物理大一輪復(fù)習(xí)試題：第十四章第4節(jié)光的波動性、電磁波和相對論

第4節(jié)光的波動性、電磁波和相對論一、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)：單色光照射時，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時，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相差不多，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象才會明顯。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的光，而且沿著各個方向振動的光波的強(qiáng)度都相同。(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光。(3)偏振光的形成：讓自然光通過偏振片形成偏振光；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?！咀詼y1】(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B、C正確。二、電磁波和相對論1.麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。2.電磁波(1)電磁場在空間由近及遠(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。(4)v＝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，要對傳輸信號進(jìn)行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻)。(2)調(diào)制方式：調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)弱而變。調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強(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，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的大小順序把它們排列成譜叫做電磁波譜。按波長由長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。6.相對論(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速和光源、觀測者間的相對運(yùn)動沒有關(guān)系。(3)質(zhì)速關(guān)系物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2)))。物體運(yùn)動時的質(zhì)量m總要大于靜止時的質(zhì)量m0。(4)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?！咀詼y2】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)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同答案B考點(diǎn)一光的干涉現(xiàn)象1.雙縫干涉(1)條紋間距公式：Δx＝eq\f(l,d)λ，對同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，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。當(dāng)Δr＝kλ(k＝0，1，2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)亮條紋。當(dāng)Δr＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0，1，2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋。圖12.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，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)亮暗條紋的判斷方法兩個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)亮條紋。在Q處，Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0，1，2，3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋。1.(光的雙縫干涉)(多選)圖3如圖3所示，在利用雙縫干涉測量光的波長的實(shí)驗(yàn)中，單縫S0、雙縫中點(diǎn)O、屏上的P0點(diǎn)位于雙縫S1和S2的中垂線上，屏上P點(diǎn)處在P0上方的第3條亮條紋(不包括P0點(diǎn)處的亮條紋)的中心。已知入射光在真空中的波長為λ，真空中的光速為c，雙縫S1與S2之間距離為d，雙縫到屏的距離為l，若整個裝置處于真空中，則下列說法正確的是()A.P點(diǎn)到雙縫S1和S2的路程差為3λB.來自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的時間差為eq\f(3λ,c)C.屏上P點(diǎn)和P0點(diǎn)之間僅能觀察到兩條暗條紋D.僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動的過程中，P點(diǎn)處能觀察到暗條紋E.僅將屏向右(保持P0在雙縫的中垂線上)移動的過程中，P點(diǎn)處能觀察到暗條紋答案ABE解析來自雙縫S1和S2的光傳播到P點(diǎn)處的路程差為3λ，則時間差為eq\f(3λ,c)，選項(xiàng)A、B正確；由題意可知，屏上P點(diǎn)和P0點(diǎn)之間能觀察到三條暗條紋，選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，僅將單縫S0向左(保持S0在雙縫的中垂線上)移動的過程中，條紋間距不變，則P點(diǎn)處仍是亮條紋，選項(xiàng)D錯誤；根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，僅將屏向右(保持P0在雙縫的中垂線上)移動的過程中，l變大，則條紋間距變大，則P點(diǎn)處能觀察到暗條紋，選項(xiàng)E正確。2.(薄膜干涉)(2021·山東卷)用平行單色光垂直照射一層透明薄膜，觀察到如圖4所示明暗相間的干涉條紋。下列關(guān)于該區(qū)域薄膜厚度d隨坐標(biāo)x的變化圖象，可能正確的是()圖4答案D解析從薄膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為Δx＝2d，即光程差為薄膜厚度的2倍，當(dāng)光程差Δx＝nλ時，此處出現(xiàn)亮條紋，相鄰亮條紋之間的薄膜的厚度差為eq\f(1,2)λ，在圖中相鄰亮條紋(或暗條紋)之間的距離變大，薄膜層的厚度逐漸變小，因條紋寬度逐漸變寬，則薄膜的厚度不是均勻減小，故選項(xiàng)D正確。考點(diǎn)二光的衍射現(xiàn)象1.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2.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。3.