［課時跟蹤檢測］

1.（多選）關于光的現象，下列說法準確的是（）

B.發生全反射時，反射光的能量幾乎等于入射光的能量

C.光導纖維傳輸信號和全息照相利用的都是光的全反射現象

D.刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的干涉現象

E.在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱反射光，就能夠比較清楚地拍攝玻璃櫥窗內的物品

解析：選ABE根據光從空氣射入普通玻璃中，折射率〃>1,則傳播速度減小，

選項A準確；發生全反射時，折射光線完全消失，反射光的能量幾乎等于入射光的能量，選

項B準確；全息照相利用了激光相干性好的特性，使用光的干涉現象，選項C錯誤；刮胡

須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現象，選項D錯誤；因為反射光是偏振光，在拍攝

玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃的反射光，選項E準確。

2.（多選）彩虹是由陽光進入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面

反射，最后離開水滴時再折射一次形成。彩虹形成的示意圖如圖所示，一

束白光L由左側射入水滴，〃、b是白光射入水滴后經過一次反射和兩次

折射后的兩條出射光線3、》是單色光）。下列關于a光與b光的說法準確

的是（）

A.水滴對〃光的折射率大于對力光的折射率

B.a光在水滴中的傳播速度小于力光在水滴中的傳播速度

C.用同一臺雙縫干涉儀做光的雙縫干涉實驗，〃光相鄰的亮條紋間距大于〃光的相鄰

亮條紋間距

D.a、力光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要長

E.若a、》光在同一介質中，以相同的入射角由介質射向空氣，若力光能夠發生全反射,

則a光也一定能夠發生全反射

解析：選ABE進入水滴時，由折射定律〃=誓:知，。光在水滴中的折射角小，折射率

大，選項A準確；由。=今。光在水滴中的傳播速度小，選項B準確；由sinC=5，a光的

臨界角小，容易發生全反射，選項E準確；。光在水滴中的折射率大，頻率大，波長小，由

"=夕，a光的相鄰亮條紋間距小于力光的相鄰亮條紋間距，選項C錯誤；在真空和在水滴

中，分別有和0=爐，則與=勺，故。、b光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳

播的波長要短，選項D錯誤。

3.（2018?珠海模擬）Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下表現出閃亮耀眼的藍色光芒，這

是因為光照射到翅膀的鱗片上發生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結構的示意圖如圖所示。一束

光以入射角i從。點入射，經過折射和反射后從方點出射。設鱗片的折射率為〃，厚度為d,

兩片之間空氣層厚度為人取光在空氣中的速度為C,求光從。到b所需的時間人

解析:

sinz=7?siny

在鱗片中傳播的路程八=懸;，傳播速度0=2傳播時間

y〃c/

解得h=—f===.

c\]nsin勺

同理，在空氣中的傳播時間/2=羔

CLU〉?

