2021高考物理一輪復(fù)習(xí)第十四章機械振動與機械波光電磁波與相對論第4講光的波動性電磁波和相對論學(xué)案作業(yè)（含解析）新人教版

第4講　光的波動性　電磁波和相對論一、光的干涉、衍射和偏振1．光的干涉(1)定義：在兩列光波疊加的區(qū)域，某些區(qū)域相互加強，出現(xiàn)亮條紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗條紋，且加強區(qū)域和減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象．(2)條件：兩束光的頻率相同、相位差恒定．(3)雙縫干涉圖樣特點：單色光照射時，形成明暗相間的等間距的干涉條紋；白光照射時，中央為白色亮條紋，其余為彩色條紋．2．光的衍射發(fā)生明顯衍射的條件：只有當障礙物的尺寸與光的波長相差不多，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象才會明顯．3．光的偏振(1)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同．(2)偏振光：在垂直于光的傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動的光．(3)偏振光的形成①讓自然光通過偏振片形成偏振光．②讓自然光在兩種介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射，反射光和折射光可以成為部分偏振光或完全偏振光．(4)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波．自測1　(多選)下列屬于光的干涉現(xiàn)象的是(　　)答案　BC解析　圖A屬于單縫衍射，圖B屬于薄膜干涉，圖C屬于薄膜干涉，圖D屬于白光的色散，故屬于光的干涉現(xiàn)象的是B、C.二、電磁波和相對論1．電磁場、電磁波、電磁波譜(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①電磁場在空間由近及遠的傳播，形成電磁波．②電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度相同(都等于光速)．③不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小．④v＝λf，f是電磁波的頻率．(3)電磁波的發(fā)射①發(fā)射條件：開放電路和高頻振蕩信號，所以要對傳輸信號進行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻)．②調(diào)制方式a．調(diào)幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而變．b．調(diào)頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而變．(4)無線電波的接收①當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相等時，激起的振蕩電流最強，這就是電諧振現(xiàn)象．②使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧，能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路．③從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號的過程，叫做檢波．檢波是調(diào)制的逆過程，也叫做解調(diào)．(5)電磁波譜：按照電磁波的頻率或波長的大小順序把它們排列成譜叫做電磁波譜．按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線．2．相對論(1)狹義相對論的兩個基本假設(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相同的，光速和光源、觀測者間的相對運動沒有關(guān)系．(2)質(zhì)速關(guān)系①物體的質(zhì)量隨物體速度的增加而增大，物體以速度v運動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間有如下關(guān)系：m＝.②物體運動時的質(zhì)量總要大于靜止時的質(zhì)量m0.(3)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＝mc2.自測2　關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是(　　)A．電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息B．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波C．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D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同答案　B解析　電磁波和聲波都能傳遞信息，比如人們之間的語言交流，選項A錯誤；手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波，選項B正確；太陽光中的可見光屬于電磁波，而“B超”中的超聲波屬于機械波，它們的傳播速度不同，選項C錯誤；遙控器發(fā)出的紅外線波長比X射線波長大得多，選項D錯誤．自測3　關(guān)于狹義相對論的說法，不正確的是(　　)A．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的B．狹義相對論認為在一切慣性參考系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運動無關(guān)C．狹義相對論只涉及無加速運動的慣性參考系D．狹義相對論在任何情況下都適用答案　D1．雙縫干涉(1)條紋間距公式：Δx＝λ，對同一雙縫干涉裝置，光的波長越長，干涉條紋的間距越大．(2)明暗條紋的判斷方法：如圖1所示，相干光源S1、S2發(fā)出的光到屏上P′點的路程差為Δr＝r2－r1.當Δr＝kλ(k＝0,1,2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)明條紋．當Δr＝(2k＋1)(k＝0,1,2…)時，光屏上P′處出現(xiàn)暗條紋．圖12．薄膜干涉(1)形成原因：如圖2所示，豎直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．光照射到薄膜上時，在膜的前表面AA′和后表面BB′分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加．