《2024版高考物理一轮复习第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲光的波动性电磁波相对论练习含解析新人教版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2024版高考物理一轮复习第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲光的波动性电磁波相对论练习含解析新人教版.doc（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2024版高考物理一轮复习第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论第4讲光的波动性电磁波相对论练习含解析新人教版第4讲光的波动性电磁波相对论一、选择题(本题共9小题，14题为单选，59题为多选)1炎炎夏日，我们在树下看到茂密的树叶间有彩色的光环。下面说法正确的是(A)A这是衍射现象B这是干涉现象C这是全反射现象D这是小孔成像解析树叶间有彩色的光环，这是太阳光透过树叶的缝隙形成的衍射现象，故选A。2(2020上海杨浦区月考)下列说法正确的是(C)A验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应B相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线C利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标
2、的距离D夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的解析本题考查对电磁波的认识。验钞机是利用了紫外线的荧光效应，故A错误；相同条件下，波长越短越难发生衍射，电磁波谱中比X射线波长短的还有线，故B错误；电磁波测距就是利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔来确定的，故C正确；电磁波中热效应最强的是红外线，故D错误。3(2021北京人大附中模拟)下列说法中正确的是(C)A水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了薄膜干涉现象B雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D红色和蓝色的激光在同种介质中传播时波
3、长可能相同解析本题考查对光的波动现象的理解。水中的气泡看上去比较明亮是因为光从水中射向气泡时，有一部分光发生了全反射现象，故A错误；均匀变化的电场或磁场只能产生恒定的磁场或电场，不能形成电磁波，雷达发射的电磁波是由周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场逐渐向外传播形成的，故B错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光，故C正确；红色和蓝色的激光频率不同，在同一种介质中传播时波速不同，波长不同，故D错误。4(2020浙江1月选考)如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t0时开关S打到b端，t0.02 s时LC回路
4、中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则(C)ALC回路的周期为0.02 sBLC回路的电流最大时电容器中电场能最大Ct1.01 s时线圈中磁场能最大Dt1.01 s时回路中电流沿顺时针方向解析当电容器充满电后，电容器上极板带正电，电容器里的电场最强，电场能最大，之后电容器开始放电，当电荷释放完瞬间，LC振荡电路中电流最大，电场能全部转化为磁场能；自感线圈对电容器反向充电，电流逐渐减弱，电流减小为零时，磁场能全部转化为电场能，电容器下极板带正电，此后电容器开始反向放电，自感线圈对电容器充电，电流减小为零时，电容器上极板带正电，一个完整的充放电周期结束。根据以上分析知T0.04 s，选
5、项A错误；电流最大时，磁场能最大，电场能最小，选项B错误；t1.01 s25.25 T，即从题目初始状态开始，经过0.25 T，电荷释放完，电流最大，自感线圈中磁场能最大，选项C正确；根据以上分析，在0.25 T时，回路中的电流沿逆时针方向，选项D错误。5(2021四川宜宾第四中学月考)如图甲、乙所示分别是a、b两束单色光用同一双缝干涉装置进行实验得到的干涉图样，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是(ADE)Aa、b两束单色光在真空中的波长满足abBa、b两束单色光在玻璃中的折射率满足nanbC若该两束光分别为红光和紫光，则a光为红光D若a、b两束单色光分别从玻璃射入空气，则a光的临界角较小
6、E若拉大a光照射时双缝与屏之间距离，则a光干涉图样有可能与b光当前形成的干涉图样中条纹间距相同解析本题考查对双缝干涉实验的理解。根据x可得，在其他条件不变的情况下，相干光的波长越长，条纹间距越大，由题图可知，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，所以a光的波长小于b光的波长，A正确；由于a光的波长小于b光的波长，所以a光的频率大于b光的频率，a光在玻璃中的折射率大于b光在玻璃中的折射率，B错误；若该两束光分别为红光和紫光，则b光为红光，C错误；若a、b两束单色光从玻璃射入空气，由sin C可知，a光的临界角小于b光的临界角，D正确；根据x可知，l增大时，x也会增大，E正确。6(2021河南信阳月考
7、)下列说法正确的是(BCE)A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B全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的D在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹E某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近解析本题考查电磁波、全息照相原理等。变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A错误；全息照相的拍摄根据激光的相干性好的特点，利用了光的干涉原理，故B正确；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的，故