.2〃2d2h

則曰+2=麗三需+H。

答案：2〃2d

,cyjn2—sin2iccos*

4.(2019?濟京郵研)有一透明柱體的截面是一個底角為30。的等腰三

角形，。為A3中點。位于透明體正上方，是一個與48平行且充

足長的屏。現用一束寬為d的單色光，從。點左側垂直于A3邊向上照

射透明體，如圖所示，結果MN上橫向寬為空的部分被照亮。

(1)畫出光路圖：

(2)求透明體的折射率，

解析：(1)光路如圖所示。

(2)由折射定律,

由幾何關系〃=30。

Jtan30°tan少=Q

J

解得/=30。，由幾何關系a=60。

所以透明體的折射率為〃=小。

答案：(1)光路圖見解析圖Q電

5.如圖所示，將一個折射率為〃=小的正方體玻璃磚放在空氣中，正方

形A3C。是它的一個截面，邊長/=60cnio一單色細光束以入射角〃=60。

投射到A3面上的E點，E點到5c的距離d=5[5cm,細光束在8C面上

發生全反射，最后從C7）面上射出，求：

（1）光從E點射入玻璃磚后的折射角；

（2）0點到從CD邊射出的光線距離。（結果能夠用根式表示）

解析：（1）光路圖如圖所示，設光從方點射入跛璃轉后，折射角為力則

sin0

~：=n

sini

解得光從E點射入玻璃磚后的折射角i=30。。

⑵光在BC面上發生全反射，

且BF=E?tan600=15cm

則CG=（BC-BF）tan30°=1573cm

設光從。面射出的折射角為了，則

siny

?=〃

sini

解得y=60。

則DH=DGcos7=（60-155）X0.5cm=（30-7.5小）cm。

答案：（1）30。（2）（30—7.5小）cm

鏡的折射率。

解析：平行光束經棱鏡折射后的出射光束仍是平行光束，如圖所示。

圖中仇、仇為光在AC面上的入射角和折射角，根據折射定律，有〃=就于

dilllzI

設出射光線與水平方向成“角，則：Oi=Ox+a

因為。。2=4|/12=耳/,可得GC2=§/

而ACi=BC=/tan300,

⑵為實現上述光路，棱鏡折射率的取值應在什么范圍？

解析：（1）光線在8C面上發生折射，如圖所示，由折射定律有

在4c面上發生全反射，i2=，2②--A

在AB面上發生折射，〃=；；：；；③

由幾何關系得

o

，2=介=60“，n=i3=30@

尸點的出射光相對于。點的入射光的偏角為

3=（八-2+（180。一，2—r2）+（八一，3垃

由①②@④⑤式得

3二60。。⑥

（2）光線在AC面上發生全反射，在面上不發生全反射，有打2。，6<C?

式中C是全反射臨界甬，滿足

sinC=%）

由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率〃的取值范圍應為

斗^?2。@

答案：（1）60。⑵平W〃V2

9.（2017?全國卷n）一直桶狀容器的高為2/,底面是邊長為，的正方

形；容器內裝滿某種透明液體，過容器中心軸。。'、垂直于左右兩側面

的剖面圖如圖所示。容器右側內壁涂有反光材料，其他內壁涂有吸光材料。

在剖面的左下角處有一點光源，已知由液體上表面的D點射出的兩束光線

相互垂直，求該液體的折射率。

解析：設從光源發出直接射到O點的光線的入射角為ri,折射角為

Flo在剖面內作光源相對于反光壁的鏡像對稱點C,連接C、O,交反光

壁于￡點，由光源射向E點的光線，反射后沿射向。點。光線在O

點的入射角為必折射角為「2,如圖所示。設液體的折射率為〃，由折射

定律有

〃sinii=sin門①

〃sin12=sin0②

由題意知

門+m=90°③

聯立I式得

n~sin2ii4-sin2i2?

由幾何關系可知

聯立④⑤⑥式得

〃=1.55。

第4節光的波動性電磁波相對論

理解透——概念?公式?定理(基礎不牢-地動山搖)

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域，某些區域相互增強，出現亮條紋，某些區域相互減弱，

出現暗條紋，且增強區域和減弱區域相互間隔的現象。

(2)條件：兩束光的頻率粗圓、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。I

(4)條紋間距：心=夕，其中/是雙縫到光屏的距離，d是雙縫間手居圭1不工

的距離，2是入射光波的波長。t_/―J

2.光的衍射

發生明顯衍射的條件：只有當障礙物的尺寸與光的波長相差丕多，甚至比光的波長還小

的時候，衍射現象才會明顯。

【注】光發生干涉現象是有條件的，光發生衍射現象是沒有條件的，但發生明顯的衍射

現象是有條件的。

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)偏振光的兩種形成方式

①讓自然光通過偏振上形成偏振光。

②讓自然光在兩種介質的界面發生反射和折射，反射光和折射光能夠成為部分偏振光或

完全偏振光。【注】部分偏振光：是介于偏振光與自然光之間的一種光.光波包含一切可能方向的橫振動,

但不同方向上的振幅不等，在兩個互相垂直的方向上振福具有最大值和最小值，這種光稱為部分偏振光。

(4)光的偏振現象說明光是一種橫波。只有橫波才能發生偏振現象。

(5)偏振光的應用：加偏振濾光片的照相機鏡頭、液晶顯示器、立體電影、消除車燈眩若等。

二、電磁波

1.麥克斯韋電磁場理論

變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。

2.電磁波及其傳播

(1)電磁場在空間由近及遠的傳播，形成電磁波。電磁波是橫波。

(2)電磁波的傳播不需要介質，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度都等于光速。但在同

一介質中，不同頻率的電磁波傳播速度是不同的，頻率越高，波速越小(可聯系。理解記憶)。

(3)波速公式：p=zf,/是電磁波的頻率。

3.電磁波的發射與接收

(1)發射電磁波需要開放的高頻振蕩電路，并對電磁波根據信號的強弱實行遜［(兩種方

式：調幅、調頻)。

(2)接收電磁波需耍能夠產生電諧振的調諧電路，再把信號從高頻電流中解調出來。調幅

波的解調也叫檢波。

4.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的譜。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、丫射線。不同的電磁波有不同的特性,

