝衍射的彩色条纹,C正确;撤去双缝同时逐渐增大单缝宽度,光屏上将先出现衍射条纹后出现亮区,D错误.4、劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹()A、变疏B、变密C、不变D、消失答案: A解析:如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,由于形成亮条纹(或暗条纹)的两束光间的路程差恒定,当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大,因此干涉条纹变疏,A正确.5、如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600 nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两个相邻的亮条纹,若用波长为400 nm的紫光重复上述实验,则P0点和P1点形成的亮暗条纹情况是()A、P0点和P1点都是亮条纹B、P0点是亮条纹,P1点是暗条纹C、P0点是暗条纹,P1点是亮条纹D、P0点和P1点都是暗条纹答案: B解析:不管使用什么颜色的单色光做实验,光屏中间P0点始终是亮条纹,据此可先排除选项C、D;根据题意,P1点到两双缝的光程差为600 nm,其大小是紫光波长的1.5倍,所以若用波长为400 nm的紫光重复上述实验,P1点是暗条纹,所以选项A错误,B正确.6、激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理.用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距.实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏的距离L以及相邻两条纹间距Δx.如所用激光波长为λ,则该实验确定物体运动速度的表达式是()A、v＝λΔxLΔt B、v＝LλΔxΔt C、v＝LΔxxΔt D、v＝LΔtλΔx答案: B解析:双缝干涉中,两条相邻明条纹之间的距离大小Δx与双缝之间距离d,双缝到屏的距离L及光的波长λ有关,即Δx＝Ldλ,依题意d＝vΔt,则v＝dΔt＝LλΔxΔt,故选项B正确.7、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、照相机镜头表面加滤光片是光的偏振现象的应用答案:BD解析:偏振光只沿着某个特定的方向振动,沿各个方向振动的光波的强度不相同,A错误;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,B正确;光的偏振现象说明光是一种横波,C错误;照相机镜头表面所加滤光片为偏振滤光片,可以减弱所拍摄物体表面的反射光,D正确.8、2015年8月29日,由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会第十六次会议修订通过了《中华人民共和国大气污染防治法》,以改善人们的生活环境.其中雾霾天气严重影响人们的身体健康,发生雾霾天气时能见度只有几米,天气变黄变暗,这是由于这种情况下()A、只有波长较短的一部分光才能到达地面B、只有波长较长的一部分光才能到达地面C、只有频率较大的一部分光才能到达地面D、只有频率较小的一部分光才能到达地面答案:BD解析:根据光发生明显衍射的条件,发生雾霾天气时,只有波长较长、频率较小的一部分光才能发生衍射绕过空气中的颗粒物到达地面,选项A、C错误,B、D正确.9、如图所示为用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()答案:AD解析:由题图可知,a光两个相邻的条纹间距大于b光的,根据Δx＝l dλ可知,a光的波长大于b光的波长,a光的频率小于b光的频率,则a光的折射率小于b光的折射率;a光的临界角大于b光的临界角;穿过平行玻璃砖时,出射光应该和入射光平行;b光的折射率大,偏折程度大,A正确,B错误;如图所示,穿过三棱镜时,首先发生全反射的应该是b光,所以C错误,D 正确.10、下列有关光现象的说法不正确的是()A、在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大B、以相同入射角从水中射向空气,若紫光能发生全反射,则红光也一定能发生全反射C、照相机镜头涂有增透膜,是利用光的衍射D、拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度答案:BCD解析:在光的双缝干涉实验中,根据条纹间距表达式Δx＝ldλ,若仅将入射光由紫光改为红光,因为红光的波长大于紫光,则条纹间距一定变大,A正确;因为紫光的折射率大于红光,根据sin C＝1n,则紫光的临界角小于红光,故以相同入射角从水中射向空气,若紫光能发生全反射,则红光不一定能发生全反射,B错误;照相机镜头涂有增透膜,是利用光的干涉,C错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片使来自玻璃表面的反射光减弱,但不能增加透射光的强度,D错误.二、非选择题(本题共3小题,共40分)11、(12分)在观察光的双缝干涉现象的实验中:(1)将激光束照在如图甲所示的双缝上,在光屏上观察到的现象是图乙中的________.(2)换用间距更小的双缝,保持双缝到光屏的距离不变,在光屏上观察到的条纹间距将________;保持双缝间距不变,减小光屏到双缝的距离,在光屏上观察到的条纹间距将________.(以上均选填“变大”“变小”或“不变”)答案:(1)A(2)变大变小解析:(1)双缝干涉图样是平行且等间距的明暗相间的条纹,A图正确.(2)根据Δx＝ldλ知,双缝间的距离d减小时,条纹间距变大,当双缝到屏的距离l减小时,条纹间距变小.12、(16分)(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是________现象;露珠在太阳光照射下呈现的彩色是________现象;通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象.(2)凡是波都具有衍射现象,而把光看作直线传播的条件是______________________________________________________________ __________;要使光产生明显的衍射,条件是______________________________________________________________ __________.(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时,分别用红光和紫光照射狭缝,看到的衍射条纹的主要区别是______________________________________________________________ __________.(4)如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个实验表明______________________________________________________________ __________.答案:(1)光的干涉光的色散光的衍射(2)(3)(4)见解析:解析:(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象.