1、考点2 光的波动性、电磁波和相对论1.2020湖北部分重点中学起点考试,多选下列说法正确的是()A.简谐运动的周期与振幅无关B.变化的电场一定能产生变化的磁场C.太阳光经过三棱镜的两次折射后,会发散成彩色光带D.电磁波传递信号可以实现无线通信,也可以通过有线传输E.在双缝干涉实验中,保持入射光频率不变,增大双缝距离,则干涉条纹间距也增大2.2020山西太原名校定时训练,多选2018年11月22日,FAST电磁波宁静区无线电设施及建设遥感监测项目正式启动,确保“中国天眼”有良好的射电波信号接收环境.关于电磁波和机械波,下列说法正确的有()A.与X射线相比,红外线更容易发生明显的衍射现象B.频率越
2、高的电磁波在真空中的传播速度越大C.离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D.机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高传播速度越大E.紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度3.新素材,多选19世纪末,电磁波的发现为信息插上了飞翔的翅膀,它使通信技术飞速发展,大大加快了现代生活的节奏.下列关于电磁振荡和电磁波的说法正确的是()A.LC回路是电磁振荡回路,不同于机械振动,其振动周期由回路本身的性质决定B.电磁波是横波,而机械波既有横波又有纵波C.机械波和电磁波在传播时都需要介质D.电磁波不能发生干涉、衍射现象 E.电磁波由真空进入介质中,传播速度变小,频率不变4.新材料,多选
3、如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的红光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的具有共同圆心且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()图甲图乙A.牛顿环的形成是由于凸透镜上下表面的反射光发生干涉B.干涉条纹不等间距是因为凸透镜从中心到边缘的厚度是均匀变化的C.若入射光由单色红光换为蓝光,则圆环状干涉条纹分布的间距变小D.若某条干涉条纹某位置向外弯曲,说明平板玻璃或凸透镜对应位置凸起5.2019浙江宁波适应性考试,多选如图甲所示,把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上,一端用薄片垫起,构成楔形空气层,让单色光a、b
4、分别从上方垂直入射后,在相同条件下从上往下看到的干涉条纹,分别如图乙所示.下列说法正确的是()A.薄片的厚度减小一些,干涉条纹的间距会变宽B.单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大C.若单色光a照射某金属能发生光电效应,则用单色光b照射该金属时也能发生光电效应D.在玻璃中传播时,单色光a比单色光b的传播速度小6.2020福建五校第二次联考,5分某同学用单色光进行双缝干涉实验,在屏上观察到图甲所示的条纹.他移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的示数x1;转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的示数x2如图
5、乙所示,则x2=mm;如果该同学已经测得双缝的间距为0.60 mm,双缝和光屏之间的距离为300 mm,x1=0.800 mm,则该单色光的波长为m(计算结果保留3位有效数字).7.2020湖北武汉质量检测,8分洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察光的干涉现象的装置.如图所示,从单缝S发出的光,一部分入射到平面镜后反射到屏上,另一部分直接投射到屏上,在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹.单缝S通过平面镜成的像是S.(1)通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹,这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致.如果S被视为其中的一个缝,相当于另一个“缝”;(2)实验表明,光从光疏介质射向光密介质时
6、在分界面发生反射,在入射角接近90 时,反射光与入射光相比,相位有的变化,即半波损失.如果把光屏移动到和平面镜接触,接触点P处是(填“亮条纹”或“暗条纹”);(3)实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.15 mm,单缝到光屏的距离D=1.2 m,观测到第3个亮条纹中心到第12个亮条纹中心的间距为22.78 mm,则该单色光的波长=m(结果保留3位有效数字).考点2光的波动性、电磁波和相对论1.ACD简谐运动的周期只与振动系统的本身结构有关,与振幅无关,选项A正确;变化的电场能够产生磁场,均匀变化的电场能够产生恒定的磁场,选项B错误;由于太阳光是由频率不同的光组成的,三棱镜对这些频率不同的光
7、折射率不同,所以太阳光经过三棱镜的两次折射后,会发散成彩色光带,选项C正确;电磁波传递信号可以实现无线通信,也可以通过有线传输,选项D正确;在双缝干涉实验中,保持入射光频率不变,根据双缝干涉条纹间距公式x=Ld可知,增大双缝距离d,则干涉条纹间距x减小,选项E错误.2.ACE波的波长越长,越容易发生明显的衍射现象,与X射线相比,红外线的波长更长,更容易发生明显的衍射现象,A项正确;在真空中各种频率的电磁波传播速度都相同,B项错误;机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动得早一些,C项正确;机械波在给定的介质中传播时,波的传播速度不变,D项错误;同一介质对紫外线
8、的折射率比红外线的大,由v=cn,可知紫外线比红外线在水中的传播速度小,E项正确.3.ABELC回路可产生变化的电场和磁场,是电磁振荡回路,不同于机械振动,其振动周期T=2LC,由回路本身的性质决定,选项A正确;电磁波的电场强度E和磁感应强度B相互垂直,且均与波的传播方向垂直,是横波,而机械波既有横波又有纵波,选项B正确;电磁波的传播可以不需要介质,选项C错误;电磁波同机械波一样都能发生干涉和衍射现象,选项D错误;电磁波在真空中的传播速度最大,由真空进入介质中,传播速度变小,但频率不变,选项E正确.4.CD牛顿环的形成是由于凸透镜下表面的反射光和平板玻璃上表面的反射光发生干涉,A错误;由于凸透
9、镜的下表面是圆弧面,则形成的空气薄膜厚度不是均匀变化的,所以形成不等间距的干涉条纹,B错误;因为蓝光的波长小于红光的波长,所以间距会变小,C正确;某条干涉条纹某位置向外弯曲,说明光程差变短,即平板玻璃或凸透镜对应位置凸起,D正确.5.AC根据干涉知识可知,薄片的厚度越小,条纹越少,越稀疏,间距变宽,故A正确.厚度不变的情况下,单色光的波长越小,条纹越多,越密集,可知单色光b的波长小于单色光a的,根据光子动量p=h,知单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小,B错误.波长越长的光,频率越小,故ab,若单色光a照射某金属能发生光电效应,则用单色光b照射该金属时也能发生光电效应,C正确.频率小的单色
10、光,玻璃对其的折射率也小,故nanb,又光在介质中传播的速度v=cn,故都在玻璃中传播时,单色光a比单色光b的传播速度大,D错误.【难点剖析】薄片的厚度越大,光穿过楔形空气层的光程差范围就越广,符合干涉振动加强的区域就越多,条纹也越多,在玻璃板水平距离不变的情况下,条纹越多,越密集,间距越小.6.1.700(2分)6.0010-7(3分)解析:根据螺旋测微器的读数规则,可知x2=1.5 mm+0.200 mm=1.700 mm.相邻两条亮条纹的中心间隔x=(x2-x1)(4-1)=0.300 mm,由双缝干涉条纹间距公式x=Ld,可得单色光的波长=dxL=0.600.300300 mm=6.0010-4 mm=6.0010-7 m.7.(1)S经平面镜成的像S(2分)(2)暗条纹(2分)(3)6.3310-7(4分)解析:(1)根据平面镜成像原理,经镜面反射的光线可认为是从S的像S 发出的,故S 相当于双缝干涉中的另一个缝.(2)因反射光线有半波损失,故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差,故接触点P处形成暗条纹.(3)每两条相邻亮条纹中心间距x=22.789 mm = 2.53 mm,根据双缝干涉测波长的公式x=D2h得波长 = 2hxD=20.1510-32.5310-31.2 m = 6.3310-7 m.
