江蘇版2023版高三一輪總復習物理課時分層作業(yè)38光的波動性電磁波

課時分層作業(yè)(三十八)光的波動性電磁波題組一光的干涉1．(2021·蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市二模)用紅光、藍光分別做雙縫干涉實驗，用黃光、紫光分別做單縫衍射實驗，得到的圖樣如圖所示(黑色部分表示亮紋)。則在下面的四個圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是()A．紅、黃、藍、紫 B．紅、紫、藍、黃C．藍、紫、紅、黃 D．藍、黃、紅、紫B[雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，因此第一個和第三個是雙縫干涉產(chǎn)生的現(xiàn)象，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波長越長，Δx越大，因此第一個是紅光，第三個是藍光；單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側寬度越小越暗，而波長越長，中間亮條紋越粗，因此第二個和第四個是單縫衍射圖樣，而第二個是紫光，第四個是黃光。綜上所述，從左到右依次是紅、紫、藍、黃，故A、C、D錯誤，B正確。]2．如圖所示，一束激光照射在雙縫上，在縫后屏上得到干涉條紋，下列說法中正確的是()A．增大雙縫到光屏的距離，條紋間距變小B．入射光波長不變，光強增大，條紋間距不變C．增大激光器到雙縫的距離，條紋間距變大D．若僅將雙縫和光屏置于水中，同等條件下條紋間距變大B[干涉條紋中相鄰兩個明條紋或暗條紋的中心間距為Δx＝eq\f(l,d)λ，增大雙縫到光屏的距離，即增大l，條紋間距變大，所以A錯誤；入射光波長不變，光強增大，不會改變條紋間距，即條紋間距不變，所以B正確；條紋間距與激光器到雙縫的距離無關，所以增大激光器到雙縫的距離，條紋間距不變，所以C錯誤；若僅將雙縫和光屏置于水中，根據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，光的傳播速度變小，頻率不變，則根據(jù)λ＝eq\f(v,f)，可知，光的波長變短，則條紋間距變小，所以D錯誤。]題組二光的衍射和偏振3．下列說法正確的是()甲乙丙A．圖甲，白光通過三棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象是因為三棱鏡對白光中不同頻率的光的折射率不同B．圖乙，肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象C．圖丙是紅光的干涉條紋D．圖丙，如果在光源與縫之間放一合適凸透鏡，不改變其他條件，則條紋變密集A[題圖甲，白光通過三棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，是三棱鏡對白光中不同頻率的光的折射率不同，則偏折角不同造成的，故A正確；題圖乙，肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故B錯誤；題圖丙條紋寬度亮度不等，是紅光的衍射條紋，故C錯誤；題圖丙，如果在光源與縫之間放一合適凸透鏡，因狹縫寬度和光的波長不變，則條紋密集程度不變，故D錯誤。]4．(2021·江蘇揚州模擬)如圖所示，甲、乙兩幅圖分別是a、b兩束單色光，經(jīng)過單縫的衍射圖樣。這下列說法正確的是()甲乙A．在真空中，a光的波長比b光小B．在同一介質中傳播，a光的傳播速度比b光慢C．兩束單色光分別入射到同一雙縫干涉裝置時，在光屏上b光亮紋的條數(shù)更多D．當兩束光從空氣中射向玻璃時，a光不發(fā)生全反射，但b光可能發(fā)生全反射C[根據(jù)波長越長的，衍射條紋間距越寬，知a圖條紋間距大，則a光的波長較長，A錯誤；依據(jù)f＝eq\f(c,λ)可知，a光的頻率較小，那么a光的折射率較小，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，則在同種均勻介質中，a光的傳播速度比b光快，B錯誤；條紋間距大的，光屏上亮紋的條數(shù)少，故b光亮紋的條數(shù)更多，C正確；發(fā)生全反射的條件是光從光密介質進入光疏介質，且入射角大于等于臨界角，故兩束光從空氣中射向玻璃時，均不發(fā)生全反射，D錯誤。]5．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時，反射光是偏振光C．日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋D[在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個特定方向振動的光是偏振光，選項A、B反映了光的偏振特性；選項C是偏振現(xiàn)象的應用；選項D是光的衍射現(xiàn)象，D項錯誤。]題組三電磁波6．關于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是()A．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波B．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C．