(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时,可把光看作沿直线传播;障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,光可产生明显的衍射现象.(3)红光的中央亮纹较宽,红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹较远.(4)这个实验说明了光是一种横波.13、[2018·湖北八校联考](12分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,请按照题目要求回答下列问题.(1)如图1中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是________.(2)将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长.将白光光源C放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,表示各光学元件的排列顺序应为______________.(填写元件代号)(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm,双缝到光屏的距离l＝0.50 m,在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示,分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示,则其示数为________mm;在B位置时游标卡尺如图2丙所示.由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m.答案:(1)甲(2)CEDBA(3)111.10 6.5×10－7解析:(1)干涉图样是平行且等间距的明暗相间的条纹,因此是甲图.(2)由左至右各光学元件的排列顺序是白光光源,然后是滤光片,使之变为红光,然后是单缝、双缝,使一束红光变为相干的两束红光,最后是光屏,应填CEDBA.(3)图乙示数为111.10 mm,图丙示数为115.65 mm相邻条纹间距Δx＝a2－a1n－1＝0.65 mm由Δx＝ld·λ可得λ＝6.5×10－7 m.。
【物理】2020届一轮复习人教版光的波动性 电磁波 相对论课时作业
1．(多选)下列说法正确的是()A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C．做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏P上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了E．在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短答案ACE解析根据光现象的成因知，A正确；全息照相不是利用光的全反射原理，而是和光的干涉有关，B错误；由Δx＝ldλ可知用红光代替绿光，波长变大，相邻条纹间距变大，C正确；相对论认为：高速运动的物体在运动方向上长度变短，D错误；在真空中传播的电磁波，传播速度不变，由v＝λf知频率增加时，波长变短，E正确。
2．(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信答案ABE解析紫外线比紫光的波长短，更不容易发生干涉和衍射，C错误；在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是无线电波，D错误。
A、B、E的说法正确。
3．关于光的性质，下列说法不正确的是()A．光在介质中的速度小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．光的衍射现象说明光是一种波答案 B解析由n＝cv>1可得A正确；干涉、衍射是波所特有的现象，所以B错误，D正确；光在同种均匀介质中沿直线传播，C正确。
4．爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它()A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C．否定了牛顿力学的原理D．修正了能量、质量互相转化的理论答案 A解析狭义相对论和广义相对论揭示了时空的可变性，使人们能进一步去研究高速运动的物体，A正确。
粒子的波动性,概率波作业
§17.3～§17.5 作业1．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。
下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是( ) A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波 D．光具有波粒二象性2．能说明光具有波粒二象性的实验是( )A．光的干涉和衍射 B．光的干涉和光电效应C．光的衍射和康普顿效应 D．光电效应和康普顿效应3．关于光的本性，下列说法中正确的是( )A．光子说并没有否定光的电磁说 B．光电效应现象反映了光的粒子性C．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说提出来的D．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性4．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性5．关于物质波，下列说法中正确的是( )A．速度相等的电子和质子，电子的波长大 B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍6．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27 kg，速度v＝3×107 m/s，要观察到α粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约为( )A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 mC．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m7．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．光显示粒子性时是分立而不连续的，无波动性；光显示波动性时是连续而不分立的，无粒子性B．光的频率越高，其粒子性越明显；光的频率越低，其波动性越明显C．光的波动性可以看作是大量光子运动的规律D．伦琴射线比可见光更容易发生光电效应，而更不容易产生干涉、衍射等物理现象8．显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱。
零雾市雹输学校高考物理总复习 第十一章 2 第2节 光的波动性 电磁波练习
