2022版高考物理一轮复习训练：第14章 第4讲 光的干涉、衍射和偏振　电磁波与相对论

第十四章　第4讲

知识巩固练习

1．下列关于电磁波的认识，不正确的是(　　)

A．麦克斯韦预言了电磁波的存在

B．光是一种电磁波

C．电磁波不能在真空中传播

D．赫兹用实验证明了电磁波的存在

【答案】C

2.2015年是爱因斯坦发表广义相对论100 周年．引力波是爱因斯坦在广义相对论中预言的，即任何物体加速运动时给宇宙时空带来的扰动，可以把它想象成水面上物体运动时产生的水波．引力波在空间传播的方式与电磁波类似，以光速传播，携带一定能量，并有两个独立的偏振态．引力波探测是难度极大的尖端技术之一，因为只有质量非常大的天体在加速运动时才会产生较容易探测到的引力波.2016 年2 月11 日，美国激光干涉引力波天文台宣布探测到了引力波，该引力波是由距离地球13 亿光年之外的两个黑洞合并时产生的．探测装置受引力波影响，激光干涉条纹发生相应的变化，从而间接探测到引力波．下列说法正确的是(　　)

A．引力波是横波

B．引力波是电磁波

C．只有质量非常大的天体加速运动时才能产生引力波

D．爱因斯坦由于预言了引力波的存在而获得诺贝尔物理学奖

【答案】A

3．竖直放置的肥皂膜在阳光照耀下由于前后表面反射光通过的路程不同，形成两列相干光，薄膜上会呈现出彩色条纹．若一肥皂膜由于受重力和液体表面张力的共同影响，其竖直方向的截面如图所示，则光通过该肥皂膜产生的干涉条纹与下列哪个图基本一致？(　　)

【答案】B

4．如图所示的四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(灰黑色部分表示亮纹)．则在下面四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)

A．红、蓝、紫、黄　 B．红、紫、蓝、黄　

C．紫、黄、蓝、红　  D．黄、紫、红、蓝

【答案】B

5．(2018年聊城期末)关于下列光学现象，说法正确的是(　　)

A．在水中蓝光的传播速度比红光快

B．有时照相机前放置偏振片，这是为了使更多的光线透过镜头

C．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅

D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹

【答案】D

【解析】蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v＝知水中蓝光的传播速度比红光慢，故A错误．在照相机的镜头前涂一层增透膜是为了增加光的透射强度；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片将偏振的反射光过滤以增加拍摄的清晰度，故B错误．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，故C错误．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这种现象是光的单缝衍射现象，故D正确．

综合提升练习

6．(2020届北京海淀模拟)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与AB边的夹角θ＝30°，E、F分别为AB、BC的中点，则(　　)

A．该棱镜的折射率为

B．光在F点发生全反射

C．光从空气进入棱镜，波长变小

D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

【答案】C

【解析】由几何知识得：光线在AB面上入射角为i＝60°，折射角为r＝30°，则折射率为n＝＝＝，故A错误．光线在F点的入射角与AB面上的折射角相等，根据光路可逆性原理可知光在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光束与BC的夹角为θ，所以从F点出射的光束与入射到E点的光束不平行，故B、D错误．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式v＝λf可知，波长变小，故C正确．

7．(2021届北京名校模拟)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如下图所示．在实验前已获知的数据有双缝的间距d、双缝到屏的距离L.

(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是__________．

(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅．则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的______．

(3)经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为Δx.请据此写出能够反映红光波长大小的表达式λ＝______________.

(4)该实验中L＝700 mm，已知d的数量级为10－4 m，相邻两条亮条纹间距的数量级为10－3 m．由此可推断红光的波长数量级约为________m.

A．10－3　　　 B．10－5　　　

C．10－7　　　 D．10－9

【答案】(1)单缝　(2)A　(3)d　(4)C

【解析】(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样．M处的实验器材是单缝．

(2)干涉图样应是间距相等、明暗相间的条纹．由于红光的波长大于蓝光的波长，根据Δx＝λ可知，红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，故A正确．

(3)根据Δx＝λ得，红光波长的表达式为λ＝d .

(4) λ＝d＝ m＝1.4×10－7 m，故C正确．