圖2(2)明暗條紋的判斷方法：兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Δr，等于薄膜厚度的2倍．在P1、P2處，Δr＝nλ(n＝1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)明條紋．在Q處，Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3…)，薄膜上出現(xiàn)暗條紋．類型1　光的雙縫干涉 例1　如圖3所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1和S2距離之差為2.1×10－6m，今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問P點是亮條紋還是暗條紋？圖3(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B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)；(3)若用A光照射時，把其中一條縫遮住，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＝＝得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根據(jù)路程差Δr＝2.1×10－6m所以N1＝＝＝3.5由此可知，從S1和S2到P點的路程差Δr是波長λ1的3.5倍，所以P點為暗條紋．(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC＝得n＝＝由此可知，B光在空氣中波長為：λ3＝nλ介＝×3.15×10－7m＝5.25×10－7m所以N2＝＝＝4由此可知，B光做光源時，P點為亮條紋．(3)光屏上仍出現(xiàn)明暗相間的條紋，但中央條紋最寬最亮，兩邊條紋變窄變暗．變式1　關(guān)于楊氏雙縫干涉實驗，下列說法正確的是(　　)A．單縫的作用是獲得頻率相同的兩相干光源B．雙縫的作用是獲得兩個振動情況相同的相干光源C．光屏上距兩縫的路程差等于半個波長的整數(shù)倍處出現(xiàn)暗條紋D．照射到單縫的單色光的頻率越高，光屏上出現(xiàn)的條紋越寬答案　B解析　單縫的作用是獲得一束細光，故A錯誤；雙縫的作用是獲得兩個振動情況相同的相干光源，B正確；光屏上出現(xiàn)暗條紋處距兩縫的路程差等于半個波長的奇數(shù)倍，故C錯誤；單色光的頻率越高，波長越短，根據(jù)Δx＝λ，可知相鄰條紋的間距越小，條紋越窄，故D錯誤．類型2　光的薄膜干涉 例2　劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖4甲所示，將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夾入兩張紙片，從而在兩玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜．當光垂直入射后，從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示，干涉條紋有如下特點：圖4(1)任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等；(2)任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定．現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片，則當光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后，從上往下觀察到的干涉條紋(　　)A．變疏B．變密C．不變D．消失答案　A解析　如圖所示，若抽去一張紙片，則三角截面空氣層的傾角變小，則干涉條紋變疏，A正確．變式2　一個半徑較大的透明玻璃球體，截取其下面的一部分，然后將這一部分放到標準的水平面上，現(xiàn)讓單色光豎直射向截面，如圖5所示，在反射光中看到的是(　　)圖5A．平行的明暗相間的直干涉條紋B．環(huán)形的明暗相間的干涉條紋C．只能看到同顏色的平行反射光D．一片黑暗答案　B拓展點　實驗：用雙縫干涉測光的波長 1．實驗原理如圖6所示，光源發(fā)出的光，經(jīng)過濾光片后變成單色光，再經(jīng)過單縫S時發(fā)生衍射，這時單縫S相當于一個單色光源，衍射光波同時到達雙縫S1和S2之后，S1、S2雙縫相當于兩個步調(diào)完全一致的單色相干光源，相鄰兩條亮(暗)條紋間的距離Δx與入射光波長λ，雙縫S1、S2間距離d及雙縫與屏的距離l有關(guān)，其關(guān)系式為：Δx＝λ，因此，只要測出Δx、d、l即可測出波長λ.圖6兩條相鄰亮(暗)條紋間的距離Δx用測量頭測出．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，如圖7所示．圖72．實驗步驟(1)觀察雙縫干涉圖樣①將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖8所示．圖8②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)出的光能沿遮光筒軸線到達光屏．④安裝單縫和雙縫，盡量使縫的中點位于遮光筒的軸線上，使單縫與雙縫平行，二者間距約為5～10cm.⑤在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋．(2)測定單色光的波長①安裝測量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋．②使分劃板中心刻線對齊某條亮條紋的中央，如圖9所示，記下此時手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第1條亮條紋；轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線移動至另一亮條紋的中央，記下此時手輪上的讀數(shù)，將該條紋記為第n條亮條紋，測出n條亮條紋間的距離a，則相鄰兩亮條紋間距Δx＝.圖9③用刻度尺測量雙縫到光屏間距離l(d是已知的)．④重復(fù)測量、計算，求出波長的平均值．3．數(shù)據(jù)處理(1)條紋間距的計算：轉(zhuǎn)動測量頭的手輪，分劃板中心刻線在第1條亮條紋中央時讀數(shù)為a1，在第n條亮條紋中央時讀數(shù)為an，則Δx＝.(2)根據(jù)條紋間距與波長的關(guān)系Δx＝λ得λ＝Δx，其中d為雙縫間距，l為雙縫到光屏的距離．(3)測量時需測量多組數(shù)據(jù)，求λ的平均值．4．注意事項(1)調(diào)節(jié)雙縫干涉儀時，要注意調(diào)整光源的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮．(2)放置單縫和雙縫時，縫要相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上．