8、C正确；用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽、两侧窄，间距越来越大的衍射条纹，故D错误；光折射成像时，视深h；水底同一深度并列红、黄、绿三盏灯时，绿光的频率高，折射率最大，故绿灯视深最浅，故E正确。7关于电磁波，下列说法正确的是(ABC)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、磁感应强度均垂直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解析电磁波在真空
9、中的传播速度为3108 m/s，与频率无关，选项A正确；由麦克斯韦电磁场理论可知，选项B正确；变化的电场和磁场相互激发，且相互垂直，形成的电磁波的传播方向与电场和磁场均垂直，选项C正确；电磁波可以通过电缆、光缆传输，选项D错误；电磁振荡停止后，电磁波可以在空间继续传播，直到能量消耗完为止，选项E错误。8(2021河北张家口月考)关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是(ABD)A双缝干涉是两束相干光相遇时出现的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象B双缝干涉时，当其他条件不变，双缝间距越小，干涉条纹间距越大，波长越长，干涉条纹间距越大C照相机镜头镀有增透膜，其作用
10、是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光D泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性E双缝干涉证明光是一种波，薄膜干涉证明光是一种粒子解析本题考查对光的波动原理的理解。双缝干涉是两束相干光相遇的干涉现象，而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象，A正确；根据双缝干涉条纹的间距公式x可知，其他条件不变时，双缝间距d越小，干涉条纹间距越大，波长越长，干涉条纹间距越大，B正确；照相机镜头镀有增透膜，增透膜厚度为绿光在增透膜内波长的，各种色光的波长不同，不可能让各种色光都发生干涉相消，C错误；泊松亮斑是光的衍射现象，证明了光具有波动性，D正确；光的干涉(双缝干涉，薄膜干涉)、衍射、
11、偏振是波所具有的特性，都可以证明光是一种波，而光电效应和康普顿效应证明光具有粒子性，E错误。9(2020北京通州区期末)5G是“第五代移动通信技术”的简称。相信很多人都经历过手机信号不好或不稳定的情况，5G能有效解决信号问题。由于先前的3G、4G等已经将大部分通讯频段占用，留给5G的频段已经很小了。5G采用了比4G更高的频段，5G网络运用的是毫米波，将网络通信速度提高百倍以上，但毫米波也有明显缺陷，穿透能力弱，目前解决的办法是缩减基站体积，在城市各个角落建立类似于路灯的微型基站。综合上述材料，下列说法中正确的是(ABD)A5G信号不适合长距离传输B手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应
12、或地面楼房钢筋结构对信号一定量的屏蔽C5G信号比4G信号更容易发生衍射现象D随着基站数量增多并且越来越密集，可以把基站的功率设计小一些E5G网络信号不可以在真空中传播解析本题借助5G考查光的波动性原理。因为5G信号穿透能力弱，故不适合长距离传输，A正确；因为5G信号穿透能力弱，手机信号不好或不稳定的情况有可能因为多普勒效应或地面楼房钢筋结构对信号有一定的屏蔽作用，B正确；5G采用了比4G更高的频段，即5G信号比4G信号频率更高，波长更短，更不容易发生衍射现象，C错误；随着基站数量增多并且越来越密集，可以把基站功率设计小一些建立微型基站，D正确；5G网络是通过电磁波来传播信息，电磁波可以在真空中
13、传播，E错误。二、非选择题10(2021山东省实验中学模拟)利用如图甲所示装置研究双缝干涉现象，安装好仪器，调整光源的位置，使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。放置单缝和双缝，使缝相互平行，调整各部件的间距，观察白光的双缝干涉图样。在光源和单缝间放置滤光片，使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样，用米尺测出双缝到屏的距离L，用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹间的距离x，换用不同颜色的滤光片，观察干涉图样的异同，并求出相应的波长。甲(1)关于该实验，下列说法正确的是CD。A增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距变窄B将蓝色滤光片换成红色滤光片，干涉条纹间距变窄C换一个两缝之间距离较大
14、的双缝，干涉条纹间距变窄D去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹(2)实验装置中分划板与螺旋测微器相连，第一次分划板中心刻度线对齐第1条亮纹中心，螺旋测微器读数为1.990 mm，转动手轮第二次分划板中心刻度线对齐第10条亮纹中心，螺旋测微器的示数如图乙所示。已知双缝的间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图乙中螺旋测微器的示数是13.870mm，求得相邻亮纹的间距x为1.320mm，所测光波的波长为6.6107m(结果保留两位有效数字)。乙解析(1)根据x，d为双缝间距，L为双缝到屏的距离，增大单缝到双缝的距离，干涉条纹间距不变，A错误；将蓝色滤光片换成红色滤光片，由于红光的波长比蓝
