高考物理一轮复习 考点通关练 考点49 光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波 相对论简介.doc

考点49光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波相对论简介考点名片考点细研究：(1)光的干涉、衍射和偏振现象；(2)电磁波及其传播、电磁波的产生、发射和接收、电磁波谱；(3)狭义相对论的基本假设等。其中考查到的如：2016年全国卷第34题(1)、2016年北京高考第14题、2016年天津高考第1题、第2题、2016年江苏高考第12题b(1)、2015年浙江自选第13题(1)、2015年全国卷第34题(1)、2015年北京高考第20题、2015年上海高考第10题、2014年天津高考第1题、2014年浙江高考第18题、2014年江苏高考第12题b(1)、2014年四川高考第2题、2014年大纲卷第17题、2014年安徽高考第20题。备考正能量：光的干涉、衍射和偏振现象是高考的重要考点，预计今后试题仍以选择题、填空题为主，试题难度不大。一、基础与经典1能产生干涉现象的两束光是()a频率相同、振幅相同的两束光b频率相同、相位差恒定的两束光c两只完全相同的灯泡发出的光d同一光源的两个发光部分发出的光答案b解析由产生干涉条件可知a、c选项错误，b选项正确；即使是同一光源的两个部分发出的光，由于相位差随时间不同而改变，所以也不会发生干涉(激光光源除外)。通常把一束光一分为二来获得相干光源，故d选项错误；对于d选项，也可以以日光灯为例来说明，日光灯下没有干涉现象的出现，说明不符合干涉条件。2在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象()a都是光的衍射现象b前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象c前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象d都是光的粒子性的表现答案c解析两玻璃板间将形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉，由于是白光，产生了彩色干涉条纹。而从狭缝观察得到彩色条纹是光的衍射现象，c选项正确。3.如图所示，p是一偏振片，它的透振方向为竖直方向(图中用带箭头的实线表示)。现用四种入射光束分别照射p时，不能在p的另一侧观察到透射光的是()a太阳光b沿竖直方向振动的光c沿水平方向振动的光d沿与竖直方向成45角振动的光答案c解析太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射p时能在p的另一侧观察到偏振光，故a项不符合题意；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故b项不符合题意；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们的方向相互垂直。故c项是符合题意的；沿与竖直方向成45角振动的光也能部分通过偏振片，故d项不符合题意。4抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化()a这里应用的是光的干涉现象b这里应用的是光的偏振现象c如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗d如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细答案d解析激光通过细丝后在光屏上形成明暗相间的条纹，用的是光的衍射现象，a、b都错误。当光屏上的条纹变宽时，即衍射现象更明显，根据产生明显衍射现象的条件可知，对应的丝应变细，故c错误，d正确。5(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()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答案ac解析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，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，c正确，d错误。6下列说法中正确的是()a光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象b用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象c门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象d照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象答案a解析光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，a正确；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，b错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射现象，c错误；照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，d错误。7.如图所示，光源s从水面下向空气斜射一束复色光，在a点分成a、b两束，则下列说法正确的是()a在水中a光折射率大于b光b在水中a光的速度大于b光c若a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小d分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条纹间距小于b光答案b解析由题意可知，两光束的入射角i相同，折射角rarb，根据折射定律得到，折射率nanb，故a错误；由公式v，分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故b正确；a光的折射率小，根据临界角公式sinc，可知a光的临界角较大，故c错误；因为nanb，所以频率fab，根据公式x，则知a光的干涉条纹间距大于b光的间距，故d错误。8(多选)以下说法中正确的是()a对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去b白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象c红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变d用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉e不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的答案ade解析对于同一障碍物，它的尺寸d不变，波长越长的光越容易满足d，会产生明显的衍射现象，越容易绕过障碍物，所以a项正确。白光通过三棱镜出现彩色条纹是光的色散现象，b项错误。波的频率由波源决定，波速由介质决定，所以红光从空气进入水中，频率f不变，波速v变小，由vf得，波长变小，所以c项错误。检查平面的平整度是利用了光的干涉，所以d项正确。由光速不变原理知，e项正确。9(多选)下列关于电磁场的说法中正确的是()a只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波b任何变化的电场周围一定有磁场c振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场d电磁波的理论在先，实践证明在后答案bcd解析振荡电场和振荡磁场交替产生，形成电磁波，a错误，c正确；变化的电场一定产生磁场，b正确；麦克斯韦预言电磁波存在，赫兹进行验证，d正确。