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D．由空氣進入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變小A[手機用電磁波傳遞信息，人說話發(fā)出聲波，故A正確；太陽光中的可見光是電磁波，在真空中的傳播速度約為3×108m/s，“B超”中的超聲波是聲波，常溫下，在空氣中的速度大約為340m/s，故B錯誤；遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線頻率不同，波速相同，根據(jù)c＝λf可知波長不同，故C錯誤；由v＝eq\f(c,n)知電磁波進入水中速度變小，而聲波由空氣進入水中的速度變大，D錯誤。]7．關于下列光學現(xiàn)象，說法中不正確的是()A．電磁波和其他可見光一樣，也能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B．水中藍光的傳播速度比紅光的慢C．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波D．分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬C[一切波都有干涉、衍射現(xiàn)象，電磁波也是波，因此電磁波和其他可見光一樣均具有干涉、衍射等現(xiàn)象，故A正確；藍光的折射率大于紅光的折射率，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，水中藍光的傳播速度比紅光慢，故B正確；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故C錯誤；由于紅光的波長大于藍光的波長，根據(jù)條紋間距等于Δx＝eq\f(l,d)λ，故在同一裝置上做雙縫干涉實驗，用紅光時得到的條紋間距更寬，故D正確。]8．一個LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)為L，電容器電容為C，從電容器上電壓達到最大值Um開始計時，則不正確的是()A．至少經(jīng)過πeq\r(LC)，磁場能達到最大B．至少經(jīng)過eq\f(π,2)eq\r(LC)，磁場能達到最大C．在eq\f(π,2)eq\r(LC)時間內(nèi)，電路中的平均電流是eq\f(2Um,π)eq\r(\f(C,L))D．在eq\f(π,2)eq\r(LC)時間內(nèi)，電容器放電電荷量為CUmA[LC振蕩電路周期T＝2πeq\r(LC)，電容器電壓最大時，開始放電，經(jīng)eq\f(1,2)πeq\r(LC)時間，放電結束，此時電容器電荷量為零，電路中電流最大，磁場最強，磁場能最大，故A錯誤，B正確；因為Q＝C·U，所以電容器放電荷量Q＝CUm，由I＝eq\f(q,t)，所以eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(CUm,\f(1,2)π\(zhòng)r(LC))，解得eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(2Um,π)eq\r(\f(C,L))，則C、D均正確。]9．雷達是利用無線電波的回波來探測目標方向和距離的一種裝置，雷達的天線猶如喊話筒，能使電脈沖的能量集中向某一方向發(fā)射；接收機的作用則與人耳相仿，用以接收雷達發(fā)射機所發(fā)出電脈沖的回波。測速雷達主要是利用多普勒效應原理，可由回波的頻率改變數(shù)值，計算出目標與雷達的相對速度，以下說法錯誤的()A．雷達發(fā)射的是不連續(xù)的電磁波B．雷達用的是微波波段的無線電波C．目標離雷達天線而去時，反射信號頻率將高于發(fā)射信號頻率D．目標向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射信號頻率C[雷達發(fā)射的是不連續(xù)的電磁波，A正確，不符合題意；雷達用的是微波波段的無線電波，B正確，不符合題意；根據(jù)多普勒效應，目標離雷達天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射信號頻率；目標向雷達天線靠近時，反射信號頻率將高于發(fā)射信號頻率，C錯誤，符合題意，D正確，不符合題意。]10．如圖所示，水下光源S向水面A點發(fā)射一束光線，折射光線分別為a、b兩束，則()A．a(chǎn)、b兩束光相比較，在真空中b光的波長較長B．在水中a光的速度與b光的一樣大C．若保持入射點A位置不變，將入射光線順時針旋轉，從水面上方觀察，b光先消失D．用同一雙縫干涉實驗裝置分別用a、b光做實驗，a光干涉相鄰條紋間距小于b光干涉相鄰條紋間距C[由題可知，兩光束的入射角i相同，折射角有ra<rb，根據(jù)折射定律可知折射率na<nb，水對b光的折射率較大，則在真空中a光的波長較長，b光的波長較短，故A錯誤；由公式v＝eq\f(c,n)分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故B錯誤；a光的折射率小，根據(jù)臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光的臨界角較大，b先發(fā)生全反射，從水面上方觀察，b光先消失，故C正確；用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗，a光的波長較長，b光的波長短，a光干涉條紋間距大于b光干涉條紋間距，故D錯誤。]