2024高考物理一輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng)測(cè)評(píng)三十八光的波動(dòng)性電磁波含解析魯科版

PAGE7-光的波動(dòng)性電磁波(45分鐘100分)一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分,1～5題為單選題,6～9題為多選題)1.在光的單縫衍射試驗(yàn)中可視察到清楚的亮暗相間的圖樣,圖中屬于光的單縫衍射圖樣的是()A.a、c B.b、cC.a、d D.b、d【解析】選D。a圖中是等間距的光的干涉圖樣,b圖是單色光的單縫衍射圖樣,c圖是水波的衍射圖樣,d圖是白光的單縫衍射圖樣,可見(jiàn)D正確。2.如圖所示的雙縫干涉試驗(yàn),用綠光照耀單縫S時(shí),在光屏P上視察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣,可以 ()A.增大S1與S2的間距B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光【解析】選C。據(jù)光的干涉產(chǎn)生的條紋間距滿意的關(guān)系Δx=lλd可知,增大S1與S2的間距,條紋間距減小,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;減小雙縫屏到光屏的距離,條紋間距減小,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;將綠光換成紅光,波長(zhǎng)增大,條紋間距增大,C選項(xiàng)正確;綠光換成紫光,波長(zhǎng)減小,條紋間距減小,D3.如圖所示為一顯示薄膜干涉現(xiàn)象的試驗(yàn)裝置,P是附有肥皂膜的鐵絲圈,S是一點(diǎn)燃的酒精燈。往火焰上灑些鹽后,在肥皂膜上視察到的干涉圖象應(yīng)是圖中的 ()【解析】選D。往火焰上灑些鹽后,酒精燈放出黃色的光線,當(dāng)黃色的光線照耀到肥皂膜上時(shí)從肥皂膜的前后兩個(gè)表面分別反射兩列光,這兩列光的頻率相同,故為相干光源,當(dāng)光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)呈現(xiàn)亮條紋,當(dāng)光程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)呈現(xiàn)暗條紋,由于重力的作用使下側(cè)的肥皂膜厚度比較大,而上側(cè)的比較薄,相同的高度肥皂膜的厚度相同,故出現(xiàn)水平的明暗相間的干涉條紋,故D正確。4.(2024·北京高考)用雙縫干涉試驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋,在光源與單縫之間加上紅色濾光片后 ()A.干涉條紋消逝B.彩色條紋中的紅色條紋消逝C.中心條紋變成暗條紋D.中心條紋變成紅色【解析】選D。當(dāng)用白光做干涉試驗(yàn)時(shí),頻率相同的色光,相互疊加干涉,在光屏上形成彩色條紋,中心形成白色的亮條紋;當(dāng)在光源與單縫之間加上紅色濾光片后,只有紅光能通過(guò)單縫,然后通過(guò)雙縫后相互疊加干涉,在光屏上形成紅色干涉條紋,光屏中心為加強(qiáng)點(diǎn),所以中心條紋變成紅色亮條紋,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。5.關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,以下說(shuō)法正確的是 ()A.在赫茲發(fā)覺(jué)電磁波的試驗(yàn)基礎(chǔ)上,麥克斯韋提出了完整的電磁場(chǎng)理論B.麥克斯韋第一個(gè)預(yù)言了電磁波的存在,赫茲第一個(gè)用試驗(yàn)證明白電磁波的存在C.改變的電場(chǎng)可以在四周的空間產(chǎn)生電磁波D.改變的磁場(chǎng)在四周的空間肯定產(chǎn)生改變的電場(chǎng)【解析】選B。麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在,而后赫茲第一個(gè)用試驗(yàn)證明白電磁波的存在,故A錯(cuò)誤,B正確;依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,勻稱改變的磁場(chǎng)在四周空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),故C、D錯(cuò)誤。6.如圖甲,可以用來(lái)測(cè)定半圓柱形玻璃磚的折射率n,O是圓心,MN是法線。一束單色光線以入射角i=30°由玻璃磚內(nèi)部射向O點(diǎn),折射角為r,當(dāng)入射角增大到也為r時(shí),恰好無(wú)光線從玻璃磚的上表面射出。讓該單色光分別通過(guò)寬度不同的單縫a、b后,得到圖乙所示的衍射圖樣(光在真空中的傳播速度為c)。則下列說(shuō)法正確的是()A.此光在玻璃磚中的全反射臨界角為60°B.玻璃磚的折射率n=2C.此光在玻璃磚中的傳播速度v=22D.單縫b寬度較大【解析】選B、C、D。依據(jù)折射定律有n=sinrsini,由題知,玻璃磚的全反射臨界角等于C,依據(jù)sinC=1n,結(jié)合i=30°,解得n=2,C=45°,故A錯(cuò)誤,B正確;光在玻璃磚中的傳播速度為v=cn=22c,故C正確;由乙圖知,單色光通過(guò)單縫a后衍射現(xiàn)象比較明顯,所以單縫a寬度較小,單縫7.把一個(gè)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(gè)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(gè)玻璃表面之間的空氣膜引起的薄膜干涉造成的C.假如將凸透鏡的凸面曲率半徑增大而其他條件保持不變,視察到的圓環(huán)亮紋間距變大D.假如改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照耀而其他條件保持不變,視察到的圓環(huán)亮紋間距變小【解析】選B、C。