(3)調(diào)節(jié)測量頭時，應(yīng)使分劃板中心刻線和亮條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線和另一亮條紋的中心對齊，記下此時手輪上的讀數(shù)，兩次讀數(shù)之差就表示這兩條亮條紋間的距離．(4)不要直接測Δx，要測多條亮條紋的間距再計算得到Δx，這樣可以減小誤差．(5)白光的干涉觀察到的是彩色條紋，其中白色在中央，紅色在最外層．例3　(2019·全國卷Ⅱ·34(2))某同學(xué)利用圖10所示裝置測量某種單色光的波長．實驗時，接通電源使光源正常發(fā)光；調(diào)整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋．回答下列問題：圖10(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，該同學(xué)可________；A．將單縫向雙縫靠近B．將屏向靠近雙縫的方向移動C．將屏向遠離雙縫的方向移動D．使用間距更小的雙縫(2)若雙縫的間距為d，屏與雙縫間的距離為l，測得第1條暗條紋到第n條暗條紋之間的距離為Δx，則單色光的波長λ＝________；(3)某次測量時，選用的雙縫的間距為0.300mm，測得屏與雙縫間的距離為1.20m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm.則所測單色光的波長為________nm(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)．答案　(1)B　(2)　(3)630解析　(1)若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數(shù)，需要減小條紋間距，由公式Δx＝λ可知，需要減小雙縫到屏的距離l或增大雙縫間的距離d，故B項正確，A、C、D項錯誤．(2)由題意可知，＝λ?λ＝.(3)將已知條件代入公式解得λ＝630nm.變式3　(多選)(2017·全國卷Ⅱ·34(1))在雙縫干涉實驗中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣．若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是(　　)A．改用紅色激光B．改用藍色激光C．減小雙縫間距D．將屏幕向遠離雙縫的位置移動E．將光源向遠離雙縫的位置移動答案　ACD解析　根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，要使Δx增大，可以增大波長或增大雙縫到屏的距離或縮小雙縫間的距離，所以選項A、C、D正確，B、E錯誤．變式4　用某種單色光做雙縫干涉實驗時，已知雙縫間的距離d的大小恰好是圖11丁中游標卡尺的讀數(shù)；雙縫到毛玻璃屏間的距離的大小是圖丙中的毫米刻度尺的讀數(shù)；實驗時先移動測量頭(如圖甲所示)上的手輪，把分劃板中心刻線對準靠近最左邊的一條亮條紋中心(如圖乙所示)，并記下手輪上的讀數(shù)x1(如圖戊所示)，然后轉(zhuǎn)動手輪，把分劃板中心刻線向右移動，直到對準第7條亮條紋中心并記下手輪上的讀數(shù)x2(如圖己所示)，由以上測量數(shù)據(jù)求該單色光的波長．(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖11答案　8.0×10－7m解析　根據(jù)條紋間距公式Δx＝λ可知，波長λ＝Δx，由題圖丁可直接讀出d＝0.25mm＝0.00025m，雙縫到屏的距離由題圖丙讀出l＝74.90cm＝0.7490m．由題圖乙、戊、己可知，兩條相鄰亮條紋間的距離Δx＝mm＝2.400mm＝0.002400m.將以上數(shù)據(jù)代入得λ＝＝m≈8.0×10－7m.1．對光的衍射的理解(1)波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯．在任何情況下都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是明顯與不明顯的差別．(2)衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特殊情況，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看做是沿直線傳播的．2．單縫衍射與雙縫干涉的比較  單縫衍射雙縫干涉不同點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 3.光的干涉和衍射的本質(zhì)光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質(zhì)上看，干涉條紋和衍射條紋的形成有相似的原理，都可認為是從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，在屏上疊加形成的．4．光的偏振(1)自然光與偏振光的比較 類別自然光(非偏振光)偏振光光的來源從普通光源發(fā)出的光自然光通過起偏器后的光光的振動方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿任意方向振動，且沿各個方向振動的光的強度相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光沿特定方向振動 (2)偏振光的應(yīng)用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩光等．例4　如圖12所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)．在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(　　)圖12A．紅黃藍紫 B．紅紫藍黃C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫答案　B解析　雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋．相鄰亮條紋間距Δx＝λ，紅光波長比藍光波長長，則紅光干涉條紋間距大于藍光干涉條紋間距，即1、3分別對應(yīng)于紅光和藍光．而在單縫衍射中，當單縫寬度一定時，波長越長，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，黃光波長比紫光波長長，即2、4分別對應(yīng)于紫光和黃光．綜上所述，1、2、3、4四個圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍、黃，B正確．例5　奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量．偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了．