11．如圖所示，一細束白光通過玻璃三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中a、b、c三種色光，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b、c三色光在玻璃三棱鏡中的傳播速度依次越來越小B．若分別讓a、b、c三色光通過一雙縫裝置，則a光形成的干涉條紋的間距最大C．把溫度計放在c的下方，示數(shù)增加最快D．若讓a、b、c三色光以同一入射角，從同一介質射入空氣中，b光恰能發(fā)生全反射，則c光也一定能發(fā)生全反射C[由光路圖可知，c光的偏折程度最小，a光的偏折程度最大，故na>nb>nc，根據(jù)n＝eq\f(c,v)可知：v＝eq\f(c,n)，折射率越大，在介質中傳播速度越小，故va<vb<vc，A錯誤；三者的頻率為fa>fb>fc，則λa<λb<λc，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ可知c光形成的干涉條紋的間距最大，B錯誤；在c的下方是紅外線區(qū)域，其熱效應顯著，把溫度計放在c的下方，示數(shù)增加最快，C正確；c光的折射率最小，a光的折射率最大，由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)分析得知，a光的臨界角最小，c光臨界角最大，則若讓a、b、c三色光以同一入射角，從空氣中某方向射入一介質，b光恰能發(fā)生全反射，則c光不能發(fā)生全反射，D錯誤。]12．LC振蕩電路在t1和t2時刻自感線圈中磁感線方向和電容器中極板帶電情況如圖所示，若t2－t1＝eq\f(π,2)eq\r(LC)，則()A．在t1時刻電容器正充電B．在t2時刻電容器兩極板間電場正在增強C．在t1時刻電路中電流正在減小D．在t2時刻自感線圈中磁場正在增強B[由t2－t1＝eq\f(π,2)eq\r(LC)知t2－t1＝eq\f(T,4)，從題圖可看出t1、t2兩個時刻自感線圈處的電流都是從左向右穿過自感線圈，t1時刻與電容器放電電流方向相同，故電容器處于放電狀態(tài)，只要是放電，振蕩電流就是增大的，A、C錯誤；t2時刻，電流從左向右通過自感線圈，與電容器放電電流方向相反，所以t2時刻電容器在充電，隨著極板上電荷增多，兩極板間電場增強，B正確；又由于充電過程振蕩電流總是減小的，故線圈中磁場也減弱，D錯誤。]13．把一個上表面是平面下表面是凸面的凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方垂直射入，從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋()A．圓環(huán)狀條紋是光經(jīng)凸透鏡上下兩個玻璃表面之間反射引起的干涉造成的B．圓環(huán)狀條紋是兩個玻璃表面之間的空氣膜引起的薄膜干涉造成的C．如果將凸透鏡的凸面曲率半徑增大而其他條件保持不變，觀察到的圓環(huán)亮紋間距變小D．如果改用波長更長的單色光照射而其他條件保持不變，觀察到的圓環(huán)亮紋間距變小B[牛頓環(huán)實驗反映的是光的干涉現(xiàn)象，呈現(xiàn)條紋是由于兩個玻璃表面之間的空氣膜上下表面所反射的光發(fā)生了干涉，亮暗條紋相間則與光程差是半波長的奇偶數(shù)倍有關，而條紋寬窄的差異，則是空氣膜變化率的不同所導致的：變化率越大，光程差是半波長的奇偶數(shù)倍更替得就越頻繁，使得條紋更加密集，從而使條紋看起來更窄。這里應該結合劈尖的知識去理解：越陡，空氣膜厚度變化率越大，條紋也隨之變密變窄；若換一個曲率半徑更大的凸透鏡，則相同的水平距離對應空氣層的厚度變小，所以觀察到的圓環(huán)狀條紋間距變大；如果改用波長更長的單色光照射而其他條件保持不變，觀察到的圓環(huán)亮紋間距變大；綜上所述，選項B正確，A、C、D錯誤。]14．激光已經(jīng)深入到我們生活的各個方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙縫干涉測量激光的波長。(1)如圖所示，在水平面上方適當位置固定激光光源，使其發(fā)射與水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M點呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚，激光光斑移至水平光屏上的N點。測得玻璃磚厚度為d＝eq\r(3)cm，MN＝b＝2cm。根據(jù)以上信息，求該玻璃磚的折射率n；(2)為測量該激光的波長，將激光垂直射向間距為d的雙縫(每個縫的寬度很窄，寬度可忽略)，在雙縫后面距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋。現(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經(jīng)測量得出5條亮條紋之間的距離為a，求該激光的波長。[解析](