碌雷州零雾市雹输学校光的波动性 电磁波1．(2016·10月浙江选考)用a 、b 两种不同波长的光，先后用同一装置做双缝干涉实验，得到两种干涉条纹，其中a 光的干涉条纹间距大于b 光的条纹间距，则( )A ．a 光的波长大于b 光的波长B ．a 光的频率大于b 光的频率C ．在玻璃中，a 光的速度等于b 光的速度D ．从玻璃射向空气发生全反射时，a 光的临界角大于b 光的临界角答案：AD2.一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a 、b 两束，如图所示，则a 、b 两束光( )A ．垂直穿过同一块平板玻璃，a 光所用的时间比b 光长B ．从同种介质射入真空发生全反射时，a 光临界角比b 光的小C ．分别通过同一双缝干涉装置，b 光形成的相邻亮条纹间距小D ．若照射同一金属都能发生光电效应，b 光照射时逸出的光电子最大初动能大解析：选AB.由折射定律可知n a >n b ，由v ＝c n 知v a <v b ，故A 正确．由sin C ＝1n可知，a 光的临界角比b 光的小，B 正确．因n a >n b ，故λa <λb ，由Δx ＝ld λ知b 光形成的相邻亮条纹间距大，C 错误．因为n a >n b ，则νa >νb ，由爱因斯坦光电效应方程E km ＝hν－W 0可知，a 光照射时逸出的光电子最大初动能大，D 错误．3.在观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，根据图样判断障碍物或孔的情况，下列说法正确的是( )A ．很小的不透明圆板B ．很大的中间有大圆孔的不透明挡板C ．很大的不透明圆板D ．很大的中间有小圆孔的不透明挡板解析：选D.该图样为圆孔衍射的图样，选项D 正确．4．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )A ．激光是纵波B ．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离答案：D5．(2019·宁波质检)下列说法正确的是( )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：选B.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，A、D选项不正确，B选项与事实一致，C选项与事实相反；所以只有选项B正确．6．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强解析：选ACD.由公式v＝λf可得，λmin＝vf max＝3×1081 000×106m＝0.3 m，λmax＝vf min＝3×108200×106m＝1.5 m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确．【课后达标检测】一、不定项选择题1．(2019·丽水月考)X射线( )A．不是电磁波B．具有反射和折射的特性C．只能在介质中传播D．不能发生干涉和衍射答案：B2．下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波在真空和介质中传播的速度相同B．变化的磁场能够在空间产生电场C．电磁波的波长、波速、周期的关系为v＝λTD．电磁波既可能是横波，也可能是纵波答案：B3．(2019·温州质检)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答案：C4．(2019·嘉兴质检)LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是( )A．此时电路中电流的方向为顺时针B．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电C．若电容器正在放电，则电容器上极板带正电D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大解析：选ABD.由安培定则知此时电路中电流的方向为顺时针，A正确；若磁场正在减弱，根据楞次定律可得，线圈上端为正极，故电容器上极板带正电，B正确；若电容器正在放电，根据安培定则可得电容器上极板带负电，自感电动势正在阻碍电流增大，故C错误，D正确．5．下列光学现象的说法中正确的是( )A．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果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．透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的色散现象解析：选C.用光导纤维束传送图象信息，这是光的全反射的应用，选项A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项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，选项C正确；透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D错误．6．(2019·杭州检测)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：选AC.根据双缝干涉实验条纹间隔公式，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有，改用波长较长的红光作为入射光，增大双缝到屏的距离L，减小双缝之间的距离d，选项A、C正确．7．下列说法中正确的是( )A．光的偏振现象说明光是纵波B．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射C．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大D．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理解析：选BD.光的偏振现象说明光是横波，选项A错误；人耳能听见的声波波长比超声波波长长，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项B正确；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小，选项C错误；光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理，选项D 正确．8．(2019·绍兴质检)下列有关光现象的解释正确的是( )A．光在同一介质中沿直线传播B．海市蜃楼是全反射的结果C．任何两束光都可以发生干涉D．为了司机在夜间安全行驶，汽车前窗玻璃常采用偏振玻璃解析：选BD.光在同一种均匀介质中才会沿直线传播，选项A错误；海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，所以选项B正确；只有相干波才可以发生干涉，选项C错误；汽车前窗玻璃采用偏振玻璃，在夜间行驶时可以减弱对面车辆照射过来的光强，选项D正确．9.如图所示，偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，能在P的另一侧观察到透射光的是( )A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光解析：选ABD.由于太阳光是自然光，能够通过偏振片P；沿竖直方向振动的光，能够通过偏振片P；沿水平方向振动的光，不能够通过偏振片P；沿与竖直方向成45°角振动的光，部分能够通过偏振片P；所以选项ABD正确．10．(2019·舟山质检)诺贝尔物理学奖授予科学家高锟以及威拉德·博伊尔和乔治·史密斯.3名得主的成就分别是发明光纤电缆和电荷耦合器件(CCD)图象传感器．