10下列说法正确的是()a全息照片的拍摄利用了光的衍射原理b只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率c高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢d鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小答案c解析全息照相利用了激光的频率单一，具有相干性好的特点，利用了光的干涉现象，与光的衍射无关，故a错误；受迫振动的频率总等于驱动力的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振，故b错误；根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性：t，可知在宇宙中高速飞行的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故c正确；根据多普勒效应可知，当两物体以很大的速度互相靠近时，感觉频率会增大，远离时感觉频率会减小，故d错误。二、真题与模拟112016天津高考如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则()a在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大b从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大c照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大d若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大答案d解析由干涉条纹间距xl可知，ab同种均匀介质，对频率大的光折射率更大即nanb，光在介质中的传播速度v，故vavb，a错误。发生全反射的临界角满足sinc，故caeb，d正确。122016全国卷(多选)关于电磁波，下列说法正确的是()a电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关b周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波c电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直d利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输e电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失答案abc解析电磁波在真空中的传播速度为光速，与频率无关，a正确。根据电磁波的产生条件可知b正确。电磁波为横波，传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，c正确。电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，因此也能通过电缆、光缆传输，d错误。电磁波是一种能量传播方式，若波源电磁振荡停止，则不再产生新的电磁波，但空间中的波仍将继续传播下去，e错误。132016江苏高考一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是()a飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mb地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mc飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cd地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c答案b解析飞船上的观测者相对飞船静止，测得的是飞船的静止长度，即30 m，a错误。地球上的观测者看到飞船是运动的，因此测得的飞船长度比静止时的长度小，b正确。飞船上的观测者和地球上的观测者，观测到的光信号速度均为c，c、d错误。142016北京高考下列说法正确的是()a电磁波在真空中以光速c传播b在空气中传播的声波是横波c声波只能在空气中传播d光需要介质才能传播答案a解析声波是机械波，是纵波，在气体、固体、液体中都能传播，故b、c两项均错误；电磁波的传播不需要介质，能在真空中以光速传播，a项正确，d项错误。152016天津高考我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是()a米波的频率比厘米波频率高b和机械波一样须靠介质传播c同光波一样会发生反射现象d不可能产生干涉和衍射现象答案c解析米波雷达发射的米波是一种电磁波，可以在介质中传播也可以在真空中传播，b错误。米波与厘米波在真空中传播的速度都是光速c，根据可知米x2。相邻亮条纹之间的距离为x mm2.1 mm，双缝间的距离d，代入数据得d0.300 mm。232016保定市模块验收奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度，这个角度称为“旋光度”，的值只与糖溶液的浓度有关，将的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了。如图所示，s是自然光源，a、b是偏振片，转动b，使到达o处的光最强，然后将被测样品p置于a、b之间。(1)偏振片a的作用是什么？(2)偏振现象证明了光是一种_。(3)(多选)以下说法中正确的是()a到达o处光的强度会明显减弱b到达o处光的强度不会明显减弱c将偏振片b转动一个角度，使得o处光强度最大，偏振片b转过的角度等于d将偏振片a转动一个角度，使得o处光强度最大，偏振片a转过的角度等于答案(1)把自然光变成偏振光(2)横波 (3)acd解析(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片a的作用是把自然光变成偏振光。(2)偏振现象证明了光是一种横波。(3)因为a、b的透振方向一致，故a、b间不放糖溶液时，自然光先通过偏振片a后变成偏振光，通过b后到o。当在a、b间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过a的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过b到达o的光的强度不是最大，但当b转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，o处光强又为最强，故b的旋转角度即为糖溶液的旋光度。若偏振片b不动而将a旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与b的透振方向一致，则a转过的角度也为，故选项a、c、d项正确。242017江苏名校质检某雷达工作时，发射电磁波的波长20 cm，每秒脉冲数n5000，每个脉冲持续时间t0.02 s。求：(1)此电磁波的频率；(2)此雷达的最大侦察距离。答案(1)1.5109 hz(2)3104 m解析(1)电磁波在空气中传播，传播速度认为等于光速c3.0108 m/s，因此f1.5109 hz。(2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t0.02 s，两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量。设最大侦察距离为x，两个脉冲时间间隔为t s2104 s0.02 s(故脉冲持续时间可以略去不计)，则2xct，所以x3104 m。252016浙江质检如图所示，在双缝干涉实验中，s1和s2为双缝，p是光屏上的一点，已知p点与s1、s2的距离之差为2.1106 m，分别用a、b两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问p点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知a光在折射率为n1.5的介质中的波长为4107 m；(2)已知b光在某种介质中波长为3.15107 m，当b光从这种介质射向空气