(要点归纳+夯实基础练) 第三节 光的波动性 电磁波 相对论初步-2023年高考物理一轮系统复习学思用

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第三节 光的波动性 电磁波 相对论初步
【要点归纳】
一、干涉实验
1．1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，人们开始认识到光具有波动性．
2．杨氏双缝干涉实验
(1)双缝干涉的装置示意图实验装置如图所示，有光源、单缝、双缝和光屏．

(2)单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况．也可用激光直接照射双缝．
(3)双缝的作用：将一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光．
3．光产生干涉的条件：两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同．杨氏双缝干涉实验是靠“一分为二”的方法获得两个相干光源的．
4．干涉图样
(1)若用单色光作光源，干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹．
(2)若用白光作光源，干涉条纹是彩色条纹，且中央条纹是白色的．
5．证明了光是一种波．
二、决定条纹间距的条件
1．如图所示，设屏上的一点P到双缝的距离分别为r1和r2，路程差Δr＝r2－r1.

(1)若满足路程差为波长的整数倍，即Δr＝kλ (其中k＝0,1,2,3，…)，则出现亮条纹．
(2)若满足路程差为半波长的奇数倍，即Δr＝λ(其中k＝0,1,2,3，…)，则出现暗条纹．
2．双缝干涉实验中，屏幕上相邻亮条纹和相邻暗条纹是等间距的，这个间距与光的波长、屏幕到双缝的距离和双缝的间距有关．波长越长，屏幕到双缝的距离越大，双缝的间距越小，干涉条纹的间距越宽．
三、屏上出现亮、暗条纹的条件
频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致，即振动方向总是相同；暗条纹处振动步调总相反．具体产生亮、暗条纹的条件为：
(1)出现亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍．即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0,1,2,3，…)．
k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮条纹或零级亮条纹．k为亮条纹的级次．
(2)出现暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍．即
|PS1－PS2|＝(2k－1)·(k＝1,2,3，…)．k为暗条纹的级次，从第1级暗条纹开始向两侧展开．
(3)时间上的关系
①亮条纹：Δt＝nT(n＝0,1,2,3，…)．
②暗条纹：Δt＝(2n＋1)·(n＝0,1,2,3，…)．式中Δt表示两列光波到同一点的时间差；T＝为光波的周期．
四、用干涉法检查平面平整度
如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等间距的．如果被测表面某处凹下，则对应亮条纹(或暗条纹)提前出现，如图乙中P条纹所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图乙中Q所示．

(注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左到右的位置顺序上)
五、增透膜
(1)增透膜的原理
如图所示，在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波，相互叠加，当路程差为半波长的奇数倍时，在两个表面反射的光反向，相互抵消，从而使反射的两列光波产生相消干涉，反射光的能量几乎等于零．一般取最小厚度d满足2d＝(此波长为光在该种介质中的波长)，由于白光中含有多种波长的光，所以增透膜只能使其中一定波长的光相互抵消．

(2)增透膜的应用：为了减少光学装置中的反射光的损失，可在元件表面涂一层透明薄膜，一般是氟化镁．
六、光的衍射
1．定义：光通过很小的狭缝(或圆孔)时，明显地偏离了直线传播的方向，在屏上应该出现阴影的区域出现明条纹或亮斑，应该属于亮区的地方也会出现暗条纹或暗斑的现象．
2．衍射图象：衍射时产生的明暗条纹或光环．
3．单缝衍射：单色光通过狭缝时，在屏幕上出现明暗相间的条纹，中央为亮条纹，中央条纹最宽最亮，其余条纹变窄变暗；白光通过狭缝时，在屏上出现彩色条纹，中央为白条纹．
4．圆孔衍射：光通过小孔时(孔很小)在屏幕上会出现明暗相间的圆环．
5．泊松亮斑：障碍物的衍射现象．在单色光传播途中，放一个较小的圆形障碍物，会发现在阴影中心有一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑．
6．衍射光栅
(1)结构由许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学仪器．
(2)衍射图样特点与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加．
七、各种衍射图样
1．单缝衍射图样
(1)中央条纹最亮、越向两边越暗，条纹间距不等．越靠外，条纹间距越小．
(2)缝变窄通过的光变少，而光分布的范围更宽，所以亮纹的亮度降低．
(3)中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽度有关．入射光波长越大，单缝越窄，中央亮条纹的宽度及条纹间距就越大．
(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮．
2．圆孔衍射图样
(1)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，圆形亮条纹的亮度越弱，宽度越小．
(2)圆孔越小，中央亮斑的直径越大，同时亮度越弱．
(3)用不同色光照射圆孔时，得到的衍射图样的大小和位置不同，波长越大，中央圆形亮斑的直径越大．
(4)白光的圆孔衍射图样中，中央是大且亮的白色光斑，周围是彩色同心圆环．
(5)只有圆孔足够小时才能得到明显的衍射图样，在圆孔由较大直径逐渐减小的过程中，光屏依次得到几种不同的现象——圆形亮斑(光的直线传播)、光源的像(小孔成像)、明暗相间的圆环(衍射图样)、完全黑暗．
3．不透明的小圆板衍射图样(泊松亮斑)
(1)中央是亮斑．
(2)泊松亮斑图样的亮环或暗环的距离随着圆板半径的增大而减小，而且背景是明亮的，如图所示．
八、单缝衍射与双缝干涉
1. 单缝衍射与双缝干涉的比较
 
