高考物理培優(yōu)一輪計(jì)劃全國創(chuàng)新版培優(yōu)講義第15章　選修3-4第56課時(shí)光的波動(dòng)性電磁波相對論

第56課時(shí)光的波動(dòng)性電磁波相對論考點(diǎn)1光的干涉和衍射一、光的雙縫干涉1．產(chǎn)生條件兩列光的頻率和振動(dòng)方向均相同，且具有恒定的相位差，才能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣。2．楊氏雙縫干涉(1)原理圖：如圖所示。(2)產(chǎn)生明、暗條紋的條件①當(dāng)光的路程差Δr＝r2－r1＝kλ(k＝0,1,2，…)，光屏上出現(xiàn)亮條紋。②當(dāng)光的路程差Δr＝r2－r1＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2，…)，光屏上出現(xiàn)暗條紋。(3)干涉圖樣①單色光：中央為亮條紋，兩邊為明暗相間的等距條紋。②白光：光屏上出現(xiàn)彩色條紋，且中央亮條紋是白色。(4)條紋間距公式：Δx＝eq\o(□,\s\up1(10))eq\f(l,d)λ。二、薄膜干涉1．薄膜干涉現(xiàn)象如圖所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成eq\o(□,\s\up1(11))上薄下厚的楔形。2．薄膜干涉原理分析(1)相干光：光照射到透明薄膜上，從薄膜的兩個(gè)表面反射的兩列光波。(2)圖樣特點(diǎn)：單色光照射薄膜時(shí)形成eq\o(□,\s\up1(12))明暗相間的條紋，白光照射薄膜時(shí)形成eq\o(□,\s\up1(13))彩色條紋。同一條亮(或暗)條紋對應(yīng)的薄膜的厚度相等。3．薄膜干涉的應(yīng)用干涉法檢查平面的平整程度如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜，用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會(huì)觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條紋發(fā)生彎曲。三、光的衍射1．產(chǎn)生明顯衍射的條件只有當(dāng)障礙物的尺寸與光的波長差不多，衍射現(xiàn)象才會(huì)明顯。2．衍射條紋特點(diǎn)單色光的衍射圖樣為中間eq\o(□,\s\up1(14))寬且亮的單色條紋，兩側(cè)是eq\o(□,\s\up1(15))明暗相間的條紋，條紋寬度漸窄且暗；白光的衍射圖樣為中間寬且亮的白條紋，兩側(cè)是漸窄且暗的彩色條紋。重點(diǎn)記住單縫衍射、圓孔衍射和泊松亮斑。四、光的干涉和衍射的比較1．干涉與衍射的比較eq\a\vs4\al(兩種現(xiàn)象)eq\a\vs4\al(比較項(xiàng)目)單縫衍射雙縫干涉不同點(diǎn)條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相同相同點(diǎn)干涉、衍射都是波特有的現(xiàn)象，屬于波的疊加；干涉、衍射都有明暗相間的條紋(1)白光發(fā)生光的干涉、衍射和光的色散都可出現(xiàn)eq\o(□,\s\up1(16))彩色條紋，但光學(xué)本質(zhì)不同。(2)區(qū)分干涉和衍射，關(guān)鍵是理解其本質(zhì)，實(shí)際應(yīng)用中可從條紋寬度、條紋間距、亮度等方面加以區(qū)分。2．干涉與衍射的本質(zhì)光的干涉條紋和衍射條紋都是光波疊加的結(jié)果，從本質(zhì)上講，衍射條紋的形成與干涉條紋的形成具有相似的原理。在衍射現(xiàn)象中，可以認(rèn)為從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，它們在屏上疊加形成單縫衍射條紋。[例1](1)楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個(gè)光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件，則兩列光的________相同。如圖所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在________(填“A”“B”或“C”)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。(2)在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長λ＝5.89×10－7m，雙縫間的距離d＝1mm，雙縫到屏的距離l＝2m。求第1條亮條紋到第11條亮條紋的中心間距。解析(1)要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉，兩列光的頻率應(yīng)該相同，在題圖所示的干涉區(qū)域放置光屏，波峰與波谷相遇的C點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。(2)相鄰亮條紋的中心間距Δx＝eq\f(l,d)λ，由題意知，其間的亮條紋的數(shù)目n＝10，則第1條亮條紋到第11條亮條紋的中心間距L＝n·Δx＝eq\f(nlλ,d)代入數(shù)據(jù)得L＝1.178×10－2m。答案(1)頻率C(2)1.178×10－2m分析雙縫干涉現(xiàn)象中明暗條紋問題的技巧(1)在運(yùn)用公式Δx＝eq\f(l,d)λ進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要明確各個(gè)物理量的意義：Δx表示的是相鄰的明條紋(或暗條紋)的間距；l表示的是雙縫到光屏的距離；d是雙縫間距；λ是光在真空(或空氣)中的波長。(2)根據(jù)形成明條紋的判斷式Δr＝kλ(k＝0,1,2，…)或形成暗條紋的判斷式Δr＝(2k＋1)eq\f(λ,2)(k＝0,1,2，…)，判斷出k的取值，從而判斷出條紋數(shù)。1．(多選)在五彩繽紛的大自然中，我們常常會(huì)見到一些彩色光的現(xiàn)象，下列現(xiàn)象中屬于光的干涉的是()A．