產生機理也不同，但可能具有相同的頻率。

三、相對論

1.狹義相對論的兩個基本假設

(1)狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規律都是蛔的。

(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

者間的相對運動沒相關系,【注】牛頓運動定律在其中有效的參考系，且a=0。稱為慣性坐標系，簡稱

慣性系。如果S為一慣性系，則任何對于S作等速直線運動的參考系S都是慣性系;而對于S作加速運動的

參照系則是非慣性參考系(非慣性系)。所有慣性系都是等效(等價)的。一個參考系是不是慣性系要通過實驗

確定。

2.質速關系

（1）物體的質量隨物體速度的增加而增大，物體以速度P運動時的質量m與靜止時的質

量皿之間有如下關系：

小:符

（2）物體運動時的質量總要大王靜止時的質量moo

3.質能關系

用，〃表示物體的質量，E表示它具有的能量，則愛因斯坦質能方程為：E=nu±.

［基礎自測］

一、判斷題

（1）只有頻率相同的兩列光波才能產生干涉。（J）

（2）在雙縫干涉實驗中，雙縫的作用是使白光變成單色光。（X）

（3）陽光下茂密的樹蔭中地面上的圓形亮斑是光的衍射形成的。（X）

（4）自然光是偏振光。（X）

（5）無線電波不能發生干涉和衍射現象。（X）

（6）波長不同的電磁波在本質上完全不同。（X）

（7）真空中的光速在不同慣性參考系中是不同的。（X）

二、選擇題

1.（多選）下列屬于光的干涉現象的是（）

解析：選BCA項為單縫衍射現象，B、C項為薄膜干涉現象，D項為光的色散現象。

2.關于生活中遇到的各種波，下列說法準確的是（）

A.電磁波能夠傳遞信息，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院“B超”中的超聲波傳播速度相同

D.遙控器發出的紅外線波長和醫院“CT”中的X射線波長相同

解析：選B電磁波、聲波等一切波都能夠傳遞能量和信息，A錯誤；手機在通話時需

要聲音信號與電信號的相互轉換，電信號以電磁波的形式在空中傳播，B準確；超聲波是聲

波，在空氣中傳播速度約為340m/s,C錯誤；由電磁波譜分布情況可知，紅外線的波長比X

射線的波長長，D錯誤。

3.關于狹義相對論的說法，不準確的是（）

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

C.狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系

D.狹義相對論在任何情況下都適用

答案：D

4開究好-----題型,考法.技巧/（重難理清?能力大增）

高考對本節內容的考查，主要集中在光的干涉、衍射和偏振現象，有時涉及電磁波與相

對論知識，通常以選擇題的形式表現，難度一般。

考點一光的干涉現象［多維探究類］

考法（一）雙縫干涉

［例1］（多選）（2017?全國必H）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

［解析］由心=方可知，改用波長更長的激光照射在雙縫上，相鄰亮條紋的間距Ax增

大，A項準確，B項錯誤；減小雙縫間距d,相鄰亮條紋的間距增大，C項準確；將屏幕

向遠離雙縫的位置移動，增大了屏幕與雙縫的距離/,相鄰亮條紋的間距Ax增大，D項準確;

