2022届高考物理一轮复习课后限时集训36光的波动性电磁波相对论含解析新人教版20210318192学案

课后限时集训(三十六)

(时间：30分钟)

1．(2020·北京高考适应性测试)下列说法正确的是(　　)

A．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象

B．用三棱镜观测光谱是利用光的折射现象

C．一束单色光经由空气射入玻璃后速度不变，波长变短

D．光的干涉现象和光电效应都是光具有波动性的表现

B　[光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，A错误；用三棱镜观测光谱是利用光的色散，而色散是一种光的折射现象，B正确；一束单色光经由空气射入玻璃，是由光疏介质进入光密介质，由v＝可知，光的传播速度变慢，而单色光在不同的介质中传播时频率不变，由v＝λf可知，波长变短，C错误；光的干涉现象说明光具有波动性，而光电效应现象说明光具有粒子性，D错误。]

2．(2020·北京高考·T3)随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波(　　)

A．光子能量更大 B．衍射更明显

C．传播速度更大 D．波长更长

A　[由E＝hν，知电磁波频率越高，光子能量越大，故选项A正确；由c＝λν，知电磁波频率越高，光子波长越短，衍射越不明显，故选项B、D错误；不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，选项C错误。故选A。]

3．(多选)(2019·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．一束白光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

ABD　[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。]

4．(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

BCD　[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。]

5.(多选)(2020·1月浙江选考)如图所示，波长为λa和λb的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色光a和b，则这两束光(　　)

A．照射同一种金属均有光电子逸出，光电子最大初动能Eka>Ekb

B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距Δxa>Δxb

C．在水中的传播速度va<vb

D．光子动量pa<pb

BD　[由题给的两种单色光通过三棱镜的色散图可知，三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率，根据折射率与频率的关系可知a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据爱因斯坦光电效应方程，Ek＝hν－W0，这两束光照射同一种金属均有光电子逸出，由于νa<νb，所以光电子最大初动能Eka<Ekb，选项A错误；这两束光射向同一双缝干涉装置，由于λa>λb，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝，知Δxa>Δxb，选项B正确；由n＝，na<nb，可知在水中的传播速度va>vb，选项C错误；光子动量p＝，由于λa>λb，所以pa<pb，选项D正确。]

6．(多选)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(　　)

甲　　　　　　乙

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

E．若使用半径小一些的凸薄透镜，则干涉条纹的间距要变大

ACE　[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大，故E正确。]

7．(多选)下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　乙　　　　　　　丙

丁　　　　　　戊

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

ACE　[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。]

8．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示，并选用缝间距d＝0.2 mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离l＝700 mm。然后，接通电源使光源正常工作。

甲

乙　　　　　　　　丙

(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm。

(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝________mm；这种色光的波长λ＝________nm。

[解析]　(1)由游标尺的读数规则可知：

x2＝(15.0＋1×0.02)mm＝15.02 mm。

(2)题图乙(a)中暗纹与题图丙(a)中暗纹间的间隔为6个，故Δx＝＝2.31 mm；

由Δx＝λ可知λ＝＝660 nm。

[答案]　(1)15.02　(2)2.31　660