(光的衍射的理解)(2019·江蘇卷)將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于光的________(選填“折射”“干涉”或“衍射”)。當(dāng)縫的寬度________(選填“遠(yuǎn)大于”或“接近”)光波的波長時，這種現(xiàn)象十分明顯。答案衍射接近解析通過兩支并排放在一起的鉛筆觀察與其平行的日光燈，看到的彩色條紋是單縫衍射條紋；產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸跟波長相等或相差不多。4.(光的衍射的應(yīng)用)(多選)霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的身體健康，霧霾天氣時能見度只有幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種情況下()A.只有波長較短的一部分光才能到達(dá)地面B.只有波長較長的一部分光才能到達(dá)地面C.只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面D.只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面答案BD解析根據(jù)光發(fā)生明顯衍射的條件，霧霾天氣時，只有波長較長、頻率較小的一部分光發(fā)生衍射繞過空氣中的顆粒物到達(dá)地面，選項(xiàng)A、C錯誤，B、D正確?？键c(diǎn)三光的偏振自然光和偏振光的比較自然光(非偏振光)偏振光光的來源直接從光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿任意方向，且沿各個方向振動的光的強(qiáng)度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿特定方向5.(多選)食品安全檢驗(yàn)中碳水化合物(糖)的含量是一個重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度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的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖5所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測樣品P置于A、B之間。以下說法中正確的是()圖5A.到達(dá)O處光的強(qiáng)度會明顯減弱B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會明顯減弱C.將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD.將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，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ACD解析偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向?yàn)檩S線，旋轉(zhuǎn)一個角度α，所以到達(dá)O處光的強(qiáng)度會明顯減弱，故A正確，B錯誤；將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于α，故C正確；同理，將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α，故D正確?？键c(diǎn)四電磁波與相對論1.電磁波與機(jī)械波的主要區(qū)別(1)電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì)。(2)電磁波是橫波，機(jī)械波可能是橫波，也可能是縱波。2.電磁波譜的特性及應(yīng)用電磁波譜特性應(yīng)用遞變規(guī)律無線電波容易發(fā)生衍射通信和廣播紅外線熱效應(yīng)紅外線遙感可見光引起視覺照明等紫外線熒光效應(yīng)，能殺菌滅菌消毒、防偽X射線穿透能力強(qiáng)醫(yī)用透視、安檢γ射線穿透能力很強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療6.(電磁波的產(chǎn)生及傳播)(多選)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.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D.利用電磁波傳遞信號可以實(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的速度均為光速，與頻率無關(guān)，選項(xiàng)A正確；電磁波是變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)得到的，選項(xiàng)B正確；電磁波傳播方向與電場方向、磁場方向均垂直，選項(xiàng)C正確；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，選項(xiàng)D錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，選項(xiàng)E錯誤。7.(電磁波的應(yīng)用)(多選)(2020·江蘇卷)電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有()A.殺菌用的紫外燈 B.拍胸片的X光機(jī)C.治療咽喉炎的超聲波霧化器 D.檢查血流情況的“彩超”機(jī)答案AB解析紫外線和X光從本質(zhì)上說是電磁波，A、B項(xiàng)正確；治療咽喉炎的超聲波霧化器和檢查血流情況的“彩超”機(jī)用的都是超聲波，超聲波屬于機(jī)械波，C、D項(xiàng)錯誤。考點(diǎn)五實(shí)驗(yàn)十六：用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長1.實(shí)驗(yàn)原理單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)條紋間距Δx與雙縫間距d、雙縫到屏的距離l、單色光波長λ之間滿足λ＝eq\f(d,l)Δx。2.觀察雙縫干涉圖樣(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖6所示。圖6(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿遮光筒軸線到達(dá)光屏。(4)安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點(diǎn)位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約為5～10cm。(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋。3.測定單色光的波長(1)安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。(2)使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第n條亮條紋。(3)用刻度尺測量雙縫與光屏間距離l(d是已知的)。(4)改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的距離l，重復(fù)測量。4.數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距Δx＝eq\f(an－a1,n－1)。(2)波長λ＝eq\f(d,l)Δx。