相鄰亮條紋的間距與光源到雙縫的距離無關，E項錯誤。

［答案］ACD

［題型技法］亮暗條紋的判斷方法

（1）如圖所示，光源S|、S2發出的光到屏上某點的路程差「2—門=A，依

=0,1,2…）時，光屏上出現亮條紋。

（2）光的路程差/-ri=（2A+lg僅=0,1,2…）時，光屏上出現暗條紋。

考法（二）薄膜干涉

［例2］劈尖干涉是一種薄膜干涉，其裝置如圖甲所示，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：

(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的薄膜厚度差恒定。

現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

［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準確。

兩張紙

?張紙

00級第i級第二級

三條紋亮條紋亮條紋

［答案］A

［題型技法］薄膜干涉的理解和應用

(1)形成：如圖所示，豎直的肥皂薄膜，因為重力的作用，形成

上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上時，在膜的前表面44,和后表

面〃分別反射回來，形成兩列頻率相同的光波，并且疊加。

(2)亮、暗條紋的判斷

①在尸I、P2處，兩個表面反射回來的兩列光波的路程差Ar等于波長的整數倍，即Ar

=/〃5=1,2,3…)，薄膜上出現亮條紋。

②在。處，兩列反射回來的光波的路程差A/?等于生波長的奇數倍，即Ar=(2〃+1),(〃

=0,123…)，薄膜上出現暗條紋。

(3)應用：干涉法檢查平面如圖所示，兩板之間形成一楔形空氣膜,

用單色光從上向下照射，如果被檢查平面是平整光滑的，我們會觀察

到平行且等間距的明暗相間的條紋；若被檢查平面不平整，則干涉條

紋發生彎曲。

［題點全練］

1.［對生活中常見光現象的理解］

（多選）在五彩繽紛的大自然中，我們常常會見到一些彩色光的現象，下列現象中屬于光

的干涉的是（）

A.灑水車噴出的水珠在陽光照耀下出現的彩色現象

B.小孩兒吹出的肥皂泡在陽光照耀下出現的彩色現象

C.雨后天晴馬路上油膜在陽光照耀下出現的彩色現象

D.用游標卡尺兩測量爪的狹縫觀察日光燈的燈光出現的彩色現象

E.實驗室用雙縫實驗得到的彩色條紋

解析：選BCEA屬于光的色散現象；B、C屬于光的薄膜干涉現象；D屬于光的單縫衍

射現象；E屬于光的雙縫干涉現象。

2.［雙縫干涉中亮、暗條紋的判斷］

如圖所示，在雙縫干涉實驗中，&和S2為雙縫，尸是光屏上的一點，“<|尸

已知P點與S和S?距離之差為2.1X10-6m,今分別用A、〃兩種單色光

在空氣中做雙縫干涉實驗，問尸點是亮條紋還是暗條紋？://

（1）已知A光在折射率為〃=1.5的介質中波長為4X10-7m.

（2）已知B光在某種介質中波長為3.15X10-7m,當B光從這種介質射向空氣時，臨界

角為37。因1137。=。.6,cos370=0.8）o

解析：（1）設A光在空氣中波長為右，在介質中波長為石，

由'尸A?得

XI=WA2=1.5X4X10_7m=6X10-7m

根據路程差Ax=2.1X10-6m

工，Ax2.1X10-6m

所以M=T==3.5

由此可知，從Si和S到尸點的路程差Ax是波長2］的3.5倍，所以P點為暗條紋。

（2）根據臨界角與折射率的關系sinC=，一得

,___1___5

”-sin37。13

由此可知，田光在空氣中波長力為

力=〃’z介*X3.15XIO"m=5.25X10-7m

J

Ax2.1X10-6ni

所以Ni=ir=5.25XI0~7m=4

可見，用3光做光源，P點為亮條紋。

答案：（1）暗條紋（2）亮條紋

考點二光的衍射和偏振現象［基礎自修類］

I題點全練］

1.［單繾衍射］

（多選）抽制高強度纖維細絲可用激光監控其粗細，如圖所示，激光束一

激光器

越過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規律相同。觀丁抽絲機

察光束經過細絲后在光屏上所產生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下細絲造-

列敘述中準確的是（）"

A.這里應用的是光的衍射現象

B.這里應用的是光的干涉現象

C.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗

D.如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細

解析：選AD因為是激光束越過細絲即繞過障礙物，所以是光的衍射現象，當抽制的絲

變細的時候，絲的直徑較接近激光的波長，條紋間距變寬，A、D準確。

2.［干涉、衍射的圖樣比較］

（多選）下列所示的圖片、示意圖大都來源于課本,關于這些圖的判斷中，準確無誤的是（）

□甲o乙lim丙nm丁m

A.甲圖是小孔衍射的圖樣，乙圖為“泊松亮斑”

