2010-2019年高考物理真题分专题训练 专题17 光学 电磁波 相对论（教师版含解析）.doc

十年高考真题分类汇编(2010－2019) 物理 专题 17光学 电磁波 相对论 选择题： 1.(2019•北京卷•T2)利用图1所示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样。下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A. 甲对应单缝，乙对应双缝 B. 甲对应双缝，乙对应单缝 C. 都是单缝，甲对应的缝宽较大 D. 都是双缝，甲对应的双缝间距较大 【答案】A 【解析】 根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断。 单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确。 2.(2018·江苏卷·T16)两束单色光A、B的波长分别为、，且>，则______(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大. 【答案】A A 【解析】波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角，可知波长越大临界角越大，所以A光的临界角大；双缝干涉条纹的间距，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大。 3.(2016·上海卷)一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时 A.速度相同，波长相同 B.速度不同，波长相同 C.速度相同，频率相同 D.速度不同，频率相同 【答案】D 【解析】不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小。故选项D正确。 【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系 【方法技巧】本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式公式分析光进入不同介质中的传播速度。 4.(2016·四川卷·T5)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sin i-sin r图像如图乙所示。则 A.光由A经O到B，n=1.5 B.光由B经O到A，n=1.5 C.光由A经O到B，n=0.67 D.光由B经O到A，n=0.67 【答案】B 试题分析：由图线可知，可得n=1.5；因i是入射角，r是折射角，折射角大于入射角，故光由B经O到A，故选B. 考点：光的折射定律 5.(2011·安徽卷)实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长的变化符合科西经验公式：，其中A、B、C是正的常量。太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示。则 A.屏上c处是紫光 B.屏上d处是红光 C.屏上b处是紫光 D.屏上a处是红光 【答案】D 【解析】白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下(a、b、c、d)依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小.故屏上a处为红光，屏上d处是紫光，D正确. 【考点定位】光的折射，光的色散 6.(2011·福建卷)如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 A.减弱，紫光 B.减弱，红光 C.增强，紫光 D.增强，,红光 【答案】C 【解析】光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失，C正确 【考点定位】光的折射，全反射 7.(2011·全国卷·T16)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是 A.紫光、黄光、蓝光和红光 B.紫光、蓝光、黄光和红光 C.红光、蓝光、黄光和紫光 D.红光、黄光、蓝光和紫光 【答案】B 【解析】由题图可得：太阳光通过水滴折射后，偏折程度从小到大的排序为d、c、b、a，则介质对色光的折射率为：nd<nc<nb<na，色光的频率关系为：fd<fc<fb<fa，按题意，a、b、c、d代表色光可能为紫光、蓝光、黄光和红光，故B正确。 【考点定位】光的折射 8.(2013·福建卷)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( ) 【答案】B 【解析】当光由空气斜射向三棱镜时，将发生光的折射现象，且入射角大于折射角，故选项C、D错误；由于玻璃对紫光的折射率比对红光的折射率大，因此进入玻璃时紫光的折射角比红光的折射角小，故选项A错误；选项B正确。 【考点定位】本题主要考查光的折射，属于容易题。 9.(2013·北京卷·T14)如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是 A.玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B.a光的频率大于b光的频率 C.在真空中a光的波长大于b光的波长 D.a光光子能量小于b光光子能量 【答案】B 【解析】由题图可知a光在玻璃砖中的偏折程度较大，故玻璃砖对a光的折射率大，可假设a光是紫光，b光是红光，结合所学易知选项A、C错误，B正确；由可知a光光子能量大于b光光子能量，D错误。本题选B。 【考点定位】本题考查了不同频率光在介质中的折射率、波长等光学知识 10.(2015·四川卷·T3)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比 A.玻璃对a光的折射率较大 B.玻璃对a光的临界角较小 C.b光在玻璃中的传播速度较小 D.b光在玻璃中的传播时间较短 【答案】C 【解析】由于a、b光平行且关于过球心O的直线P1P2对称，因此它们的入射角i相等，根据图中几何关系可知，b光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即b光的折射角γ较小，很据折射定律有：，所以玻璃对b光的折射率较大，故选项A错误； 根据临界角公式有：，所以玻璃对a光的临界角较大，故选项B错误； 根据折射率的定义式有：，所以b光在玻璃中的传播速度v较小，故选项C正确； 根据图中几何关系可知，a、b光进入玻璃球后，b光的光程d较大，根据匀速直线运动规律有：，所以b光在玻璃中的传播时间较长，故选项D错误。 【考点定位】对折射率、临界角、光的折射定律的理解与应用。 11.(2013·浙江卷)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的。小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是( ) A.地球上有人用红色激光照射月球[ B.