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法中正确的是( )A．为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象在照相机镜头前加一偏振片，减少反射光的影响B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析：选AD.为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象在照相机镜头前加一偏振片，减少反射光的影响，选项A正确；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射现象，选项B错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，选项C错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项D 正确．11.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到甲图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如乙图所示．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：选B.在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx＝ldλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l、λ或减小d.根据c＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B正确，选项A、C、D错误．12．下列有关电磁波的发射与接收的说法正确的是( )A．电磁波的频率越高，向外辐射能量的本领越强B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C．在电磁波接收的过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制D．接收电磁波时首先要进行调制解析：选A.振荡电路向外辐射电磁波的本领与振荡频率密切相关，频率越高，发射电磁波的本领越大，A正确；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B错误；从高频振荡电流中检出声音、图象信号的过程叫检波(解调)，C错误；发射电磁波时首先要进行调制，而接收电磁波时首先要进行调谐，D错误．13．(2019·金华质检)对于单缝衍射现象，下列说法正确的是( )A．缝的宽度d越大，衍射现象越明显B．缝的宽度d越小，衍射现象越明显C ．缝的宽度d 越小，光的传播路线越接近直线D ．入射光的波长越短，衍射现象越明显解析：选B.当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，故D 错，当光的波长一定时，缝的宽度越小，衍射现象越明显，故A 、C 错，B 对．二、非选择题14．(2019·浙江十校联考)(1)用游标卡尺观察光的衍射现象时，某次游标卡尺的示数如图甲所示，则两测脚间狭缝的宽度为________．用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹，如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将变________．甲(2)下列说法正确的是________．A ．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象B ．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制C ．一简谐横波以速度v 沿x 轴正方向传播，t ＝0时传播到坐标原点，此质点正从平衡位置以速度v 0向下振动，已知质点的振幅为A ，振动角频率为ω，则x 轴上横坐标为34λ处质点的振动方程为y ＝－A sin ω(t-3λ4v) D ．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄E ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系解析：(2)在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，B 错；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽，D 错．答案：(1)0.36 mm 大 (2)ACE。
专题(35)光的波动性 电磁波(原卷版)
2021（新高考）物理一轮复习考点强化全突破专题（35）光的波动性电磁波（原卷版）一、光的干涉自测1一束白光在真空中通过双缝后在屏上观察到的干涉条纹，除中央白色亮条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是()A.各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同B.各色光的速度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同C.各色光的强度不同，因而各色光分别产生的干涉条纹的间距不同D.上述说法都不正确二、光的衍射自测2下列说法正确的是()A.两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波，也可以是纵波C.因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像手术刀一样切除肿瘤三、电磁振荡和电磁波自测3(多选)关于电磁波及其应用，下列说法正确的是()A.麦克斯韦首先通过实验证实了电磁波的存在B.电磁波是横波且能够发生干涉和衍射现象C.电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程D.微波能使食物中的水分子的热运动加剧从而实现加热的目的命题热点一光的干涉现象类型1杨氏双缝干涉例1(多选)(2017·浙江4月选考·16)图4中给出了“用双缝干涉测量光的波长”实验示意图，双缝S1和S2间距为0.80 mm，双缝到屏的距离为0.80 m.波长为500 nm的单色平行光垂直入射到双缝S1和S2上，在屏上形成干涉条纹.中心轴线OO′上方第1条亮纹中心位置在P1处，第3条亮纹中心位置在P2处.现有1号、2号虫子分别从S1、S2出发以相同速度沿垂直屏方向飞行，1号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P1,2号虫子到达屏后，沿屏直线爬行到P2.假定两只虫子爬行速率均为10－3 m/s.正确的是()图4A.1号虫子运动路程比2号短B.两只虫子运动的时间差为0.2 sC.两只虫子运动的时间差为1.0 sD.已知条件不够，两只虫子运动时间差无法计算变式1关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是()A.单缝的作用是获得频率相同的两相干光源B.双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源C.光屏上距两缝的路程差等于半个波长的整数倍处出现暗条纹D.