第14章 4 知能达标训练-2022高考物理 新编大一轮总复习（word）人教版

[基础题组]

1．(多选)(2020·商丘四校联考)关于下列光学现象，说法中正确的是(　　)

A．电磁波和其他可见光一样，也能产生衍射现象

B．水中蓝光的传播速度比红光的慢

C．光的偏振现象说明光是纵波

D．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽

E．一束白色从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光

[解析]　一切波都有干涉、衍射现象，电磁波也是波，因此电磁波和其他可见光一样均具有干涉、衍射等现象，故A正确；蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v＝知，水中蓝光的传播速度比红光慢，故B正确；光的偏振现象说明光是横波，故C错误；由于红光的波长大于蓝光的波长，根据条纹间距等于Δx＝λ，故在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽，故D正确；一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射，不是因为三棱镜吸收了光，故E错误。

[答案]　ABD

2．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．相对论与量子力学否定了经典力学理论

B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的

C．狭义相对论只适用于惯性参考系

D．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

E．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

[解析]　相对论并不否定经典力学，它是在一定条件下的特殊情形，故选项A错误；根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项B正确；根据狭义相对论的基本假设可知，选项C正确；根据光现象的成因知，选项D正确；全息照相不是利用全反射，而是和光的干涉有关，选项E错误。

[答案]　BCD

3．(多选)(2020·南充高三适应性考试)关于黄光和蓝光，下列说法正确的是(　　)

A．从玻璃到空气发生全反射时，蓝光的临界角小于黄光的临界角

B．同一种介质对蓝光的折射率大于对黄光的折射率

C．黄光在真空中的速度大于蓝光在真空中的速度

D．在同一种均匀介质中，黄光的波长大于蓝光的波长

E．在同一双缝干涉装置中，黄光的相邻亮条纹间距小于蓝光的相邻亮条纹间距

[解析]　由于黄光的折射率小于蓝光的折射率，根据公式sin C＝知，黄光的临界角大于蓝光的临界角，选项A、B均正确；在真空中传播的速度，黄光和蓝光相等，均为光速，选项C错误；在同一种介质中，黄光的波长大于蓝光的波长，选项D正确；根据条纹间距公式Δx＝λ且黄光的波长长知，黄光的相邻亮条纹间距大于蓝光的相邻亮条纹间距，选项E错误。

[答案]　ABD

4．(多选)(2021·湖南娄底质检)下列说法正确的是(　　)

A．狭义相对论认为，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、观察者间的相对运动无关

B．电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要短

C．分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距

D．如图1所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角

E．如图2所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成45°角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光

[解析]　狭义相对论认为，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、观察者间的相对运动无关，选项A正确；电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要长，衍射明显，选项B错误；分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，由于红光的波长较长，根据双缝干涉实验条纹间隔公式可知，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距，选项C正确；如图1所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，由于b光入射角较大，光的偏向角小，说明b光的折射率较小，根据全反射临界角公式可知，则在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角，选项D错误；如图2所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成45°角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光，选项E正确。

[答案]　ACE

5．(多选)(2020·江西师范大学附中模拟)下列说法中正确的是(　　)

A．机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关

B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的

C．光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按波长长短，依次可分为红外线、可见光和紫外线，但红外线和紫外线属于不可见光，它们都不可用来传输信息

D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波

E．宇宙红移现象表示宇宙正在膨胀，这可以用多普勒效应来揭示，说明我们接收到的遥远恒星发出的光比恒星实际发光频率偏小

[解析]　机械波的频率与波源振动的频率相同，与传播介质无关，A正确；在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值c，这叫做光速不变原理，B错误；只要是光波，就能够在光导纤维中传播。不管是可见光还是不可见光，都可以用来传输信息，故C错误；根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波，D正确；根据多普勒效应可知，宇宙红移现象表示宇宙正在膨胀。说明我们接收到的遥远恒星发出的光比恒星实际发光频率偏小，故E正确。

[答案]　ADE

6．(多选)(2020·山西高三冲刺训练)为确保“天眼”有良好的射电波信号接收环境，2018年11月22日，FAST电磁波宁静区无线电设施及建设遥感监测正式启动。关于电磁振荡与电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．若发射电路的电磁振荡停止了，已发出的电磁波还要继续传播一段时间