15、光长，干涉条纹间距变宽，B错误；换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，C正确；去掉滤光片后，将观察到彩色的干涉条纹，D正确。(2)根据螺旋测微器的读数规则可知读数为13.870 mm，第1条亮纹中心与第10条亮纹中心有9个间距，故x mm1.320 mm，把数据代入求得6.6107m。11(2020江苏单科)(1)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AB。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(2)国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一。在探月任
16、务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为t。已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度d。答案(2)解析(1)紫外线、X射线均属于频率高、能量高的电磁波，故A、B正确；雾化器、“彩超”机属于超声波的应用，超声波是机械波，不属于电磁波，故C、D错误。(2)电磁波的传播速度vf根据题意2dvt解得d。12如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2的距离之差为2.1106 m，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？(1)已知
17、A光在折射率为n1.5的介质中波长为4107 m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15107 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37；(3)若让A光照射S1，B光照射S2，试分析光屏上能观察到的现象。答案(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析解析(1)设A光在空气中波长为1，在介质中波长为2，由n，得1n21.54107 m6107 m。路程差r2.1106 m所以N13.5从S1和S2到P点的路程差是波长1的3.5倍，即的7倍，所以P点为暗条纹。(2)根据临界角与折射率的关系sin C得n由此可知，B光在空气中的波长为1n23.15107 m5.25107 m故N24可见路程差为波长
18、的整数倍，则用B光做光源，P点为亮条纹。(3)若让A光和B光分别照射S1和S2，因为A光和B光的频率不同，所以不能发生干涉，在屏上不会出现干涉条纹，但在光屏上仍能观察到亮光。第4讲光的波动性电磁波相对论知识点1光的干涉1产生条件两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。2两种典型的干涉(1)杨氏双缝干涉。原理如图所示。明、暗条纹的条件。()单色光：形成明暗相间的条纹，中央为明条纹。a光的路程差rr2r1k(k0,1,2，)，光屏上出现明条纹。b光的路程差rr2r1(2k1)(k0,1,2，)，光屏上出现暗条纹。()白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(
19、填写颜色)。相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距公式：x。(2)薄膜干涉。相干光：光照射到透明薄膜上，从薄膜的两个表面反射的两列光波。图样特点：同双缝干涉，同一条亮(或暗)纹对应薄膜的厚度相等。单色光照射薄膜时形成明暗相间的条纹，白光照射薄膜时，形成彩色条纹。知识点2光的衍射1发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。2衍射条纹的特点：(1)单缝衍射和圆孔衍射图样的比较。单缝衍射圆孔衍射单色光中央为亮且宽的条纹，两侧为明暗相间的条纹，且越靠外，亮条纹的亮度越弱，宽度越小中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越靠外，圆形亮
20、条纹的亮度越弱，宽度越小亮环或暗环间的距离随圆孔半径的增大而越小白光中央为亮且宽的白色条纹，两侧为亮度逐渐变暗、宽度逐渐变窄的彩色条纹，其中最靠近中央的色光是紫光，离中央最远的是红光中央是大且亮的白色亮斑，周围是不等间距的彩色的同心圆环(2)泊松亮斑(圆盘衍射)：当光照射到不透明的半径很小的小圆盘上时，在圆盘的阴影中心出现亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)。知识点3光的偏振1偏振现象横波只沿某一特定方向振动，称为波的偏振现象。2自然光若光源发出的光，包含着在垂直于光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，这种光叫自然光。3偏振光在垂直于光传播方向的平面上，
21、只沿一个特定方向振动的光，叫偏振光。例如：自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。见示意图。知识点4电磁波与相对论1电磁波的产生(1)麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。(2)电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。(3)电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。电磁波是横波，在空间传播不需要介质；真空中电磁波的速度为3.0108 m/s；vf对电磁波同样适用。电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。2电磁波的发射和接收(1)发射电磁波的条件要有足够高的振荡频率。电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。(2)
22、调制有调幅和调频两种方式，解调是调制的逆过程。(3)电磁波谱定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线，形成电磁波谱；递变规律：直线传播能力增强，衍射能力减弱。电磁波谱的特性、应用电磁波谱特性应用红外线热效应红外线遥感紫外线化学效应、荧光效应、能杀菌医用消毒、防伪X射线贯穿性强检查、医用透视射线贯穿本领最强工业探伤、医用治疗3狭义相对论(1)狭义相对论的两个基本假设狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。(2)相对论的质速关系物体的质量随