B.甲圖為“泊松亮斑”，乙圖是小孔衍射的圖樣

C.丙圖是雙縫干涉圖樣，丁圖是單縫衍射圖樣

D.丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣

解析：選AC“泊松亮斑”是“小圓盤”產生的衍射現象，形成的衍射圖樣是陰影中心

有一個“亮斑”，而小孔衍射的圖樣是中間有“亮斑”，無陰影，選項A準確，B錯誤；丙

圖很明顯是雙縫干涉的圖樣，因干涉圖樣中的條紋間距是相等的，單縫衍射圖樣中的條紋間

距是不相等的，中間最寬、最亮，丁圖是單縫衍射圖樣，選項C準確，D錯誤。

3.［光的偏振的應用］

奶粉的碳水化合物（糖）的含量是一個重要指標，能夠用“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一

個角度這個角度〃稱為“旋光度”，〃的值只與糖溶液的濃度相關，將a的測量值與標

準值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，/I、B是偏振片，

轉動6使到達0處的光最強，然后將被測樣品尸置于A、8之間。

SAPB

自然光源偏振片被測樣品偏振片

(1)偏振片A的作用是o

(2)偏振現象證明了光是一種o

(3)以下說法中準確的是________o

A.到達。處光的強度會明顯減弱

B.到達。處光的強度不會明顯減弱

C.將偏振片5轉動一個角度，使得O處光強度最強，偏振片〃轉過的角度等于。

D.將偏振片4轉動一個角度，使得。處光強度最強，偏振片A轉過的角度等于。

解析：(1)自然光源發出的光不是偏振光，但當自然光經過偏振片后就變成了偏振光，所

以偏振片A的作用是把自然光變成偏振光。

(2)偏振現象證明了光是一種橫波。

(3)因為4、B的透振方向一致,故A、8間不放糖溶液時,自然光通過偏振片A后變成

偏振光，通過3后到0。當在A、3間加上糖溶液時，因為糖溶液的旋光作用，使通過A的

偏振光的振動方向轉動了一定角度，使通過6到達。的光的強度不是最大，但當8轉過一

個角度，恰好使透振方向與經過糖溶液后的偏振光的振動方向一致時，。處光強又為最強，

故3的旋轉角度即為糖溶液的旋光度。若偏振片3不動而將A旋轉一個角度，再經糖溶液

旋光后光的振動方向恰與b的透振方向一致，則A轉過的角度也為“，故選項A、C、D準確。

答案：(1)把自然光變成偏振光(2)橫波(3)ACD

［名師微點］

1.單縫衍射與雙縫干涉的比較

單縫衍射雙縫干涉

不條紋寬度條紋寬度不等，中央最寬條紋寬度相等

同條紋間距各相鄰條紋間距不等各相鄰條紋等間距

點亮度情況中央條紋最亮，兩邊變暗條紋清晰，亮度基本相等

干涉、衍射都是波特有的現象，屬于波的疊加：干涉、衍射都有明暗相間

相同點

的條紋

2.光的干涉和衍射的本質

光的干涉和衍射都屬于光的疊加，從本質上看，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。

考點三電磁波與相對論［基礎自修類］

［題點全練］

1.［電磁波的理解I

（多選）（2016?全國卷U）關于電磁波，下列說法準確的是（）

A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關

B.周期性變化的電場和磁場能夠相互激發，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、磁感應強度均垂直