太阳照射到地球的红光反射到月球 C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球 D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹 【答案】C 【解析】当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食.看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球.故C正确，A、B、D错误.故选C 【考点定位】光的折射定律。 12.(2014·福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是 【答案】A 【解析】光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光梳，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确。 【考点定位】本题考查光的折射、全反射 13.(2014·四川卷·T3)如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则 A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B.小球所发的光能从水面任何区域射出 C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】D 【解析】只要发光小球在缸底的光线能从侧面折射出光线，就可以从侧面看到发光小球，故A选项错误； 发光小球由水中射向水面的光线，存在一个全反射临界角，当入射角大于全反射临界角时，不能从水面射出，故B选项错误； 折射光不改变光的频率，故c选项错误； 由，得，而n>1，故c>v，所以D选项正确。 【考点定位】光的折射 全反射 光的频率 14.(2014·重庆卷)打磨某剖面如图1所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ过后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是 A.若，光线一定在OP边发生全反射 B.若，光线会从OQ边射出 C.若，光线会从OP边射出 D.若，光线会在OP边发生全反射 【答案】D 【解析】由全反射的临界角满足，则入射角满足发生全反射；作出光路可知当时，根据几何关系，可知光线在PO边上的入射角较小，光线将从PO射出，AB项错误；同理当时，光线在PO边上的入射角较大，大于临界角，光线将在PO射边上发生全反射，D项正确。 【考点定位】本题考查了光的折射和全反射. 15.(2014·北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sini/sinr=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率n=1，[正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是 【答案】B 【解析】根据题目所给负折射率的意义，折射角和入射角应该在法线的一侧，A、D错误；该材料的折射率等于1，说明折射角和入射角相等，B正确，C错误。 【考点定位】考查了折射率的意义 16.(2015·重庆卷·T11(1))虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为 A.紫、红、红、紫 B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红 D.紫、红、紫、红 【答案】A 【解析】白光中的可见光部分从红到紫排列，对同一介质的折射率，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M点和Q点，而红光到达N点和P点，故选A。 【考点定位】光的折射和全反射、光路、折射率。 17.(2015·福建卷·T13)如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则 ( ) A.λa<λb，na >nb B.λa>λb，na <nb C.λa<λb，na <nb D.λa>λb，na >nb 【答案】B 【解析】由图知，三棱镜对b光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，所以na <nb，故b光的频率大于a光的频率，在根据，所以b光的波长小于a光的波长，即λa>λb，所以B正确，ACD错误。 【考点定位】光的折射、折射率 18.(2015·天津卷·T2)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子。涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，则两光 A.在同种玻璃种传播，a光的传播速度一定大于b光 B.以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 C.分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光一定也能 D.以相同的入射角从水中射入空气，在空气张只能看到一种光时，一定是a光 【答案】C 【解析】由图可知，光线a的折射率大于b根据可以确定a光在同种玻璃中速度小于光速故A错误，以相同的入射角度射入平行玻璃砖折射率越大侧移量越大。故B错误，根据光的频率越大光子能量越大就越容易发生光电效应C正确。根据折射率越大，越容易发生全反射，在水外越不容易看到，D错误。 【考点定位】光的反射、折射、全反射及光电效应。 19.(2011·浙江卷)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。下图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为(式中是入射角，是折射角，、为别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同，已知入射点与出射点之间的距离是d，入射角为，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】已知入射角为，设折射角为，根据题意有、，而，解得。 【考点定位】光的折射 20.(2011·重庆卷)在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：①c光的频率最大；②a光的传播速度最小；③b光的折射率最大；④a光的波长比b光的短。根据老师的假定，以上回答正确的是 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 【答案】C 【解析】根据视深公式说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以b的折射率最小，频率最小，波长最大，传播速度最大，③错误，④正确； 照亮水面的圆面积的半径R与临界角C满足，又，c照亮水面的面积比a的大，则c的临界角大，水对c的折射率小，所以a的折射率最大，a的频率最大，a的传播速度最小，①错误，②正确.所以正确的说法是②和④； 【考点定位】光的折射，光的全反射 21.(2012北京卷·T14)一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的 A.速度变慢，波长变短 B.速度不变，波长变短 C.频率增高，波长变长 D.