单缝衍射
双缝干涉
不
同
点
产生条件
只要狭缝足够窄，任何光都能发生
频率相同的两列光波相遇叠加
条纹宽度
条纹宽度不等，中央最宽
条纹宽度相等
条纹间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度
中央条纹最亮，两边最暗
条纹清晰，亮度基本相等
相同点
成因
都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果
意义
都是波特有的现象，表明光是一种波
2.对单缝衍射和双缝干涉的三点提醒
(1)单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解条纹相间排列．
(2)光波的波长变大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变大．
(3)复色光的衍射或干涉图样，可认为是各单色光单独衍射或干涉所成图样的叠加．
九、衍射光栅
1．结构：有许多等宽的狭缝等距离排列起来形成的光学元件。狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越亮。
2．衍射图样的特点：与单缝衍射相比，衍射条纹的宽度变窄，亮度增加。
3．衍射光栅的种类：反射光栅和透射光栅。
十、光的偏振
1．偏振现象
(1)自然光：由太阳、电灯等普通光源发出的光，它包含着在垂直于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，这样的光叫作自然光．
(2)偏振光：自然光垂直透过某一偏振片后，其振动方向沿着偏振片的透振方向，即在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动，这样的光称为偏振光．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面的反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有所变化．
(3)只有横波才有偏振现象．
2．偏振现象在生产生活中的应用
(1)摄影中应用偏振光：为了消除反射光的影响，在镜头前安装一片偏振片，让它的透射方向与反射光的偏振方向垂直，阻挡了反射光进入镜头．
(2)电子表的液晶显示屏：在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是对偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状．
十一、激光
1．激光的产生：激光是原子受激发辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉．
2．激光的特点：
(1)激光是人工产生的相干光，其单色性好，相干性好．
激光的频率单一，相干性非常好，颜色特别纯．用激光做衍射、干涉实验，效果很好．
(2)激光的平行度好．从激光器发出的激光具有极好的平行性，几乎是一束方向不变、发散角很小的平行光．传播几千米后，激光斑扩展范围不过几厘米，而探照灯的光束能扩展到几十米范围．
(3)亮度高．激光可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量．
3．激光的应用：
光纤通信；激光测距；激光读写；激光加工；激光手术(亦称光刀手术)；激光武器；可控聚变反应中的应用．
十二、电磁波和相对论
1.电磁场、电磁波、电磁波谱
(1)麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.
(2)电磁波
①电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波.
②电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速).
③不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小.
④v＝λf，f是电磁波的频率.
(3)电磁波的发射
①发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频).
②调制方式
a.调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变.
b.调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变.
(4)无线电波的接收
①当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象.
②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路.
③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波.检波是调制的逆过程，也叫做解调.
(5)电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱.
按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.
2.相对论
(1)狭义相对论的两个基本假设
①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.
②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，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系.
(2)质速关系
①物体的质量随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＝.
②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0.
(3)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：E＝mc2.
【夯实基础练】
1．(2022•辽宁省部分重点中学协作体高三(下)模拟)某同学在学习光学时，对神奇的光现象产生了兴趣，但对光现象的理解有一项是错误的，请帮他指出(　　)
A．光纤通信利用了光的全反射原理
B．可以利用X射线衍射探测晶体的结构
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加增透膜
D．利用激光平行度好的特性，可以较准确的测量地球到月球的距离
【解析】 A．光纤通信利用了光的全反射原理，故A不符合题意；
B．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，故B不符合题意；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，玻璃有反光，所以往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰，使照片清晰，故C符合题意；
D．激光方向集中，也就是平行度好，所以可比较精确测量月球到地球的距离，故D不符合题意。故选C。
【答案】 C
2．(2022•上海交通大学附属中学高三(下)期中)如图为生活中遇到的各种波，以下关于波的说法正确的是 (　　)