灑水車噴出的水珠在陽光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象B．小孩兒吹出的肥皂泡在陽光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象C．雨后天晴馬路上油膜在陽光照耀下出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象D．用游標(biāo)卡尺兩測量爪的狹縫觀察日光燈的燈光出現(xiàn)的彩色現(xiàn)象E．實(shí)驗(yàn)室用雙縫實(shí)驗(yàn)得到的彩色條紋答案BCE解析A屬于光的色散現(xiàn)象；B、C屬于光的薄膜干涉現(xiàn)象；D屬于光的單縫衍射現(xiàn)象；E屬于光的雙縫干涉現(xiàn)象。2．一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋，除中央白色亮條紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，其原因是()A．各色光的波長不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同B．各色光的速度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同C．各色光的強(qiáng)度不同，因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同D．上述說法都不正確答案A解析白光包含各種顏色的光，它們的波長不同，在相同條件下做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們的干涉條紋間距不同，所以在中央亮條紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋，A正確。3．把一個(gè)凸透鏡的彎曲表面壓在另一個(gè)玻璃平面上，讓單色光從正上方垂直射入，這時(shí)可以看到亮暗相間的同心圓環(huán)，對這些亮暗圓環(huán)的相關(guān)闡釋合理的是()A．遠(yuǎn)離中心點(diǎn)處亮環(huán)的分布較疏B．用白光照射時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)干涉形成的圓環(huán)C．是透鏡曲面上反射光與透鏡上方平面上的反射光干涉形成的D．與同一亮環(huán)相對應(yīng)的空氣薄膜的厚度是相同的答案D解析遠(yuǎn)離中心點(diǎn)處亮環(huán)的分布較密，A錯(cuò)誤；用白光照射時(shí)，仍能出現(xiàn)干涉形成的圓環(huán)，B錯(cuò)誤；是透鏡曲面上反射光與玻璃平面上的反射光干涉形成的，C錯(cuò)誤；當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)是亮條紋，與同一亮環(huán)相對應(yīng)的各處空氣薄膜的厚度是相同的，D正確?？键c(diǎn)2偏振1．偏振：光波只沿某個(gè)特定的方向振動(dòng)。2．自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光叫做自然光。3．偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光。光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。自然光通過偏振片后，就得到了偏振光。4．偏振光的理論意義及應(yīng)用(1)理論意義：光的干涉和衍射現(xiàn)象充分說明了光是波，但不能確定光波是橫波還是縱波，光的偏振現(xiàn)象說明了光波是橫波。(2)應(yīng)用：照相機(jī)鏡頭、立體電影、消除車燈眩光等。1．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(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光強(qiáng)度發(fā)生變化B．立體電影是利用了光的偏振現(xiàn)象C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振片可以使景象更清晰D．光學(xué)鏡頭上的增透膜答案D解析一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，當(dāng)看到透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，則說明光的振動(dòng)方向與傳播方向相垂直。能反映光的偏振特性，A不符合題意；立體電影是利用了光的偏振現(xiàn)象，能反映光的偏振特性，B不符合題意；在日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振片，由于反射光太強(qiáng)，偏振光強(qiáng)，加偏振片可以將反射的偏振光過濾，使圖象清晰，C不符合題意；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，與光的偏振無關(guān)，D符合題意。2．如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，這是光的偏振現(xiàn)象，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明______________。答案光是一種橫波解析光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波?？键c(diǎn)3用雙縫干涉測量光的波長一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣。2．