(3)計算多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值。5.注意事項(xiàng)(1)安裝時，注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)。(2)光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近。(3)調(diào)節(jié)的基本依據(jù)：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測量頭與遮光筒不共軸所致；干涉條紋不清晰，一般原因是單縫與雙縫不平行所致?！菊骖}示例】(2021·浙江6月選考)圖7所示是“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)的裝置。實(shí)驗(yàn)中：圖7(1)觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是________(單選)。A.旋轉(zhuǎn)測量頭B.增大單縫與雙縫間的距離C.調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行(2)要增大觀察到的條紋間距，正確的做法是________(單選)。A.減小單縫與光源間的距離B.減小單縫與雙縫間的距離C.增大透鏡與單縫間的距離D.增大雙縫與測量頭間的距離答案(1)C(2)D解析(1)若粗調(diào)后看不到清晰的干涉條紋，看到的是模糊不清的條紋，則最可能的原因是單縫與雙縫不平行，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是調(diào)節(jié)撥桿使單縫與雙縫平行，故C正確。(2)根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知要增大條紋間距可以增大雙縫到測量頭間的距離l，減小雙縫的間距d，故D正確。8.在“用雙縫干涉測光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖8所示。圖8(1)(多選)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，對實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)并觀察了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點(diǎn)，正確的是()A.燈絲與單縫和雙縫必須平行放置B.干涉條紋與雙縫垂直C.干涉條紋的疏密程度與單縫寬度有關(guān)D.干涉條紋的間距與光的波長有關(guān)(2)當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時，手輪上的示數(shù)如圖9甲所示，該讀數(shù)為________mm。(3)如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖乙所示。則在這種情況下測量干涉條紋的間距Δx時，測量值________(選填“大于”“小于”或“等于”)實(shí)際值。圖9答案(1)AD(2)0.700(3)大于解析(1)為了獲得清晰的干涉的亮條紋，燈絲與單縫和雙縫必須平行放置，A正確；干涉條紋與雙縫平行，B錯誤；干涉條紋的間距Δx＝eq\f(l,d)λ與單縫寬度無關(guān)，與光的波長有關(guān)，C錯誤，D正確。(2)手輪的讀數(shù)為0.5mm＋20.0×0.01mm＝0.700mm。(3)條紋與分劃板不平行時，實(shí)際值Δx實(shí)＝Δx測cosθ，θ為條紋與分劃板間的夾角，故Δx實(shí)<Δx測?？键c(diǎn)一光的干涉現(xiàn)象1.(多選)(2021·江西九江二模)圖1甲是用光的干涉法來檢查物體平面平整程度的裝置，其中A為標(biāo)準(zhǔn)平板，B為被檢查其平面的物體，C為入射光，圖乙和圖丙分別為兩次觀察到的干涉條紋，下列說法正確的是()圖1A.入射光C應(yīng)采用單色光B.圖示條紋是由A的下表面反射光和B的上表面反射光發(fā)生干涉形成的C.當(dāng)A、B之間某處距離為入射光的半波長奇數(shù)倍時，對應(yīng)條紋是暗條紋D.若所觀察的條紋是圖乙，被檢查表面上有洞狀凹陷E.若所觀察的條紋是圖丙，被檢查表面上有溝狀凹陷答案ABE解析入射光C應(yīng)采用單色光，波長一定，不會出現(xiàn)干涉條紋重合，故A正確；薄膜干涉形成的條紋是膜的上下表面的反射光干涉產(chǎn)生的，故B正確；當(dāng)A、B之間某處上下反射光的光程差為入射光的半波長奇數(shù)倍時，對應(yīng)條紋是暗亮條紋，故C錯誤；薄膜干涉是等厚干涉，即亮條紋處空氣膜的厚度相等，亮條紋右偏說明被檢查表面上有凸起，故D錯誤；圖丙中亮條紋左偏說明被檢查表面上有溝狀凹陷，故E正確。2.(多選)如圖2所示，在觀察薄膜干涉現(xiàn)象時，把鐵絲圈P在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，在酒精燈火焰上撒食鹽，用肥皂液膜觀察燈焰S的像，下列說法正確的是()圖2A.在酒精燈上撒一些食鹽目的是燈焰能發(fā)出的光更亮B.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)觀察液膜反射酒精燈的光，使我們看到燈焰的像C.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)在另一側(cè)透過液膜觀察火焰，來觀察薄膜干涉現(xiàn)象D.用不同波長的光做這個實(shí)驗(yàn)，條紋的間距是不一樣的E.波長越長的光，條紋越寬答案BDE解析在酒精燈的燈芯上撒一些食鹽，燈焰就能發(fā)出明亮的黃光，所以目的是燈焰能發(fā)出明亮的黃光，故A錯誤；用酒精燈的黃光照射豎直放置的液膜，液膜反射的光使我們看到燈焰的像，故B正確；當(dāng)黃色的光線照射到肥皂膜上時從肥皂膜的前后兩個表面分別反射兩列光，這兩列光的頻率相同，產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，所以實(shí)驗(yàn)時應(yīng)在酒精燈一側(cè)來觀察薄膜干涉現(xiàn)象，故C錯誤；發(fā)生薄膜干涉時，相鄰兩條亮條紋(或暗條紋)的間距與入射光在膜中的波長有關(guān)，所以用不同波長的光做這個實(shí)驗(yàn)，條紋的間距是不一樣的，故D正確；波長越長，條紋間距越大，條紋越寬，故E正確。3.(2020·山東卷)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖3所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點(diǎn)為S1、S2連線中垂線與光屏的交點(diǎn)。光源S發(fā)出的波長為λ的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過玻璃片傳播到O點(diǎn)，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點(diǎn)，由S1到O點(diǎn)與由S2到O點(diǎn)，光傳播的時間差為Δt。玻璃片厚度為10λ，玻璃對該波長光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是()圖3A.Δt＝eq\f(5λ,c) B.Δt＝eq\f(15λ,2c)C.Δt＝eq\f(10λ,c) D.Δt＝eq\f(15λ,c)答案A解析波長為λ的光在玻璃片中的傳播速度v＝eq\f(c,n)，通過10λ的距離，光傳播的時間差Δt＝eq\f(10λn,c)－eq\f(10λ,c)＝eq\f(5λ,c)，選項(xiàng)A正確。考點(diǎn)二光的衍射現(xiàn)象4.