23、物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：m。物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。4相对论质能关系用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：Emc2。双基自测一、堵点疏通1光的颜色取决于折射率。()2只有频率相同的两列光波才能产生干涉。()3在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光。()4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。()5自然光是偏振光。()6电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。()7无线电波不能发生干涉和衍射现象。()8波长不同的电磁波在本质上完全不同。()9真空中的光速在不同惯性参考系
24、中是不同的。()二、对点激活1下列现象中，属于光的干涉现象的是(A)A肥皂泡上的彩色条纹B雨后天边出现彩虹C早晨东方的天边出现红色朝霞D荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮解析肥皂泡上的彩色条纹属于干涉现象，雨后彩虹属于光的色散现象，朝霞属于光的折射现象，水珠晶莹透亮属于全反射现象，故只有A正确。2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)，这时可以观察到的现象是(C)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
25、色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D屏上无任何光亮解析只有频率相同的光才能发生干涉，形成稳定的干涉条纹，故A、B错误；屏上没有干涉条纹，但屏上仍有光亮，故C正确，D错误。3将两个紧靠在一起的偏振片放在一盏灯的前面，此时没有光通过。如果将其中的一个偏振片逐渐旋转180，在旋转过程中，将会产生的现象是(A)A透过偏振片的光先增强，然后又减弱到零B透过偏振片的光先增强，然后减弱到非零的最小值C透过偏振片的光在整个过程中都增强D透过偏振片的光先增强，再减弱，然后又增强解析开始时没有光通过，说明两偏振片的透振方向垂直，其中一个偏振片旋转180的过程中，透过偏振片的光先增强然后又减弱到零，故A正确。
26、4关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(B)A声波可以传递信息，电磁波不能传递信息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、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。核心考点重点突破HE XIN KAO DIAN ZHONG DIAN TU PO考点一光的干涉、衍射及偏振1双缝干涉与单缝衍射的比较：内容干涉衍射现象在光叠加区域出现加
27、强或减弱的现象光绕过障碍物偏离直线传播的现象产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或孔的尺寸与波长差不多或更小典型实验杨氏双缝干涉单缝衍射(圆孔衍射、圆盘衍射)图样特点不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等、中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗相同点干涉、衍射都是波特有的现象；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2自然光和偏振光的比较：自然光(非偏振光)偏振光光的来源直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光光的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿任意方向，且沿各个方向振动的光的强度相同在垂直于光的传播方向的平面内，光振动沿
28、特定方向特别提醒：(1)从本质上讲，衍射条纹的形成与干涉条纹的形成具有相似的原理，衍射条纹可以认为从单缝通过多列频率相同的光波在屏上叠加形成的干涉图样。(2)在任何情况下都可以发生衍射现象，只是明显与不明显的差别，衍射现象说明只有在光的波长比障碍物小得多时才可看作沿直线传播。例1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，在它们中间形成一个厚度均匀的空气膜，现在用波长为的单色光垂直照射，同时对A缓慢加热，在B上方观察到B板的亮度发生周期性变化，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
29、再一次达到最亮，则(D)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相抵消C温度从t1升至t2过程中，A的高度增加D温度从t1升至t2过程中，A的高度增加解析本题考查薄膜干涉问题。B板最亮时，是B板下表面的反射光与A上表面的反射光发生干涉，叠加后加强，故A、B错误；温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮变暗又变到最亮，当路程差(即薄膜厚度的2倍)等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小，薄膜厚度减小，则A的高度增加，故D正确，C错误。例2奶粉的碳水化合物(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