掌握用公式Δx＝eq\f(l,d)λ測定單色光的波長的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光，單色光通過單縫后相當(dāng)于線光源，經(jīng)雙縫后產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，通過屏可以觀察到明暗相間的干涉條紋。若雙縫到屏的距離用l表示，雙縫間的距離用d表示，相鄰兩條亮條紋(暗條紋)間的距離用Δx表示，由Δx＝eq\f(l,d)λ可得入射光的波長為λ＝eq\f(dΔx,l)，實(shí)驗(yàn)中d是已知的，測出l、Δx即可測出光的波長λ。三、實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀(包括：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、光屏及測量頭，其中測量頭又包括：分劃板、目鏡、手輪等)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、米尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．觀察雙縫干涉圖樣(1)將光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖所示。(2)接好光源，打開開關(guān)，使燈絲正常發(fā)光。(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏。(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，兩者間距約5～10cm，這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋。(5)在單縫和光源間放上紅色濾光片，觀察單色光的干涉條紋。2．測定單色光的波長(1)在遮光筒有光屏的一端安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋。(2)如圖甲所示，轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭的手輪，使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，如圖乙所示，記下手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一條亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2；并記下兩次測量的條紋數(shù)n，則相鄰兩亮條紋間距Δx＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a2－a1,n－1)))。(3)將l、d、Δx代入Δx＝eq\f(l,d)λ，求出紅光的波長λ。(4)多次重復(fù)上述步驟，求出波長的平均值。(5)換用綠色濾光片，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1．放置單縫和雙縫時(shí)，必須使縫互相平行。2．要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和屏的中心在同一條軸線上。3．測量頭的中心刻線要對著亮紋的中心。4．要多測幾個(gè)亮紋中心間的距離，再求Δx。六、實(shí)驗(yàn)誤差分析1．l的測量誤差因雙縫到屏的距離較長，l的測量應(yīng)選用毫米刻度尺測量，并用多次測量求平均值的辦法減小誤差。2．測條紋間距Δx帶來的誤差(1)干涉條紋沒有調(diào)到最清晰的程度。(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心。(3)測量多條亮紋間距時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確。[例2]現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、________、A。(2)本實(shí)驗(yàn)的步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；③用米尺測量雙縫到屏的距離；④用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離。在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意單縫、雙縫應(yīng)______且_____________。(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖甲所示，然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時(shí)圖乙中手輪上的示數(shù)為______mm，求得相鄰亮紋的間距Δx＝______mm。(4)已知雙縫間距d為2.0×10－4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計(jì)算式λ＝________，求得所測紅光波長為________nm。解析(1)由左至右依次放置白色光源C、濾光片E、單縫D、雙縫B、毛玻璃屏A。(2)單縫、雙縫應(yīng)相互平行并跟遮光筒軸線垂直。(3)甲的示數(shù)為2.320mm，乙的示數(shù)為13.870mm，則Δx＝eq\f(13.870－2.320,5)mm＝2.310mm。(4)由Δx＝eq\f(l,d)λ得λ＝eq\f(d,l)Δx＝eq\f(2.0×10－4,0.700)×2.310×10－3m＝6.60×10－7m＝660nm。答案(1)E、D、B'(2)相互平行'與遮光筒軸線垂直(3)13.870'2.310'(4)eq\f(d,l)Δx660(1)利用公式Δx＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a2－a1,n－1)))求Δx時(shí)要明確各物理量的意義。(2)了解可見光的波長范圍(400～760nm)，對解決這類題有幫助。(1)備有下列儀器：A．白熾燈B．雙縫C．單縫D．濾光片E．