A．声波是横波
B．Wifi信号的传播不需要介质
C．丙图是泊松亮斑图样
D．月全食时的红月亮是因为红光在月球表面发生干涉所致
【解析】 A．甲图说明声波可以发生多普勒效应，故A错误；
B．Wifi信号是电磁波，其传播不需要介质，故B正确；
C．丙图是衍射图样，泊松亮斑是一个很小的亮点，故C错误；
D．月全食时的红月亮是太阳光被大气层散射后照射到月球上，被月球反射后射向地面，由于红光的波长最长，衍射能力最强，传播最远，到达地面时红光最多，所以我们看到的是红月亮，是光的散射和衍射现象，不是光的干涉现象，故D错误。故选B。
【答案】 B
3．(2022•上海交通大学附属中学高三(下)期中)图中安保人员用测温枪测量行人体温，测温枪测量体温是由于探测到了行人额头发出的(　　)

A．可见光 B．红外线 C．紫外线 D．白光
【解析】 测温枪的原理是根据接收到的红外线强弱来测定温度的，不同温度的物体辐射红外线的强弱不同，温度越高辐射红外线就越强，ACD错误，B正确。故选B。
【答案】 B
4．(多选)(2022•湖南省长沙市第一中学高三第三次月考)下列说法中正确的是(　　)

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，当入射角逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出
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、是偏振片，是光屏，当固定不动缓慢转动时，光屏上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
【解析】 A．甲图中a束光折射角大，折射率小，根据 ，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；
B．乙图中，光束在面的折射角等于在面的入射角，只要入射角，面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；
C．丙图中根据可知，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，选项C正确；
D．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；
E．有偏振现象的光波为横波，选项E正确。故选ACE。
【答案】 ACE
5．(多选)(2022•云南省昆明市第一中学高三(下)第八次适应性训练)如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成一个劈形空气薄膜，当紫光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是(　　)