30、。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，这一角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将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。(1)偏振片A的作用是把自然光变成偏振光。(2)偏振现象证明了光是一种横波。(3)以下说法中正确的是ACD。A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D将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于解析(1)自然光源发
31、出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光。(2)偏振现象证明了光是一种横波。(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O。当在A、B间加上糖溶液时，由于糖溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度。若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为，故选项A、C、
32、D正确。变式训练1(多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是(AD)A这里应用的是光的衍射现象B这里应用的是光的干涉现象C如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细解析由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以是光的衍射现象，当抽制的丝变细的时候，丝的直径较接近激光的波长，条纹间距就大，故A、D两项正确。考点二电磁波与相对论对电磁波谱的四点说明(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外
33、线等，易发生干涉、明显衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、射线等，穿透能力较强。(2)电磁波谱中，相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线，如紫外线和X射线、X射线和射线都有重叠。(3)不同的电磁波，产生的机理不同，无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；X射线是原子的内层电子受到激发后产生的；射线是原子核受到激发后产生的。(4)电磁波的能量随频率的增大而增大。例3(多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是 (ABE)AX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射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
34、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射线E在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信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。变式训练2(多选)1905年，爱因斯坦提出了著名的狭义相对论，给物理科学带来了巨大的进步。根据狭义相对论的理论，下列说法中正确的是(ABD)A在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的C根据狭义相对论可知，同时是绝对的D根据狭义相对论可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的E根据狭义相对论可知，在
35、相对地面以速度v高速运动的火车上，当人以相对火车速度u沿火车前进的方向运动时，则该人相对地面的速度为uuv解析根据狭义相对论的两个基本假设可知，A、B正确；根据相对论的两个假设，可得到直接推论，同时是相对的，C错误；根据狭义相对论的结论可知，长度、时间间隔、质量都是相对的，D正确；在高速运动的火车上，设车相对地面的速度为v，车上的人以速度u沿着火车前进的方向相对火车运动，根据相对论速度交换公式得他相对地面的速度uuv，E错误。2年高考1年模拟2 NIAN GAO KAO 1 NIAN MO NI1(2020山东卷，3)双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、
36、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为t。玻璃片厚度为10，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光的玻璃片内的反射。以下判断正确的是(A)AtBtCtDt解析光在玻璃中的传播速度为v，可知时间差t，故选A。2(2020浙江7月选考)在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是(D)A当体温超过37.3 时人体才辐射红外线B当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D红外体温计的依
37、据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的解析人体在任何温度下都会辐射红外线，故A、B选项错误；人体温度越高，辐射红外线的强度越大，红外体温计正是根据这一特点来测体温的，而不是利用红外体温计发射红外线来测体温的，故C选项错误，D选项正确。3(2020天津卷)新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较(B)A红外线的光子能量比紫外线的大B真空中红外线的波长比紫外线的长C真空中红外线的传播速度比紫外线的大D红外线能发生偏振现象