白色光屏把以上儀器裝在光具座上時(shí)，正確的排列順序應(yīng)該是：____________(填寫字母代號)。(2)已知雙縫到光屏之間的距離L＝500mm，雙縫之間的距離d＝0.50mm，單縫到雙縫之間的距離s＝100mm，某同學(xué)在用測量頭測量時(shí)，調(diào)整手輪，在測量頭目鏡中先看到分劃板中心刻線對準(zhǔn)A亮條紋的中心，然后他繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)B亮條紋的中心，如圖甲所示，前后兩次游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖乙所示。則入射光的波長λ＝________m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，可以采用的改善辦法有________。A．改用波長較長的光(如紅光)作為入射光B．增大雙縫到屏的距離C．增大雙縫到單縫的距離D．增大雙縫間距答案(1)ADCBE'(2)6.4×10－7'(3)AB解析(1)正確的排列次序應(yīng)該是ADCBE。(2)游標(biāo)卡尺讀數(shù)精確度為0.1mm，A位置主尺讀數(shù)為x1＝11mm＋1×0.1mm＝11.1mm，同理B位置讀數(shù)為x2＝15.6mm，則條紋間距Δx＝eq\f(x2－x1,7)≈0.64mm。利用λ＝eq\f(d,L)Δx＝6.4×10－7m。(3)由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，要增大條紋間距，可用波長更長的入射光或增大雙縫到屏的距離、減小雙縫間距，故A、B正確?？键c(diǎn)4電磁場'電磁波'狹義相對論1．麥克斯韋電磁場理論變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。2．電磁波譜按電磁波的波長或頻率大小的順序把它們排列成譜，叫做電磁波譜。電磁波譜按頻率由小到大的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。3．各種電磁波的共性(1)它們在本質(zhì)上都是電磁波，它們遵循相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義。(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3×108m/s。(3)它們的傳播都不需要介質(zhì)。(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性。4．不同電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用(1)無線電波波動(dòng)性強(qiáng)，應(yīng)用于通信、廣播、天體物理研究。(2)紅外線熱效應(yīng)強(qiáng)，應(yīng)用于遙控、遙測、加熱、紅外攝像、紅外制導(dǎo)。(3)可見光感光性強(qiáng)，應(yīng)用于照明、照相等。(4)紫外線化學(xué)作用、熒光效應(yīng)強(qiáng)，應(yīng)用于日光燈、殺菌、防偽、治療皮膚病等。(5)X射線穿透力強(qiáng)，應(yīng)用于檢查、探測、透視、治療。(6)γ射線eq\o(□,\s\up1(10))穿透力最強(qiáng)，應(yīng)用于探測、治療。5．經(jīng)典的相對性原理(1)表述一：力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是eq\o(□,\s\up1(11))相同的。(2)表述二：在一個(gè)慣性參考系內(nèi)進(jìn)行的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能判斷這個(gè)慣性參考系是否相對于另一個(gè)慣性系做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)表述三：任何慣性參考系都是eq\o(□,\s\up1(12))平權(quán)的。6．狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切eq\o(□,\s\up1(13))物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是eq\o(□,\s\up1(14))相同的。7．相對論的質(zhì)速關(guān)系(1)物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而eq\o(□,\s\up1(15))增大，物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m與靜止時(shí)的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))。(2)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量總要eq\o(□,\s\up1(16))大于靜止時(shí)的質(zhì)量m0。8．相對論質(zhì)能關(guān)系用m表示物體的質(zhì)量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質(zhì)能方程為E＝eq\o(□,\s\up1(17))mc2。1．愛因斯坦相對論的提出，是物理學(xué)思想的重大革命，因?yàn)樗?)A．揭示了時(shí)間、空間并非絕對不變的屬性B．借鑒了法國科學(xué)家拉瓦錫的學(xué)說C．否定了牛頓力學(xué)的原理D．修正了能量、質(zhì)量互相轉(zhuǎn)化的理論答案A解析狹義相對論和廣義相對論揭示了時(shí)空的可變性，使人們能進(jìn)一步去研究高速運(yùn)動(dòng)的物體，A正確。2．如果你以接近于光速的速度朝一星體勻速飛行，你可以發(fā)覺()A．你的質(zhì)量在增加B．你的心臟跳動(dòng)在慢下來C．你在變小D．