當(dāng)光垂直照耀到凸透鏡上時(shí),光的傳播方向不變,而當(dāng)光從玻璃射入空氣時(shí)一部分光發(fā)生反射,另一部分光透射進(jìn)入空氣,當(dāng)該部分光從空氣進(jìn)入下面的平面玻璃時(shí)又有一部分光發(fā)生反射,這樣兩列反射光是相干光,它們?cè)谕雇哥R的下表面相遇,當(dāng)光程差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)是亮條紋,當(dāng)光程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)是暗條紋,故出現(xiàn)亮暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;若換一個(gè)曲率半徑更大的凸透鏡,仍舊相同的水平距離但空氣層的厚度變小,所以視察到的圓環(huán)狀條紋間距變大,故C項(xiàng)正確;假如改用波長(zhǎng)更長(zhǎng)的單色光照耀而其他條件保持不變,則視察到的圓環(huán)狀條紋間距變大,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.關(guān)于電磁波譜,下列說(shuō)法正確的是 ()A.X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用,過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變B.γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波,它比X射線的頻率還要高C.紫外線比紫光更簡(jiǎn)單發(fā)生干涉和衍射D.在電磁波譜中,最簡(jiǎn)單發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線【解析】選A、B。紫外線比紫光的波長(zhǎng)短,更不簡(jiǎn)單發(fā)生干涉和衍射,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;在電磁波譜中,最簡(jiǎn)單發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.下列說(shuō)法中正確的是 ()A.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波,但并非全部的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象B.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消逝C.在光的雙縫干涉試驗(yàn)中,若僅將入射光由紅光改為綠光,則干涉條紋間距變窄D.一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋,是因?yàn)椴Ａ忡R汲取了白光中的一些色光【解析】選A、C。只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象,A正確;當(dāng)放射電路的電磁振蕩停止了,只是不能產(chǎn)生新的電磁波,但已發(fā)出的電磁波不會(huì)馬上消逝,還要接著傳播一段時(shí)間,B錯(cuò)誤;若由紅光改為綠光,波長(zhǎng)變短了,依據(jù)公式Δx=ldλ可知干涉條紋間距變窄,C正確;一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋是因?yàn)楣獾恼凵?不是因?yàn)槿忡R汲取了光,D二、計(jì)算題(16分,需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)10.在用紅光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí),已知雙縫間的距離為0.5mm,測(cè)得雙縫到光屏的距離為1.0m,(1)此紅光的頻率為多少?它在真空中的波長(zhǎng)為多少?(2)假如把整個(gè)裝置放入折射率為43的水中,這時(shí)屏上相鄰明條紋的間距為多少【解析】(1)相鄰兩條暗條紋間的距離Δx=7.5×10依據(jù)λ=dlΔxλ=0.5×10-由ν=cλ得此光的頻率ν=cλ=3.0×108(2)在水中紅光的波長(zhǎng)λ′=λn=34相鄰兩條明條紋間的距離為Δx=ldλ′=1.00=1.125×10-3答案:(1)4.0×1014Hz7.5×10-7(2)1.125×10-311.(10分)(多選)在水面下同一深處有兩個(gè)點(diǎn)光源P、Q,能發(fā)出不同顏色的光。當(dāng)它們發(fā)光時(shí),在水面上看到P光照亮的水面區(qū)域大于Q光,以下說(shuō)法正確的是()A.P光的頻率小于Q光B.P光在水中的傳播速度小于Q光C.讓P光和Q光通過(guò)同一單縫裝置,P光的中心條紋寬度大于Q光的中心條紋寬度D.讓P光和Q光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,P光的條紋間距小于Q光【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)在同一深度兩光源照亮的水面區(qū)域不同,則說(shuō)明它們的臨界角不同,從而確定它們的折射率。(2)由c=nv可得兩種光在水中的速度與折射率成反比。(3)再由v=λf得波長(zhǎng)與速度成正比?！窘馕觥窟xA、C。由題意可知:P光照亮的水面區(qū)域大于Q光,則P光的臨界角大于Q,由臨界角公式sinC=1n知,P光的折射率小于Q光的折射率,那么P在水中的速度大于Q,P光的頻率也小于Q光,故A正確,B錯(cuò)誤;P光的折射率小于Q光的折射率,則P光的波長(zhǎng)大于Q光的波長(zhǎng),P光的衍射現(xiàn)象比較顯著,則P光的中心條紋寬度大于Q光的中心條紋寬度,故C正確;P光的折射率小于Q光的折射率,P光的波長(zhǎng)大于Q光的波長(zhǎng),而干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比,則讓P光和Q光通過(guò)同一雙縫干涉裝置,P光的相鄰條紋間距大于Q光,故D12.(20分)用波長(zhǎng)為0.51μm的綠光經(jīng)雙縫干涉裝置在屏上得到干涉條紋,測(cè)得兩明條紋間距為0.5mm,將該裝置放到水中并改用紅光做雙縫干涉試驗(yàn),測(cè)得干涉條紋中兩相鄰明條紋間距仍為0.5mm,【解析】已知綠光的波長(zhǎng)λ1=0.51μm=5.1×10-7綠光兩明條紋間距為Δx1=0.5mm=5×10紅光兩明條紋間距為