D.利用電磁波傳遞信號能夠實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸

E.電磁波能夠由電磁振蕩產生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失

解析：選ABC電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無關，選項A準

確；周期性變化的電場和磁場能夠相互激發，形成電磁波，選項B準確；電磁波的傳播方

向與電場強度、磁感應強度均垂直，選項C準確；電磁波能夠通過光纜傳輸，選項D錯誤；

電磁波波源的電磁振蕩停止，波源不再產生新的電磁波，但空間中已產生的電磁波仍可繼續

傳播，選項E錯誤。

2.［電磁波的特性］

（2016?天*加考）如圖所示，我國成功研發的反隱身先進米波雷達堪

稱隱身飛機的克星，它標志著我國雷達研究又創新的里程碑。米波雷達

發射無線電波的波長在1?10m范圍內，則對該無線電波的判斷準確的

是（）

A.米波的頻率比厘米波頻率高

B.和機械波一樣須靠介質傳播

C.同光波一樣會發生反射現象

D.不可能產生干涉和衍射現象

解析：選C由了=?可知，波長越長，須率越低，故米波的須率比厘米波頻率低，選項

A錯誤；無線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質，選項B錯誤；無線電波與光波一樣具有

波的特性，會發生反射、折射、干涉和衍射現象，選項C準確，D錯誤。

3.|狹義相對論的理解|

（多選）（2017?江蘇兩者）接近光速飛行的飛船和地球上各有--只相同的他原子鐘，飛船和

地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法準確的有（）

A.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快

B.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢

C.地球上的人觀測到地球上的鐘較快

D.地球上的人觀測到地球上的鐘較慢

解析：選AC相對論告訴我們，運動的鐘會變慢，因為飛船上的人相對飛船上的骨是靜

止的，而觀測到地球上的鐘是高速運動的，所以飛船上的人觀測到飛船上的鐘相對于地球上

的鐘快，A項準確，B項錯誤；同樣，地球上的人觀測到飛船上的鐘是高速運動的，所以地

球上的人觀測到地球上的鐘比飛船上的鐘快，C項準確，D項錯誤。

［名師微點］

LC電路振蕩過程中各量的變化規律

電路?

I

狀態UIUO

TT3T

時刻￡0T

42T

電荷量4最多0最多0最多

電場能最大0最大0最大

電流i0最大0最大0

磁場能0最大0最大0

依也：無京沙w：

.1一電“*小1”?人力時充為電放電，

振蕩<

?_?屯昔后被小H為放電，

規律??1?電流i（順時針方向為正）與電容器電荷量q（上極板

電荷量）的周期性變化

［課時跟蹤檢測］

1.（多選）（2019?商丘因加快者）關于下列光學現象，說法中準確的是（）

A.電磁波和其他可見光一樣，也能產生衍射現象

B.水中藍光的傳播速度比紅光的慢

C.光的偏振現象說明光是縱波

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.一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋，是因為玻璃三棱鏡吸收了白光中

的一些色光

解析：選ABD一切波都有干涉、衍射現象，電磁波也是波，所以電磁波和其他可見光

一樣均具有干涉、衍射等現象，故A準確；藍光的折射率大于紅光的折射率，根據。=:知,

水中藍光的傳播速度比紅光慢，故B準確；光的偏振現象說明光是橫波，故C錯誤；因為

紅光的波長大于藍光的波長，根據條紋間距等于Ax=，.，故在同一裝直上做雙縫干涉實驗，

用紅光時得到的條紋間距更寬，故D準確；一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋

是因為光的折射，不是因為三棱鏡吸收了光，故E錯誤.

2.（多選）下列說法準確的是（）

A.相對論與量子力學否定了經典力學理論

B.真空中的光速在任何慣性參考系中都是相同的

C.狹義相對論只適用于慣性參考系

D.肥皂泡表現的彩色是光的干涉現象，露珠表現的彩色是光的色散現象，通過狹縫看

太陽光表現的彩色是光的衍射現象

E.光纖通信、全息照相及醫用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理

解析：選BCD相對論并不否定經典力學，它是在一定條件下的特殊情形，故選項A錯

誤；根據光速不變原理，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故選項B準確：

根據狹義相對論的基本假設可知，選項C準確；根據光現象的成因知，選項D準確；全息

照相不是利用全反射，而是和光的干涉相關，選項E錯誤。

3.（多選）下列說法正確的是（）

A.“3D電影”的播放和觀看利用了光的衍射

B.色散現象表明白光是復色光

C.泊松亮斑是光的干涉現象

D.增透膜的厚度應為入射光在增透膜中波長的;