频率不变，波长变长 【答案】A 【解析】一束单色光经由空气射入玻璃，是由光疏介质进入光密介质，由可知，光的传播速度变慢，一单色光在不同的介质中传播时频率不变，由v＝λf可知，波长变短，综上所述可知选项A正确，选项BCD错误。 【考点定位】本题考查了光的折射和波长、频率和波速的关系 22.(2015·安徽卷·T18)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由几何关系，得入射角等于，折射角等于，所以折射率为，故选A。 【考点定位】考查折射率知识。 23.(2012·四川卷·T18)a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光束如图所示。用a、b两束光 A.先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波 B.先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子 C.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光不能进入空气，则a光也不能进入空气 D.从同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大 【答案】C 【解析】确定光是横波应该用光的偏振实验，故A错；由题图可知a光的折射率大于b光的折射率，可知a光的频率大于b光的频率，根据光电效应规律，B光照射时一定不能逸出光子，B错；因为sinC=1/n，所以a光发生全反射的临界角较大，故C正确；由光的反射定律可知，二者反射角应该相同，故D错。 【考点定位】本题考查光的折射、反射、光电效应等相关知识 24.(2017·北京卷)如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是 A.红光 B.黄光 C.绿光 D.紫光 【答案】D 【解析】根据题意作出完整光路图，如图所示，a光进入玻璃砖时光线偏折角较大，根据光的折射定律可知玻璃砖对a光的折射率较大，因此a光的频率应高于b光，故选D。 【考点定位】光的折射 【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大，棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。 25.(2017·天津卷)明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是 A.若增大入射角i，则b光先消失 B.在该三棱镜中a光波长小于b光 C.a光能发生偏振现象，b光不能发生 D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低 【答案】D 【解析】设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有：，根据折射定律：，增大入射角i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b光发生全反射，故A错误；由光路图可知， a光的折射率小于b光的折射率()，则a光的波长大于b光的波长()，故B错误；根据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能，再根据动能定理：，即遏止电压，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，，则a光的频率小于b光的频率()，a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D正确；光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C错误。 【考点定位】光的折射，全反射，几何光学 26.(2012·天津卷)半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光 A.在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大 B.以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大 C.若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能 D.分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大 【答案】ACD 【解析】由图可知a光未发生全反射，b光已发生全反射，b光的临界角小，由sinC = ，b光的折射率大，根据n = ，可知在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，A正确。由n =，可知以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角小，B错误。b光的折射率n大，频率高，a光照射某金属表面能发生光电效应，则b光也一定能，C正确。根据可知，a光的频率低，波长长，亮条纹间距大，D正确。 【考点定位】本题考查光的反射、折射、全反射及其相关知识 27.(2013·天津卷·T8)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO’为直径MN的垂线，足够大的光屛PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO’夹角θ较小时，光屛NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ=α时，光屛NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当θ=β时，光屛NQ区域B光的光斑消失，则 A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C.α＜θ＜β时，光屛上只有1个光斑 D.β＜θ＜时，光屛上只有1个光斑 【答案】AD 【解析】设θ较小时，A、B两种单色光折射率分别为nA和nB，因θ角逐渐增大时，A光的光斑先消失，则表明A光在MN界面发生了全反射，也知A光的临界角小于B光的临界角，由可知，nA>nB，故选项A正确； 由得vA>vB，故选项B错误； 当α<θ<β时，A光发生全反射，B光既有反射也有折射，折射光在NQ区域形成一个光斑。由反射定律知，反射角等于入射角，所以A、B两光的反射光为同一束光，所以在光屏PN区域形成第二个光斑，所以选项C错误； 当θ>β时，A、B两种单色光在NQ区域的光斑都消失了，说明两种单色光在MN界面均发生了全反射，所以A光与B光的反射光为一束光，在NP区域形成一个光斑，所以选项D正确。 【考点定位】反射定律和折射定律、全反射。 28.(2018·北京卷·T3)用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 【答案】D 【解析】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，ABC错误。 点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。 29.