照射到单缝的单色光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽变式2(多选)如图5所示是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮条纹的中心，P1为第一级亮条纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则()图5A.屏上的干涉条纹的间距将变大B.屏上的O点可能出现暗条纹C.屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心D.屏上P1位置可能为暗条纹的中心类型2薄膜干涉例2(多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图7所示.这时可以看到明暗相间的条纹.下面关于条纹的说法中正确的是()图7A.干涉条纹是光在空气劈尖膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果B.干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C.将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧变式3用如图8所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.左侧点燃酒精灯(在灯芯上洒些食盐)，右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.下列是在肥皂膜上观察到的干涉图样示意图，其中最合理的是()图8命题热点二光的衍射和偏振现象例3单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图象是下图中()变式4(多选)关于光的衍射现象，下面说法正确的是()A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C.光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D.光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射例4(多选)奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图9所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.以下说法中正确的是()图9A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α命题热点三电磁振荡和电磁波例5(多选)关于图10中现象的表述正确的是()图10A.甲图中蝙蝠利用超声波定位B.乙图中CT是利用β射线照射人体C.丙图中回路电阻和向外辐射电磁波造成振荡电流能量的减小D.丁图中夜视系统是利用不可见光中的紫外线变式5(多选)LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图11所示，则下列说法正确的是()图11A.此时电路中电流的方向为顺时针B.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电C.若电容器正在放电，则电容器上极板带正电D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大变式6(多选)关于电磁场和电磁波说法正确的是()A.变化的电场和变化的磁场是相互联系的，它们统称为电磁场B.电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波C.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场D.电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波变式7关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()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。
专题(47)光的波动性 电磁波(原卷版)
2021年（新高考）物理一轮复习专题强化练专题（47）光的波动性电磁波（原卷版）一、选择题（本题共16小题，每小题6分，满分96分。
在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。
）1、（2020·新课标Ⅰ卷）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化2、（2020·江苏卷）电磁波广泛应用在现代医疗中。
下列属于电磁波应用的医用器械有A．杀菌用的紫外灯B．拍胸片的X光机C．治疗咽喉炎的超声波雾化器D．检查血流情况的“彩超”机3、下列说法正确的是()A.麦克斯韦建立电磁场理论提出光是一种电磁波，并通过实验验证了电磁波的存在B.白光通过三棱镜发生色散属于光的折射现象C.通过细狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象D.杨氏双缝干涉实验中，增大光屏到双缝间距离，可观察到干涉条纹间距变小E.当偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振化方向会发生变化，这一现象可用来检测应力的分布情况4.(多选)如图所示，把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上，让单色光从上方射入，这时可以看到亮暗相间的同心圆环，对这些亮暗圆环的相关说法合理的是()A.远离中心点处亮环的分布较密B.用白光照射时，不会出现干涉形成的圆环C.是透镜曲面上反射光与透镜上方平面上的反射光干涉形成的D.与同一亮环相对应的空气薄膜的厚度是相同的5.(多选)如图所示，以下关于光学知识的叙述中，正确的是()A.甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象B.乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的C.丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理D.丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光像信号，是利用光的全反射6.下列说法中正确的是 ()A.北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的B.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应C.常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机D.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E.遥感技术中利用了红外线探测器接收物体发出的红外线来探测被测物体的特征7.(多选)下列说法正确的是()A.机场、车站的安检门可以探测人身携带的金属物品，是利用静电感应的原理工作B.可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹C.