(多選)關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說法正確的是()A.紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋B.白光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋C.光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明發(fā)生了衍射D.光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說明光沿直線傳播，不存在光的衍射E.在單縫衍射中增大單縫到屏的距離，衍射條紋變寬答案ACE解析單色光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是亮暗相同的直條紋，A正確；白光的衍射圖樣是彩色條紋，B錯誤；光照到不透明小圓盤上，在其陰影處出現(xiàn)亮點(diǎn)，是衍射現(xiàn)象，C正確；光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分，D項(xiàng)中屏上大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認(rèn)為不存在光的衍射現(xiàn)象，D錯誤；與雙縫干涉相似，增大單縫到屏的距離，衍射條紋變寬，E正確。5.如圖所示的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()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。相鄰亮條紋間距Δx＝eq\f(l,d)λ，紅光波長比藍(lán)光波長長，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，波長越長，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，黃光波長比紫光波長長，即2、4分別對應(yīng)于紫光和黃光。綜上所述，1、2、3、4四個圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確?？键c(diǎn)三光的偏振6.(多選)如圖4所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則()圖4A.圖中a光為自然光B.圖中a光為偏振光C.圖中b光為偏振光D.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮E.以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮答案ACE解析自然光沿各個方向發(fā)散是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光，它通過A偏振片后，即變?yōu)槠窆?，則B錯誤，A、C正確；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動，P點(diǎn)無光亮，則B偏振片只能通過沿水平方向振動的偏振光，將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光亮，D錯誤；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^豎直方向上振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，E正確?？键c(diǎn)四電磁波與相對論7.(多選)電磁波與聲波比較，下列說法中正確的是()A.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B.由空氣進(jìn)入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大C.由空氣進(jìn)入水中時，電磁波波長變小，聲波波長變大D.電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度都是由介質(zhì)決定的，與頻率無關(guān)E.電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，聲波不能答案ABC解析電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，在同一種介質(zhì)中，頻率越大，波速越小，聲波的傳播速度是由介質(zhì)決定的，電磁波和聲波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，所以D、E錯誤，A、B、C正確。8.(多選)關(guān)于機(jī)械波、電磁波和相對論的下列說法正確的是()A.機(jī)械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定B.假設(shè)火車以接近光速的速度通過站臺，站臺上的旅客觀察到車上的乘客變矮了C.簡諧機(jī)械波傳播時單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中某點(diǎn)的完全波的個數(shù)就是這列波的頻率D.用光導(dǎo)纖維束傳播圖像信息利用了光的全反射E.在真空中傳播的兩列電磁波，頻率大的波長短答案CDE解析機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均有關(guān)，選項(xiàng)A錯誤；火車以接近光速的速度通過站臺時，站臺上的旅客觀察到車上的乘客變瘦了，而不是變矮，選項(xiàng)B錯誤；簡諧波的振動周期與傳播周期相同，故單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中某點(diǎn)的完全波的個數(shù)就是這列簡諧波的頻率，選項(xiàng)C正確；光導(dǎo)纖維束是用全反射來傳輸圖像信息的，選項(xiàng)D正確；在真空中傳播的兩列電磁波，傳播速度相同，由v＝eq\f(λ,T)＝λf知，頻率越大，波長越短，選項(xiàng)E正確?？键c(diǎn)五實(shí)驗(yàn)：用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量光的波長9.(2019·全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用圖5所示裝置測量某種單色光的波長。實(shí)驗(yàn)時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋?；卮鹣铝袉栴}：圖5(ⅰ)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可________。A.將單縫向雙縫靠近B.將屏向靠近雙縫的方向移動C.將屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動D.使用間距更小的雙縫(ⅱ)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝________。(ⅲ)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm。則所測單色光的波長為________nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。答案(ⅰ)B(ⅱ)eq\f(Δxd,（n－1）l)(ⅲ)630解析(ⅰ)相鄰明(暗)干涉條紋的寬度Δx＝eq\f(l,d)λ，要增加觀察到的條紋個數(shù)，即減小Δx，需增大d或減小l，因此應(yīng)將屏