38、，而紫外线不能解析与紫外线相比，红外线波长较长，频率较低，由h得红外线的光子能量比紫外线的小，A错误，B正确。红外线与紫外线均为电磁波，电磁波在真空中传播速度为c。所以两者在真空中的传播速度相等，C错误；红外线与紫外线均为横波，均可以发生偏振现象，D错误。第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：45分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。每小题给出的四个选项中，第12题只有一项符合题目要求，第38题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(2020天津卷)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t0时
39、的波形如图所示。t时(C)A质点a速度方向沿y轴负方向B质点b沿x轴正方向迁移了1 mC质点c的加速度为零D质点d的位移为5 cm解析经过周期，波向右传播了，波形如图所示。由图可知，质点a点恰好运动到平衡位置且沿着y轴正方向运动，A错误；质点b点只在竖直方向上运动不会随波迁移，B错误；质点c恰好运动到平衡，速度最大，加速度为零，C正确；质点d的位移为5 cm，D错误。故选C。2(2020浙江7月选考)如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃圆形表面发生全反射；当入射角60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，
40、则(C)A玻璃砖的折射率为1.5BOP之间的距离为RC光在玻璃砖内传播速度为cD光从玻璃到空气的临界角为30解析光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，则sin C，当入射角60时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，作出光路图如图所示，出射光线刚好经过玻璃砖圆形表面的最高点Q，设在P点的折射角为1，则n，由几何关系可知，OPR tan 1，联立解得n，A错误；O、P之间的距离为R，B错误；光在玻璃砖内的传播速度vc，C正确；光从玻璃到空气的临界角C满足sin C，D错误。3(2020上海华师大二附中高三月考)如图所示为在同一绳上相向传播的甲、乙两列简谐横波某时刻的波
41、形图，其中a、b是甲波上的两个点。下列说法正确的是(ADE)A这两列波相遇时不能发生干涉现象B甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大C质点a比质点b先回到平衡位置D若v甲20 m/s，再经t0.15 s，位于原点的质点位移是10 cmE若v甲20 m/s，再经t0.2 s，质点c运动的路程是0.2 m解析波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，由图知，甲波的波长比乙波的大，由波速公式vf知，两波的频率不等，不能发生干涉现象，故A正确，B错误；甲波向右传播，由上下坡法可知，此时质点a正向上运动，质点b正向下运动，所以质点a比质点b后回到平衡位置，故C错误；若v甲2
42、0 m/s，则v乙20 m/s，再经t0.15 s，则两列波分别传播xvt3 m，此时由甲波在坐标原点处的质点引起的位移为10 cm，乙波在坐标原点处的质点引起的位移为0，则此时位于原点的质点位移是10 cm，选项D正确；波长甲8 m, 若v甲20 m/s，则周期为T甲 s0.4 s，则再经t0.2 sT，质点c运动的路程是s2A210 cm0.2 m，选项E正确。4(2020浙江杭州期中)如图所示，将透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，a、b两种单色细光束从P点射入，入射角45， ，若a光折射后恰好射至AD面上，b光从CD面射出，则(ACD)A在介质中b光的速度比a光的速度小B
43、该介质对a光的折射率nC该介质对a光的折射率nD若要a光在AD面上发生全反射，角的范围应满足E改变入射角的大小，b光一定可以从AD面射出解析本题考查折射和全反射，由题意可知，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律可知，该介质对b光的折射率大于对a光的折射率，由v可知在介质中b光的速度比a光的速度小，选项A正确；由题意可知，a光折射后恰好射至AD面上D点，如图所示，根据几何关系可知sin ，该介质对a光的折射率n，选项B错误，C正确；若要a光在AD面上发生全反射，则有sin，可得cos ，sin ，由n可得sin ，可知，选项D正确；该介质对b光的折射率大于对a光的折射率，由sin C可知，b
44、光的临界角小于a光的临界角，但不确定b光临界角的范围，因此，改变入射角的大小，b光不一定可以从AD面射出，选项E错误。5下列说法正确的是(ABE)A在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高B光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大C水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生全反射D全息照相机主要利用了光的衍射现象E沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的折射全反射现象解析岸边物体的反射光经过水的折射进入鱼的眼睛，根据折射定律，折射角小于入射角，鱼看到的虚像将在实像之上，故A正确；光纤通信是应用光的全反射来传播信号的，为了保证光在光导
45、纤维中发生全反射，内芯的折射率要比外壳的大，B正确；光线从气泡射向水中时是从光疏介质到光密介质，不能发生全反射，C错误；全息照相机主要利用了光的干涉现象，D错误；大气在竖直方向密度不同，折射率不同，光线会发生折射，当入射角增大至临界角后发生全反射，出现蜃景，E正确。6(2019全国卷)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是(BDE)A不同质点的振幅都相同B不同质点振动的频率都相同C不同质点振动的相位都相同D不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E同一质点处，两列波的相位差不