如圖13所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間．圖13(1)偏振片A的作用是_________________________________．(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種________．(3)以下說法中正確的是________．A．到達O處光的強度會明顯減弱B．到達O處光的強度不會明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最強，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最強，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α答案　(1)把自然光變成偏振光　(2)橫波　(3)ACD變式5　(多選)(2020·湖北恩施州教學(xué)質(zhì)量檢測)下列說法正確的是(　　)A．全息照相主要是利用了光的干涉B．單反相機的增透膜利用了光的偏振C．用標準平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用了光的干涉D．障礙物的尺寸比光的波長大得多時，一定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象E．人們瞇起眼睛看燈絲時看到的彩色條紋是光的單縫衍射圖樣答案　ACE變式6　(多選)(2019·四川南充市第二次適應(yīng)性考試)由a、b兩種單色光構(gòu)成的復(fù)色光束從水中斜射入空氣中的光路圖如圖14所示，關(guān)于a、b兩種單色光，下列說法正確的是(　　)圖14A．a光的頻率小于b光的頻率B．從同種介質(zhì)中斜射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角小于b光的臨界角C．在同種介質(zhì)中傳播，a光傳播速度大于b光傳播速度D．相同條件的雙縫干涉實驗中，a光的相鄰明條紋間距比b光的相鄰明條紋間距小E．通過同一狹縫，a光的衍射現(xiàn)象比b光的衍射現(xiàn)象更明顯答案　ACE解析　由題圖可知b光的折射程度較大，可知b光的折射率較大，則b光的頻率大于a光的頻率，選項A正確；根據(jù)sinC＝可知，從同種介質(zhì)中斜射入空氣發(fā)生全反射時，b光的臨界角小于a光的臨界角，選項B錯誤；根據(jù)n＝可知，在同種介質(zhì)中傳播，a光傳播速度大于b光傳播速度，選項C正確；b光波長較短，根據(jù)Δx＝λ可知，相同條件的雙縫干涉實驗中，b光的相鄰明條紋間距比a光的相鄰明條紋間距小，選項D錯誤；b光波長較小，則通過同一狹縫，a光的衍射現(xiàn)象比b光的衍射現(xiàn)象更明顯，選項E正確.1．對麥克斯韋電磁場理論的理解2.對電磁波的理解(1)電磁波是橫波．電磁波的電場、磁場、傳播方向三者兩兩垂直，如圖15所示．圖15(2)電磁波與機械波的比較　　名稱項目　　電磁波機械波產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生波的特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速c＝3×108m/s在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s)是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能 類型1　對電磁波的理解 例6　(多選)(2016·全國卷Ⅱ·34(1))關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(　　)A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應(yīng)強度均垂直D．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸E．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失答案　ABC解析　電磁波在真空中傳播速度等于光速，與頻率無關(guān)，A正確；電磁波是周期性變化的電場和磁場互相激發(fā)得到的，B正確；電磁波傳播方向與電場方向、磁場方向均垂直，C正確；光是一種電磁波，光可在光導(dǎo)纖維中傳播，D錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波仍會在介質(zhì)或真空中繼續(xù)傳播，E錯誤．變式7　(多選)電磁波與聲波比較，下列說法中正確的是(　　)A．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B．由空氣進入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大C．由空氣進入水中時，電磁波波長變小，聲波波長變大D．電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度都是由介質(zhì)決定的，與頻率無關(guān)E．電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，聲波不能答案　ABC解析　電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，在同一種介質(zhì)中，頻率越大，波速越小，聲波的傳播速度是由介質(zhì)決定的，電磁波和聲波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，所以D、E錯誤．類型2　對狹義相對論的理解和應(yīng)用 例7　如圖16所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為v(v接近光速c)．地面上的人測得它們相距為L，則飛船A上的人測得兩飛船間的距離________(選填“大于”“等于”或“小于”)L.當B向A發(fā)出一光信號，飛船A上的人測得該信號的速度為________．圖16答案　大于　c(或光速)　解析　狹義相對論的兩個基本原理之一就是光速不變原理，因此飛船A上的人測得信號的速度仍等于c(或光速)，以地面為參考系，在運動方向有尺縮效應(yīng)現(xiàn)象，而B相對A是靜止的，沒有尺縮效應(yīng)現(xiàn)象，則飛船A上的人測得兩飛船距離應(yīng)大于L.變式8　(多選)(2019·吉林長春市質(zhì)量監(jiān)測)以下說法中正確的是(　　)A．在同一種玻璃中，頻率越大的光速度越小B．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振C．麥克斯韋利用實驗證實了電磁波的存在D．交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)E．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的答案　ADE解析　頻率越大折射率越大，在同種介質(zhì)中的光速度越小，故A對；用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，故B錯；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲利用實驗證實了電磁波的存在，故C錯；交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)，故D對；根據(jù)狹義相對論原理，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故E對． 
