1、【 精品教育资源文库 】 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
2、的可见光传播速度为光速，即为310 8 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 射线更强 D X 射线与 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， 射线是原子核受激发
3、而产生的，产生机理确实不同，但 X 射线和 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 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
4、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【 精品教育资源文库 】 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 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，
5、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 1.610 19 C，质量为 9.110 31 kg，一个电子被电压为 106 V 的电 场加速后，关于该电子的质量和速度，以下说法正确的是 ( BD ) A电子的质量不变 B电子的质量增大 C电子的速度可以达到 1.9c D电子的速度不可能达到 c 解析 电子被电场加速后，根据相对论效应 m m01 vc 2可知，随电子速度的增大，其质量也增大，故选项 A 错误，选项 B 正确；此时不能根
6、据 qU 12m0v2求速度，任何物体的速度都不可能超过光速 c，故选项 C 错误， D 正确 7 (多选 )某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚间形成的狭缝观察 光的衍射现象后，总结出以下几点，你认为正确的是 ( ACD ) A若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行 B若狭缝与线状白炽灯垂直，衍射条纹与狭缝垂直 C衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关 D衍射条纹的间距与光的波长有关 解析 若狭缝与线状白炽灯平行，衍射条纹与狭缝平行且现象明显；衍射条纹的疏密程度与缝宽有关，狭缝越小，条纹越疏；条纹间距与波长有关，波长越长，间距越大 8 (多选 )在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光
7、为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有 ( AC ) A改用红光作 为入射光 B改用蓝光作为入射光 【 精品教育资源文库 】 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 x ld 可知要增大干涉条纹的间距，可增大 ， 红 黄 ，选项 A 正确； 黄 蓝 ，选项 B 错误；增大到屏的距离 l， x 增大，选项 C 正确；增大双缝间距 d， x 减小，选项 D 错误 9 (多选 )甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为 x，且 x 甲 x 乙 ，则下列说法正确的是 ( BD ) A甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生 B真
8、空中甲光的波 长一定大于乙光的波长 C甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 解析 偏振现象是横波特有的现象，甲、乙都可以有偏振现象发生，选项 A 错误；由 x 甲 x 乙 和 x ld 可知甲光的波长大于乙光，选项 B 正确；光子能量取决于光子的频率，而光子频率与波长成反比，选项 C 错误；波长短的光频率大，在介质中的传播速度慢，选项 D 正确 10 (多选 )在研究材料 A 的热膨胀特性时，可采用如图所示的干涉实验法， A 的上表面是一光滑平面，在 A 的上方放一个透明的平行板 B， B 与 A 上表面平行，在它们间形成一个厚度均匀的空气膜现在用波长
9、为 的单色光垂直照射，同时对 A 缓慢加热， A 均匀膨胀，在 B 上方观察到 B 板的亮度发生周期性的变化当温度为 t1时最亮，然后亮度逐渐减弱至最暗；当温度升到 t2时，亮度再一次回到最亮，则 ( BD ) A出现最亮时， B 上表面反射光与 A 上表面反射光叠加后加强 B出现最亮时， B 下表面反射光与 A 上表面反射光叠加后加强 C温度从 t1升至 t2过程中， A 的高度增加 4 D温度从 t1升至 t2过程中， A 的高度增加 2 解析 出现最亮时，为 B 的下表面反射光与 A 上表面的反射光叠加后加强，选项 A 错误，选项 B 正确；薄膜干涉中，当薄膜厚度为光在薄膜中半波长的整数
10、倍，反射光加强，为最亮，因此温度由 t1升至 t2时， A 的高度变化为 12波长，选项 C 错误， D 正确 【 精品教育资源文库 】 11在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介光盘上的信息通常是通过激光束来读取的若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进方向，如图所示下列相关说法正确的是 ( D ) A图中 光是红光， 光是蓝光 B在光 盘的透明介质中， 光比 光传播更快 C若 光、 光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的宽 D若 光、 光先后通过同一单缝衍射装置，前者得到的中央亮纹比后者的中央亮纹窄 解析 同种介质对蓝光的折射
11、率比对红光的折射率大，故以相同入射角入射时，折射角较小的 是蓝光，折射角较大的 是红光，选项 A 错误；根据折射率 n cv可知， 光速度较大，选项 B 错误；通过同一干涉装置，红光的波长大于蓝光的波长，由 x ld 可知，红光干涉条纹较宽，选项 C 错误；通过同一单缝衍射装 置，蓝光的中央条纹较窄，选项 D正确 12 1801 年，托马斯 杨用双缝干涉实验研究了光波的性质 .1834 年洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果 (称洛埃利镜实验 )如图为洛埃利镜实验的原理图， S 为单色光源，M 为平面镜，光源 S 到平面镜的距离和到屏的垂直距离分别为 a 和 L，光的波长为 ，在光屏上形成干
12、涉条纹则相邻的两条亮纹间距离 x 为 ( C ) A La B 2La C L2a D 3La 解析 由于反射光线 过像点，作出光路图，如图， S 和 S 相当双缝，其间距离 d 2a，而光源 s到光屏的距离可看作双孔屏到像屏距离 L，根据双缝干涉的相邻条纹之间距离公式，则 x Ld L2a .故选项 C 正确 【 精品教育资源文库 】 13下列所示的图片、示意图或实验装置图大都来源于课本，则下列判断错误的是( B ) A甲图是薄膜干涉的图样，照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用 B乙图是小孔衍射的图样，也被称为 “ 泊松亮斑 ” C丙图是在平静无风的海面上出现的 “ 蜃景 ” ，
13、上方是蜃景，下方是景物 D丁图是衍射图样，其最明显的特征是条纹间距不等 解析 照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用，选项 A 正确；乙图是小圆盘衍射的图样，不是小孔衍射的图样，选项 B 错误；海面上的下层空气的温度比上层低，则下层空气的密度比上层要大，故下层空气的折射率比上层空气的折射率要大，由于人眼认为光线是沿直线传播的，故上方是蜃景，下方是景物，选项 C 正确；衍射图样最明显的特征是条纹间距不等，选项 D 正确 14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 n 1.5，所要消除的紫外线的频率 8.110 14 Hz，那么他设计的这种 “ 增反膜 ” 的厚度至少是 ( C ) A 9.2510 8 m B 1.8510 7 m C 1.2410 7 m D 6.1810 8 m 解析 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出来形成的光叠加后加强，则光程差 (大小等于薄膜厚度 d 的 2 倍 )应等于光在薄膜中的波长 的整数倍，即 2d N ( N 1,2?) 因此 ，薄膜的厚度