由于多普勒效应，我们观察到离我们远去的恒星发出的光谱，将向红光光谱方向移动，波长变长、频率降低D.γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属零件内部的缺陷8.(多选)很多城市马路边都出现了共享单车，使用共享单车APP，用户可以查看并找到单车位置，扫描车身上的二维码，通过手机网络发送到云端请求解锁，云端收到后识别该车辆并发送解锁指令，共享单车执行解锁指令自动开锁，用户便可以骑行.车身前后都有反光标志，前后车轮轮毂内侧也有反光涂层，夜间汽车灯光照射上去反光效果很好，增加了骑行者的安全性，尾灯反光标志的截面如图所示，其利用了光的全反射原理.根据你所学的物理知识判断下列说法正确的是()A.单车和手机之间是利用机械波传递信息的B.单车和手机之间是利用电磁波传递信息的C.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射9.（2020·吉林省白城市通榆一中考试）关于电磁波，下列说法正确的是A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失10.(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则()A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C.若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b11．（2020·江苏徐州模拟）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动12.(多选)如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各图样的特点可以得出的正确结论是()A.a、b是光的干涉图样B.c、d是光的干涉图样C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短D.形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长长13.(多选)北京时间2017年7月19日上午，杭州、宁波等浙江多地出现日晕(如图甲所示).日晕是当日光通过卷层云中的冰晶时，发生折射或反射形成的.图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光.下列说法正确的是()A.a光的波长大于b光的波长B.b光比a光更容易发生衍射现象C.a光的光子动量小于b光的光子动量D.a光和b光光子可能是某元素原子分别从n＝2、n＝3激发态跃迁到基态时辐射出的14.下列说法中正确的是()A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C.图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的E.图戊中的M、N是偏振片，P是光屏。
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17.3粒子的波动性17.4概率波。
填空题（理解基本概念）1.光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有___ _ ____。
(1)大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性。
比如，干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻就出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；如果用很微弱的光照射，在感光屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，体现出了粒子性。
但是如果在微弱的光照射时间加大的情况下，感光底片上光点的分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律。
这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的证据。
(2)频率低的光波动性明显，频率高的光粒子性明显。
(3)光在传播时容易表现出波动性，在与其他物质相互作用时，容易表现出明显的粒子性。
(4)光子说不排斥波动性，光子的能量的计算公式中就包含着波动的因素——频率。
2．光子的能量ε和动量p可以表示为ε＝________和p＝________，它们是描述光的性质的基本关系式，其中________是架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
3．实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的________相联系，而且粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间，也像光子跟光波一样，遵从如下关系ν＝________和λ＝________，这种与实物粒子相联系的波后来称为________，也叫做物质波。
4．1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用________做了电子束衍射的实验，得到了衍射图样，从而证实了电子的________。
5.任意时刻的确定的________和________以及时空中的确定的轨道，是经典物理学中粒子运动的基本特征。
与经典的粒子不同，经典的波在空间是________的，其特征是具有________和________，也就是具有时间的周期性。
6．光子在空间出现的概率可以通过________的规律确定。
所以，从光子的概念上看，光波是一种________波。
7．对于电子和其他微观粒子，由于同样具有________，所以与它们相联系的物质波也是________波。
光的波粒二象性8.对光的认识，以下说法中正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种情境下光的波动性表现明显，在另外某种情境下，光的粒子性表现明显9.关于对光的认识，下列说法正确的是( )A．频率高的光是粒子，频率低的光是波 B．光有时是波，有时是粒子C．光有时候表现出波动性，有时候表现出粒子性D．光既是宏观概念中的波，也是宏观概念中的粒子物质波的实验验证10.关于物质波，下列认识中错误的是( )A．任何运动的物体(质点)都伴随一种波，这种波叫物质波B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．电子的衍射实验，证实了物质波假设是正确的D．宏观物体尽管可以看做物质波，但它们不具有干涉、衍射等现象11.为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高)；(2)利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列。