你永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道你的速度答案D解析相對論的基本概念是：當(dāng)你被關(guān)在一個(gè)封閉的房子中時(shí)，你絕對無法知道房子是否在做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)房子突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其中的人是能夠感知這一點(diǎn)的；當(dāng)房子突然開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的人也能有感覺；當(dāng)房子旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)在其內(nèi)部的人也能說出它在轉(zhuǎn)動(dòng)，但如果房子是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即沒有任何加速度，則在其內(nèi)部的人就無法知道房子是否在移動(dòng)，即使房子有一個(gè)窗戶，你從窗戶向外看，看見某些東西在朝你移動(dòng)，但你仍說不出是你的房子在向這些東西移動(dòng)，還是這些東西在向你的房子移動(dòng)，D正確。3．已知電子的靜止能量為0.511MeV，若電子的動(dòng)能為0.25MeV，則它所增加的質(zhì)量Δm與靜止質(zhì)量m0的比值近似為()A．0.1B．0.2C．0.5D．0.9答案C解析由題意知E0＝0.511MeV，Ek＝0.25MeV，由E0＝m0c2，Ek＝Δmc2可得出eq\f(Ek,E0)＝eq\f(Δm,m0)，代入數(shù)據(jù)得eq\f(Δm,m0)≈0.5。故選C。1．對于機(jī)械波和電磁波，下面說法中正確的是()A．它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象B．它們在本質(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已C．它們都可能是橫波，也可能是縱波D．機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，跟頻率無關(guān)；而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只跟頻率有關(guān)答案A解析機(jī)械波和電磁波本質(zhì)是不同的，但都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，故A正確，B錯(cuò)誤；電磁波是橫波，電磁波的傳播速度不僅與介質(zhì)有關(guān)，也跟頻率有關(guān)，C、D錯(cuò)誤。2．“殲-20”隱形戰(zhàn)斗機(jī)的橫空出世，極大地增強(qiáng)了我國的國防力量。其隱形的基本原理是機(jī)身通過結(jié)構(gòu)或者涂料的技術(shù)，使得偵測雷達(dá)發(fā)出的電磁波出現(xiàn)漫反射，或被特殊涂料吸收，從而避過雷達(dá)的偵測。已知目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率在200MHz至1000MHz的范圍內(nèi)。下列說法正確的是()A．隱形戰(zhàn)斗機(jī)具有“隱身”的功能，是巧妙地利用了雷達(dá)波的衍射能力B．雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C．雷達(dá)發(fā)射的電磁波在真空中的波長范圍在0.3m至1.5m之間D．雷達(dá)發(fā)射的電磁波可能是縱波，也可能是橫波答案C解析隱形戰(zhàn)斗機(jī)具有“隱身”的功能，是巧妙地利用了雷達(dá)發(fā)出的電磁波出現(xiàn)漫反射，或被特殊涂料吸收，A錯(cuò)誤；雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由變化的電場或磁場產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；根據(jù)λ＝eq\f(c,f)可得雷達(dá)發(fā)射的電磁波在真空中的波長范圍在0.3m至1.5m之間，C正確；雷達(dá)發(fā)射的電磁波是橫波，D錯(cuò)誤。3．間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機(jī)，可用來探測軍用和民用目標(biāo)。這種照相機(jī)能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車，即使車隊(duì)離開也瞞不過它。這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于()A．可見光波段 B．紅外波段C．紫外波段 D．X射線波段答案B解析紅外線是看不見的光，它的波長比可見光的紅光還長，它的熱作用比較強(qiáng)，并且不同的物體輻射的紅外線的波長和強(qiáng)度不同，利用靈敏的紅外線探測器吸收物體發(fā)出的紅外線，然后用電子儀器對接受到信號進(jìn)行處理，就可以察知被探物體的特征，可制成熱譜儀、夜視儀等，題中這種遙感照相機(jī)敏感的電磁波屬于紅外線。B正確。4．關(guān)于光的性質(zhì)，下列說法不正確的是()A．光在介質(zhì)中的速度小于光在真空中的速度B．雙縫干涉說明光具有粒子性C．光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播D．光的衍射現(xiàn)象說明光是一種波答案B解析由折射率公式n＝eq\f(c,v)>1可得A正確；干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，所以B錯(cuò)誤、D正確；光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，C正確。5．(多選)下列說法正確的是()A．偏振光可以是橫波，也可以是縱波B．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象C．