(2018·江苏卷)两束单色光A、B的波长分别为、，且>，则______(选填“A”或“B”)在水中发生全反射时的临界角较大.用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______(选填“A”或“B”)产生的条纹间距较大. 【答案】A A 【解析】波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角，可知波长越大临界角越大，所以A光的临界角大；双缝干涉条纹的间距，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大。 30.(2016·上海卷)各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是 A.γ射线、紫外线、可见光、红外线 B.γ射线、红外线、紫外线、可见光 C.紫外线、可见光、红外线、γ射线 D.红外线、可见光、紫外线、γ射线 【答案】A 【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确。 【考点定位】电磁波谱 【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案。 31.(2016·北京卷·T14)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 电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气，液体，和固定中传播，C错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误 【考点定位】考查了机械波和电磁波 32.(2016·上海卷)在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 A.中间条纹间距较两侧更宽 B.不同色光形成的条纹完全重合 C.双缝间距离越大条纹间距离也越大 D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 【答案】D 【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式可知，双缝间距d越大，干涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确。 【考点定位】双缝干涉、 、单缝衍射 【方法技巧】通过双缝干涉条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断，再应用公式分析条纹间距。 33.(2016·江苏卷·T12B.(1))一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，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30m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.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】根据狭义相对论理论，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m，飞船上的人测量飞船的长度等于30cm，所以A错误；B正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c，故C、D错误。 【考点定位】狭义相对论 【方法技巧】对动尺缩短的理解，沿相对运动方向长度缩短以及光速不变原理。 34.(2011·北京卷)如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以 A.增大与的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离 C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光 【答案】C 【解析】在波的干涉中，干涉条纹的间距，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故要增大间距应减小d，增大双缝屏到光屏的距离或增大光的波长，故只有C正确； 【考点定位】双缝干涉 35.(2014·江苏卷·T12B.(1))某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B-1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B-1(乙)图所示。他改变的实验条件可能是 A.减小光源到单缝的距离 B.减小双缝之间的距离 C.减小双缝到光屏之间的距离 D.换用频率更高的单色光源 【答案】B 【解析】由条纹间距可知减小光源到单缝间距离，对条纹间距没有影响，A项错误； 减小双缝间距d,可以增大条纹间距，B项正确； 减小双缝到屏的距离L，条纹间距会减小，C项错误； 换用更高频率的光，波长会减小，条纹间距减小，D项错误。 【考点定位】本题主要考查了对双缝干涉实验的理解问题，属于中档偏低题。 36.(2014·全国大纲卷)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为( ) A.2.06×10－7m B.2.06×10－4m C.1.68×10－4m D.1.68×10－3m 【答案】C 【解析】根据双缝干涉实验中相邻两明纹中心间距公式有：Δx=，解得：d==×589×10－9m=1.68×10－4m，故选项C正确。 【考点定位】本题主要考查了对双缝干涉实验中相邻两明纹中心间距公式的理解与应用问题，属于中档题。 37.(2013·上海卷)白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的，其原因是不同色光的 A.传播速度不同 B.强度不同 C.振动方向不同 D.频率不同 【答案】D 【解析】双缝干涉的条纹间距，为双缝到屏的距离，为入射光的波长，是双缝的间距。白光通过双缝后对7种单色光来讲，只有有是不同的，所以条纹间距不同，导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹，各种色光传播的速度都一样m/s，，波长不同即频率不同， D正确. 【考点定位】双缝干涉的条纹间距 38.(2012·上海卷·T2)下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则( ) A.甲为紫光的干涉图样 B.乙为紫光的干涉图样 C.丙为红光的干涉图样 D.丁为红光的干涉图样 【答案】B 【解析】当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图案是中间宽两边窄的衍射图样，因此甲、乙为干涉图案；而丙、丁为衍射图案。并且红光的波长较长，干涉图样中，相邻条纹间距较大，而紫光的波长较短，干涉图样中相邻条纹间距较小，因此B选项正确。 【考点定位】本题考查光的双缝干涉和单缝衍射图样的相关知识 39.(2017·北京卷)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。 如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 A.