1．關(guān)于電磁波的說法中正確的是(　　)A．只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波B．電磁波會發(fā)生偏振現(xiàn)象，是縱波C．電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D．紫外線的頻率比紅外線的頻率小答案　C2．(2020·四川成都市調(diào)研)小朋友吹出的肥皂泡、熱菜湯表面的油花、馬路上積水表面的油膜，都有彩色花紋．這是下列哪種原因形成的(　　)A．光的色散 B．光的干涉C．光的直線傳播 D．光的衍射答案　B3．下列說法正確的是(　　)A．雨后天空中的彩虹是由光的干涉產(chǎn)生的B．紫外線可殺菌消毒是因為它有較強的熱效應(yīng)C．紅光和黃光分別通過同一雙縫干涉裝置，紅光形成的相鄰亮條紋間距大D．觀察者相對于頻率一定的聲源運動時，接收到聲波的頻率與波源頻率相同答案　C4．(多選)(2019·安徽皖江名校聯(lián)盟摸底大聯(lián)考)下列說法正確的是(　　)A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度B．用透明的標準平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象C．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是光的色散現(xiàn)象D．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，全息照相的拍攝利用了激光的相干性E．光纖通信和醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理答案　CDE5．(多選)(2019·廣東深圳市第二次調(diào)研)下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是(　　)A．光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，若入射角大于臨界角，則一定發(fā)生全反射B．做雙縫干涉實驗時，用紅光替代紫光，相鄰明條紋間距變大C．在白光下觀察肥皂泡，其表面的相鄰各條紋是等間距的D．光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波E．在同一種物質(zhì)中，波長越短的光傳播速度越小答案　BDE6．(多選)(2019·貴州畢節(jié)市適應(yīng)性監(jiān)測(三))下列說法正確的是(　　)A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)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失C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深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E．在空氣中傳播的聲波是橫波答案　ACD解析　電磁波在真空中傳播的速度是光速，和頻率無關(guān)，A正確；電磁波可由電磁振蕩產(chǎn)生，當波源停止振動，已經(jīng)產(chǎn)生的電磁波會繼續(xù)向前傳播，不會消失，B錯誤；光由水中射入空氣中進入人的眼睛，折射角比入射角大，人眼看見的是折射光線的反向延長線會聚形成的虛像，比魚的實際深度淺，因此魚的實際深度更深，C正確；由干涉條紋的間距公式Δx＝λ可知波長越長，產(chǎn)生的條紋間距越寬，紅光的波長大于藍光的波長，因此紅光的條紋寬度更寬，D正確；在空氣中傳播的聲波是縱波，E錯誤．7．(多選)(2019·安徽淮南市第二次模擬)下列關(guān)于波的敘述，說法正確的是(　　)A．機械波在介質(zhì)中傳播的速度隨波的頻率升高而增大B．頻率小于20Hz的聲波稱為次聲波C．聲波是機械波，而超聲波是電磁波D．光波是電磁波，在介質(zhì)中傳播速度小于真空中傳播速度E．光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波答案　BDE解析　機械波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)，選項A錯誤；頻率小于20Hz的聲波稱為次聲波，選項B正確；聲波是機械波，超聲波也是機械波，選項C錯誤；光波是電磁波，在介質(zhì)中傳播速度小于真空中傳播速度，選項D正確；光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波，縱波不能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象，選項E正確．8．(多選)(2019·山西五地聯(lián)考上學(xué)期期末)下列說法正確的是(　　)A．機械波和電磁波都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象B．海嘯發(fā)生后尚未到達海岸邊，沿海漁民沒有反應(yīng)，但狗顯得煩躁不安，這是因為次聲波傳播速度比超聲波大C．一質(zhì)點做簡諧運動，質(zhì)點每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同D．光學(xué)鏡頭上的增透膜利用了光的干涉現(xiàn)象E．在不同的慣性參考系中，光在真空中的速度都是不相同的答案　ACD解析　所有的波都具有的特性是：能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，故A正確；海嘯發(fā)生時，發(fā)出很強的次聲波，狗能接收到次聲波，但人無法接收到次聲波，故B錯誤；做簡諧運動的質(zhì)點每次通過同一位置時，位移一定，速度有兩種可能的方向，速度不一定相同，加速度一定相同，故C正確；光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，故D正確；根據(jù)光速不變原理，在不同的慣性參考系中，光在真空中的速度都是相同的，故E錯誤．