则下列分析中正确的是A．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当光波是概率波12.对于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A．在一束传播的光束中，有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子同样是一种粒子，光波与机械波同样是一种波C．光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子的能量E＝hν中，频率ν仍表示的是波的特征13．人类对光的本性的认识经历了曲折的过程。
下列关于光的本性的陈述符合科学规律或历史事实的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光具有波粒二象性14．能说明光具有波粒二象性的实验是()A．光的干涉和衍射B．光的干涉和光电效应C．光的衍射和康普顿效应D．光电效应和康普顿效应15．关于光的本性，下列说法中正确的是()A．光子说并没有否定光的电磁说B．光电效应现象反映了光的粒子性C．光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说提出来的D．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性16．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性17．关于物质波，下列说法中正确的是()A．速度相等的电子和质子，电子的波长大B．动能相等的电子和质子，电子的波长小C．动量相等的电子和中子，中子的波长小D．甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍17．已知α粒子的质量mα＝6.64×10－27kg，速度v＝3×107m/s，要观察到α粒子明显的衍射现象，障碍物的尺寸约为()A．3.3×10－10 m B．3.3×10－12 m C．3.3×10－15 m D．3.3×10－18 m18．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．光显示粒子性时是分立而不连续的，无波动性；光显示波动性时是连续而不分立的，无粒子性B．光的频率越高，其粒子性越明显；光的频率越低，其波动性越明显C．光的波动性可以看作是大量光子运动的规律D．伦琴射线比可见光更容易发生光电效应，而更不容易产生干涉、衍射等物理现象19．显微镜观看细微结构时，由于受到衍射现象的影响而观察不清，因此观察越细小的结构，就要求波长越短，波动性越弱。
在加速电压值相同的情况下，电子显微镜与质子显微镜的分辨本领，下列判定正确的是()A．电子显微镜分辨本领较强B．质子显微镜分辨本领较强C．两种显微镜分辨本领相同D．两种显微镜分辨本领不便比较20．有关光的本性的说法中正确的是()A．关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指：光既可以看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C．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D．在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显示波动性，如果光只通过一个缝时显示粒子性21．关于物质波的认识，正确的是()A．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的B．物质波也是一种概率波C．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波D．物质波就是光波22．以下说法正确的是()A．物体都具有波动性B．抖动细绳一端，绳上的波就是物质波C．通常情况下，质子比电子的波长长D．核外电子绕核运动时，并没有确定的轨道23．下列对物理模型和物理现象的关系理解正确的是()A．物理模型应与日常经验相吻合，并能解释物理现象B．物理模型可以与日常经验相悖，但应与实验结果一致C．物理模型不能十分古怪，让人难以理解D．只要物理模型与实验结果一致，它在一定范围内就能正确代表研究的对象25．图中MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l 为0.40m ，电阻不计。
导轨所在平面与磁感应强度B 为0.50T 的匀强磁场垂直。
质量m 为6.0×10-3kg ．电阻为1.0Ω的金属杆ab 始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。
导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R 1。
当杆ab 达到稳定状态时以速率v 匀速下滑，整个电路消耗的电功率P 为0.27W ，重力加速度取10m/s 2，试求速率v 和滑动变阻器接入电路部分的阻值R 2。
26. 水平放置的平行金属框架L=0.2m,质量为0.1kg 的金属棒ab 放在框架上，并且与框架的两个边垂直。
整个装置放于方向竖直向下、B=0.5T 的匀强磁场中，如图所示。
金属棒ab 在F=2N 的水平向右的恒力作用下由静止开始运动。
电路中除R=0.05外，其他电阻、摩擦阻力均不考虑。
求：① ab 速度是5m/s 时，棒的加速度是多大？② 当ab 棒达到最大速度后，撤去外力F ，此后感应电流还能产生多少热量？例题答案：8.【答案】A、B、D【解析】个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性。
因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确选项有A、B、D。
9.解析：波动性和粒子性是微观粒子(包括光)具有的不可分割的两种固有属性，在不同情况下，一种属性起主要作用，该属性就表现出来或属性显著。
但微观粒子的波动性和粒子性与宏观概念中的波和粒子是完全不同的。
答案：C10.【答案】B、D【解析】据德布罗意物质波理论知，任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之相对应，这种波就叫物质波，可见，A选项是正确的；由于X射线本身就是一种波，而不是实物粒子，故X射线的衍射现象并不能证实物质波理论的正确性，即B选项错误；电子是一种实物粒子，电子的衍射现象表明运动着的实物粒子具有波动性，故C选项是正确的；由电子穿过铝箔的衍射实验知，少量电子穿过铝箔后所落位置是散乱的，无规律的，但大量电子穿过铝箔后落的位置则呈现出衍射图样，即大量电子的行为表现出电子的波动性，干涉、衍射是波的特有现象，只要是波，都会发生干涉、衍射现象，故选项D错误。
综合以上分析知，本题应选B、D。
11.解析：由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，它的动量应很大，即速度应很大，A 正确，B错误；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，C错误，D正确。
答案：A、D12.【答案】D【解析】光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。
当光和同物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性；单个光子通过双缝后的落点无法预测，但大量光子通过双缝后在空间各点出现的可能性可以用波动规律描述，表现出波动性，粒子性和波动性是光本身的一种属性，光子说并未否定电磁说。