天线发出的两种无线电波必须一样强 B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 【答案】C 【解析】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处干涉均加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。由题意，天线发出的两种无线电波不必一样强，A错误；导航利用了两种波长的无线电波各自的稳定干涉，B错误；若两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合，则接收到λ1和λ2的信号都保持最强的位置，不一定在跑道上，D错误；故选C。 【考点定位】波的干涉 【名师点睛】波长相等的两列波可以产生稳定的干涉，类似双缝干涉实验，在两波源连线的中垂线上干涉始终加强(波程差为零)。 40.(2012·大纲全国卷·T16)在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有 A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离 【答案】AC 【解析】光的干涉现象中，条件间距公式，即干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比。红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，选项C正确；增大双缝之间的距离，选项D错。 【考点定位】本题考查双缝干涉实验 41.(2011·天津卷)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若，则下列说法正确的是 A.甲光能发生偏振现象，则乙光不能 B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D.在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 【答案】BD 【解析】偏振现象是横波特有的现象，甲乙都可以有偏振现象发生，A错；由，可知甲光的波长大于乙光，B正确；光子能量取决于光子的频率，而光子频率与波长成反比，C错；波速与波长之间同步变化，D正确。 【考点定位】光的偏振，波长、波速以及频率的关系 42.(2011·浙江卷)关于波动，下列说法正确的是 A.各种波均会发生偏振现象 B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹 C.声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度 D.已知地震波得纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警 【答案】BD 【解析】只有横波才能发生偏振现象，故A错误；用白光做单缝衍射与双缝衍射，都可以观察到彩色条纹，故B正确；声波在传播过程中，介质中质点的速度并不等于声波的传播速度，故C错误；已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警，故D正确。 【考点定位】光的偏振，光的衍射与干涉，声波的传播，横波与纵波 43.(2014·浙江卷·T18)关于下列光学现象，说法正确的是 A.水中蓝光的传播速度比红光快 B.光从空气向射入玻璃时可能发生全反射 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深 D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 【答案】CD 【解析】蓝光的频率大于红光的频率，故水对蓝光的折射率较大，再根据可得水中蓝光的传播速度比红光慢，所以A错误； 光从空气射入玻璃时，是从光疏进入光密介质不可能发生全反射，所以B错误； 根据光的折射定律可知，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，所以C正确； 根据知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，故D正确。 【考点定位】光的折射率、反射、全反射、双缝干涉 44.(2015·全国新课标Ⅱ卷·T34(1))如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则 A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B.在真空中，a光的波长小于b光的波长 C.玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率 D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失 E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 【答案】ABD 【解析】由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率,在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确；a光的波长小于b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E错误。 【考点定位】光的折射；光的干涉；波长、频率和波速 45.(2016·全国新课标Ⅱ卷)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即为真空中的光速，与频率无关，选项A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，选项B正确。电磁波是横波，其传播方向与电场强度、磁感应强度两两垂直，选项C正确。电磁波可以通过全反射在光缆中传播，选项D错误。波源停止振动，波会继续传播，直到能量为零，选项E错误。故选ABC。 【考点定位】电磁波的产生和传播 46.(2017·江苏卷)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有___________. (A)飞船上的人观测到飞船上的钟较快 (B)飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 (C)地球上的人观测到地球上的钟较快 (D)地球上的人观测到地球上的钟较慢 【答案】AC 【解析】飞船相对地球高速运动，所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢，而地球相对飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C正确；B、D错误. 【考点定位】狭义相对论 【名师点睛】本题主要考查狭义相对论时间间隔的相对性，注意运动的相对的，飞船相对地球高速运动，地球也相对飞船高速运动. 47.(2017·新课标Ⅱ卷·T34(1))(5分)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________(选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)。 A.改用红色激光