A．条纹是光的衍射形成的，此现象可以说明光是一种波
B．若抽去一张纸片，条纹变宽
C．把紫光换成红光，条纹变宽
D．条纹是两玻璃的上表面反射光叠加形成的
E．条纹是光在空气劈尖膜的上、下两表面反射形成的
【解析】 A．条纹是光的劈形空气薄膜干涉形成的，此现象可以说明光是一种波，A错误；
B．若抽去一张纸片，同一位置的两反射光的光程差减小，条纹变宽，B正确；
C．把紫光换成红光，红光的波长比紫光的长，条纹变宽，C正确；
DE．条纹是光在劈形空气薄膜的上表面和下表面的反射光叠加产生的，D错误，E正确。故选BCE。
【答案】 BCE
6．(2022•上海市南洋模范中学高三(下)4月适应练习)沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的天气现象．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于在这种情况下(　　)
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有能量较大的光子才能到达地面
【解析】 AB．波长较短的波容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面，故A错误，B正确；
CD．波长越长的光，其频率越低，能量较小，所以频率较低，能量较小的光才能到达地面，故CD错误。故选B。
【答案】 B
7．(多选)(2022•银川一中第五次月考)2021年7月1日上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行，中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播，5G技术大带宽、低时延的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是(　　)
A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播
B．在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的
C．现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，膜的厚度为入射光在真空中波长的，这是利用了光的薄膜干涉原理
D．当天活动结束后有演职人员发现，前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，发生了全反射
E．现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中高速传播利用了光的干涉原理
【解析】 A．现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，意味着波长更短，缺点就是单个基站覆盖范围小，需要更多基站才能实现信号全覆盖，选项A错误；
B．广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的，选项B正确；
C．现场摄影师使用的照相机镜头利用光的薄膜干涉原理，采用镀膜技术增加透射光，膜的厚度应为入射光在介质中波长的，选项C错误；
D．当看到前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，光在传播过程中发生了全反射，选项D正确；
E．现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中高速传播利用的是光的全反射原理，选项E错误。故选BD。
【答案】 BD
8．(2022•辽宁省名校联盟高三(上)9月联考)以下关于物理学史和物理学方法叙述正确的是( )
A．物理学定义瞬时速度的概念应用了极限思想的方法
B．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并通过实验进行了验证
C．康普顿效应说明光具有波动性
D．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核内部有复杂的结构
【解析】 A．速度定义式为，采用极限的思想，当非常小趋近于零时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，故A正确；
B．伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验验证这个结论，故B错误；
C．康普顿效应说明光具有粒子性，故C错误；
D．卢瑟福根据粒子散射实验结果，提出原子核式结构学说，说明原子内部有复杂结构，故D错误。故选A。
【答案】 A
9．(2022•江苏省扬州中学高三(下)开学考试)关于近代物理，下列说法正确的是(　　)
A．卢瑟福由粒子散射实验确立了原子有内部结构
B．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射3种频率的光子
C．光电效应揭示了光的波动性，表明光子具有能量
D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的
【解析】 A．卢瑟福由粒子散射实验确立了原子的核式结构理论，选项A错误；
B．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，最多能发射2种频率的光子，即对应于3→2，2→1两种跃迁，选项B错误；
C．光电效应揭示了光的微粒性，表明光子具有能量，选项C错误；
D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的，选项D正确。故选D。
【答案】 D
10．(多选)(2022•长春外国语学校高三(下)期初考试)下列说法正确的是_______。
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．偏振是纵波所特有的现象
C．观察者听到靠近的列车发出的汽笛声，音调(频率)会变高
D．受迫振动稳定后，其振动的周期总等于系统的固有周期
E．双缝干涉实验中，若入射光由黄光改为红光，干涉条纹的间距将会增大
【解析】 A．电磁波在真空中的速度为c，A正确；
B．偏振是横波所特有的现象，B错误；
C．根据多普勒现象，观察者听到靠近的列车发出的汽笛声，音调(频率)会变高，C正确；
D．受迫振动稳定后，其振动的周期总等于驱动力的周期，D错误；
E．红光的波长大于黄光，根据双缝干涉公式，知若入射光由黄光改为红光，干涉条纹的间距将会增大，E正确。故选ACE。
【答案】 ACE
11．(多选)(2022•黑龙江省大庆一中高三(下)第二次月考)下列说法正确的是( )
A．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波的频率高于声源的频率
B．通过小缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以增加透射光的强度
D．用红光代替黄光在同一装置上做双缝干涉实验形成的干涉条纹中相邻两亮(暗)条纹间距变大
E．两个完全相同的日光灯发出的光相遇时，一定可以发生干涉
【解析】 A．由多普勒效应可知，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变高，A正确；
B．小缝隙的间隙与光的波长相差不大，通过小缝隙观察日关灯，光发生衍射，可以看到彩色条纹，B正确；
C．在镜头前加一个偏振片，可以减小反射光的影响，应用了光的偏振现象；加一个偏振片不能增加透射光的强度，C错误；
D．红光波长大于黄光波长，同样的装置，光的波长越长，双缝干涉实验形成的干涉条纹中两相邻亮(暗)条纹间距越大，D正确；
E．两个完全相同的日光灯发出的光不是相干光，不能形成干涉，E错误。故选ABD。
【答案】 ABD
12．(2022•北京一零一中学高三(下)入学考试)下面是四种与光有关的事实，其中体现光的波动性的是(　　)
①白光通过棱镜在屏上呈现彩色；②雨后的天空出现彩虹；
③肥皂泡的表面呈现彩色；④白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹。
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
【解析】 ①白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故虽然不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散，故光的色散是光折射的结果
②雨后天空中的彩虹是光的色散现象
③肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹，太阳光肥皂泡经过内外膜的反射后叠加，从而出现彩色条纹，这是光的干涉
④白光通过双缝呈现的彩色条纹，这是光的衍射现象，体现光的波动性的是③④，故选D。
【答案】 D
13．(2022•北京市牛栏山第一中学高三(下)入学考试)下列现象中属于光的干涉的是(　　)
A．阳光照亮水中的鱼和水草
B．通过水面看到烈日的倒影
C．雨后，在湖面上方看到彩虹
D．观察到水面上飘着彩色的油膜
【解析】 A．阳光照亮水中的鱼和水草，属于光的折射现象，故A错误；
B．通过水面看到烈日的倒影，属于光的反射现象，故B错误；
C．雨后，在湖面上方看到彩虹，属于光的折射现象，故C错误；
D．观察到水面上飘着彩色的油膜，属于薄膜干涉现象，故D正确。故选D。
【答案】 D
14．(2022•天津市南开区高三(上)期末)如图，天然放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，则( )


A．①电离作用最强，是一种电磁波
B．②贯穿本领最弱，用一张白纸就可以把它挡住
C．原子核放出一个①粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个
D．原子核放出一个③粒子后，质子数比原来少4，中子数比原来少2个
【解析】 ①向右偏转，知①带负电，为β射线，实质是电子，电离作用不是最强，也不是电磁波，故A错误．②不带电，是γ射线，为电磁波，穿透能力最强，故B错误．根据电荷数守恒知，原子核放出一个①粒子后，电荷数多1，故C正确．③向左偏，知③带正电，为α射线，原子核放出一个③粒子后，质子数比原来少2，质量数少4，则中子数少2，故D错误．故选C．
【答案】 C
15．(2022•辽宁省实验中学、东北育才学校等五校高三(上)期末联考)下列说法错误的是(　　)
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
B．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线的波长依次减小
C．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为
D．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直
【解析】 A．根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，故A正确；
B．电磁波谱按照波长从长到短排列顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，故B错误；
C．根据爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为，故C正确；
D．根据右手螺旋定则可知，通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直，故D正确。
由于本题选择错误的，故选B。
【答案】 B
16．(2022•北京市北师大附属实验中学高三(下)零模)类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
【解析】 A．波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，A正确；
B．干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，B正确；
C．机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，C正确；
D．机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D错误．
【答案】 D