光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理D．X射線在磁場中能偏轉(zhuǎn)，穿透能力強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視E．聲源與觀察者相對靠近時(shí)，觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率答案BCE解析光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，偏振光是橫波，A錯(cuò)誤；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，B正確；用光導(dǎo)纖維傳播信號是利用了光的全反射，C正確；X射線穿透力較強(qiáng)，但它不帶電，不能在磁場中偏轉(zhuǎn)，D錯(cuò)誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知聲源與觀察者相對靠近時(shí)，觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率，E正確。6．市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處，這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示此紅外線的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為()A.eq\f(λ,8)B.eq\f(λ,4)C.eq\f(λ,2)D．λ答案B解析若使膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的紅外線，則要求紅外線在薄膜的前后表面反射后疊加時(shí)作用減弱，即光程差為半波長的奇數(shù)倍，故膜的最小厚度為紅外線在該膜中波長的eq\f(1,4)。故選B。7．(多選)用相對論的觀點(diǎn)判斷，下列說法正確的是()A．時(shí)間是絕對的，空間是相對的B．時(shí)間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長度總不會(huì)改變C．在地面上的人看來，高速運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的D．在地面上的人看來，高速運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些E．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v?c時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)可忽略不計(jì)答案CDE解析時(shí)間和空間都是相對的，A、B錯(cuò)誤；根據(jù)“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)，C、D正確；當(dāng)速度v?c時(shí)，1－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2≈1，所以“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效應(yīng)可忽略不計(jì)，E正確。8．已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，則()A．a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同B．a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反C．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同D．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反答案D解析LC振蕩電路中，電容器充放電時(shí)，由于線圈自感作用，回路中電容器電荷量最大時(shí)，回路中電流為零，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)電容器電荷量為零時(shí)，回路中電流最大，并且b、d兩時(shí)刻充放電過程相反，電流方向就相反，故C錯(cuò)誤、D正確。9.如圖所示，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點(diǎn)，已知P點(diǎn)與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，問P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí)，臨界角為37°；(3)若讓A光照射S1，B光照射S2，試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象。答案(1)暗條紋'(2)亮條紋'(3)見解析解析(1)設(shè)A光在空氣中波長為λ1，在介質(zhì)中波長為λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m。路程差Δr＝2.1×10－6m所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,6×10－7)＝3.5從S1和S2到P點(diǎn)的路程差是波長λ1的3.5倍，即eq\f(λ1,2)的7倍，所以P點(diǎn)為暗條紋。(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC＝eq\f(1,n)得n＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)由此可知，B光在空氣中波長λ1′為：λ1′＝nλ2′＝eq\f(5,3)×3.15×10－7m＝5