B．在真空中，频率越高的电磁波能量越大，传播速度也越大

C．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

D．电磁波是一种物质，当导体中有电流时，在它的周围空间就会产生电磁波

E．真空中电磁波的速度与光速是一样的，电磁波也能产生干涉与衍射

[解析]　若发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，A正确；在真空中所有电磁波的传播速度都等于光速，与电磁波的频率、能量大小无关，B错误；由电磁波的产生原理可知，C正确；电磁波是真实存在的一种物质，但恒定电流不产生电磁波，D错误；真空中电磁波的速度与光速是一样的，干涉与衍射是波特有的属性，所以电磁波也能产生干涉与衍射，E正确。

[答案]　ACE

7．(多选)(2020·苏州调研)下列关于科学技术的运用的说法正确的是(　　)

A．交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应

B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射

C．在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图象并将其转换为电信号

D．雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备

E．医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的衍射

[解析]　交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，选项A正确；用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射，选项B正确；在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图象并将其转换为电信号，选项C正确；雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，选项D错误；医生利用B超探测人体内脏的位置，发现可能的病变，其原理是利用了波的反射，选项E错误。

[答案]　ABC

8．(多选)(2020·广东七校高三联考)人们的现代生活越来越离不开电磁波，我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1 561 MHz；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2 450 MHz；家用Wi­Fi所使用的电磁波频率约为5 725 MHz。关于电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．一定不会产生偏振现象

B．可以由电磁振荡以外的形式产生

C．Wi­Fi信号与北斗导航信号叠加时，不能产生明显的干涉现象

D．微波比Wi­Fi信号更容易发生衍射

E．Wi­Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，波长变短

[解析]　电磁波是横波，能产生偏振现象，选项A错误；电磁波包括无线电波、微波、光波等，其中光波就不是由电磁振荡产生的，选项B正确；Wi­Fi信号与北斗导航信号的频率不同，不能产生明显干涉现象，选项C正确；微波的波长比Wi­Fi信号的波长长，因此更容易发生衍射，选项D正确；Wi­Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间，同样是在空气中传播，波长不变，选项E错误。

[答案]　BCD

[提升题组]

9．(多选)(2020·三亚模拟)下列说法正确的是(　　)

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。当M固定不动，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波

[解析]　甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v＝，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i＜90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据Δx＝λ，选项C正确，丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误；有偏振现象的光波为横波，选项E正确。

[答案]　ACE

10.(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的____________相同。如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在____________(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹。

(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7 m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距。

[解析]　(1)要形成光的干涉，两列光的频率应该相同，在题图所示的干涉区域放置光屏，波峰与波谷相遇的C点会出现暗条纹。

(2)相邻的亮条纹的中心间距Δx＝λ

由题意知，亮条纹的数目n＝10

则第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L＝

代入数据得L＝1.178×10－2 m。

[答案]　(1)频率　C　(2)1.178×10－2 m

11．(2020·浙江宁波市质检)在“用双缝干涉测单色光的波长”的实验中

(1)如图甲所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏。下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是________。

A．增大③和④之间的距离 B．增大④和⑤之间的距离

C．将绿色滤光片改成红色滤光片 D．增大双缝之间的距离

(2)下列说法正确的是________。

A．如果将灯泡换成激光光源，去掉单缝，该实验照样可以完成

B．若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，不能通过“拨杆”的拨动把干涉条纹调成与分划板中心刻线平行

C．去掉滤光片，不可能观察到干涉图样

D．毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直

(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示x1＝0.045 mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图丙所示。则相邻两亮条纹的间距是________ mm。(取三位有效数字)

(4)如果已经量得双缝的间距是0.30 mm、双缝和光屏之间的距离是900 mm，则待测光的波长是________ m。(取三位有效数字)

[解析]　(1)双缝干涉条纹间距公式：Δx＝λ，可知增大双缝到屏的距离L，可以增大条纹间距，A错误，B正确；

将绿色滤光片改成红色滤光片增大了波长，可以增大条纹间距，C正确；

增大双缝之间的距离d，减小了条纹间距，D错误。

(2)A.将灯泡换成激光光源，激光是相干光源，单色性好，所以可以去掉单缝，A正确；

B．若测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，说明双缝是倾斜的，双缝平行于干涉条纹，应当调节双缝装置，B正确；

C．去掉滤光片，能够观察到干涉图样，只不过是各色光重叠产生的彩色条纹，C错误；

D．干涉条纹与双缝是平行的，D错误。

(3)图丙的读数：14.5 mm＋3.0×0.01 mm＝14.530 mm，所以条纹间距：Δx＝ mm＝1.61 mm。

(4)根据Δx＝λ，可得：λ＝，

代入数据解得：λ＝5.37×10－7 m。

[答案]　(1)BC　(2)AB　(3)1.61　(4)5.37×10－7