E.光的偏振現象表明光是橫波

解析：選BDE“3D電影”利用光的偏振現象，選項A錯誤；泊松亮斑是光的衍射現象，

選項C錯誤。

4.（多選）下列說法正確的有（）

A.某種光學介質對另一種光學介質的相對折射率可能小于1

B.英國物理學家托馬斯?楊發現了光的干涉現象

C.激光和自然光都是偏振光

D.麥克斯韋用實驗證明了光是一種電磁波

E.愛因斯坦認為真空中光速在不同慣性系中相同

解析：選ABE激光的偏振方向一定，是偏振光，而自然光包含著垂直傳播方向上沿一

切方向振動的光，C錯；麥克斯韋僅僅從理論上提出光是一種電磁波，D錯。

5.（多選）下列說法正確的是（）

A.光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光從紫光改為紅光，則相鄰亮條紋間距一定變小

B.做簡諧振動的物體，經過同一位置時，速度可能不同

C.在受迫振動中，驅動力的頻率不一定等于物體的固有頻率

D.拍攝玻璃櫥窗內的物品時，在鏡頭前加裝一個偏振片能夠增加透射光的強度

E.愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的

解析：選BCE由。=夕，從紫光改為紅光，則相祁亮條紋間距變大，選項A錯誤；拍

攝玻璃櫥窗內的物品時，在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度，并不增加透射光的強

度，選項D錯誤。

6.（多選）下列說法正確的是（）

A.北斗導航系統是利用電磁波實行定位和導航的

B.微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯著的熱效應

C.常用的電視機遙控器通過發出紫外線脈沖信號來遙控電視機

D.天文學家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波實行天體物理研究

E.遙感技術中利用了紅外線探測器接收物體發出的紅外線來探測被測物體的特征

解析：選ADE北斗導航系統是利用電磁波工作的，選項A正確；食物中的水分子在微

波的作用下熱運動加劇，溫度升高，內能增加，選項B錯誤；常用的電視機遙控器通過發出

紅外線脈沖信號來遙控電視機，選項C錯誤；天文學家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電

波實行天體物理研究，選項D正確；遙感技術中利用紅外線探測器接收物體發出的紅外線來

探測被測物體的特征，選項E正確。

7.（多選）（2018?蘇州2研）下列關于科學技術的使用的說法正確的是（）

A.交通警察用監視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應

B.用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射

C.在攝像機中，攝像管的作用是攝取景物的圖像并將其轉換為電信號

D.雷達是利用超聲波來測定物體位置的無線電設備

E.醫生利用R超探測人體內臟的位置，發現可能的病變，其原理是利用了波的衍射

解析：選ABC交通警察用監視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應，選項A正確；

用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射，選項B正確；在攝像機中，攝像管的作用

是攝取景物的圖像并將其轉換為電信號，選項C正確；雷達是利用無線電波來測定物體位置

的無線電設備，選項D錯誤；醫生利用B超探測人體內臟的位置，發現可能的病變，其原

理是利用了波的反射，選項E錯誤。

8.（多選）關于機械波、電磁波和相對論的下列說法正確的是（）

A.機械波和電磁波在介質中的傳播速度僅由介質決定

B.假設火車以接近光速的速度通過站臺，站臺上的旅客觀察到車上的乘客變矮了

C.簡諧機械波傳播時單位時間內經過介質中某點的完全波的個數就是這列波的頻率

D.用光導纖維束傳播圖像信息利用了光的全反射

E.在真空中傳播的兩列電磁波，頻率大的波長短

解析：選CDE機械波在介質中的傳播速度由介質決定，與波的頻率無關，電磁波在介

質中的傳播速度與介質和波的頻率均相關，選項A錯誤；火車以接近光速的速度通過站臺時，

站臺上的旅客觀察到車上的乘客變瘦了，而不是變矮，選項B錯誤；簡諧波的振動周期與傳

播周期相同，故單位時間內經過介質中某點的完全波的個數就是這列簡諧波的頻率，選項C

正確；光導纖維束是用全反射來傳輸圖像信息的，選項D正確；在真空中傳播的兩列電磁波，

傳播速度相同，由。=彳=4知，頻率越大，波長越短，選項E正確。

9.（多選）（2019?三業模擬）下列說法正確的是（）

A.圖甲是一束復色光進入水珠后傳播的示意圖，其中。束光在水珠中傳播的速度一定

大于b束光在水珠中傳播的速度

B.圖乙是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當入射角i逐漸增大到某一值

后不會再有光線從從'面射出

C.圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減

小

D.圖丁是用干涉法檢測工件表面平整水準時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被

檢測的平面在此處是凸起的

E.圖戊中的M、N是偏振片，尸是光屏。當M固定不動，緩慢轉動N時，光屏尸上的

光亮度將會發生變化，此現象表明光波是橫波

解析：選ACE甲圖白。束光折射角大，折射率小，根據。束光在水珠中的傳播

速度大，選項A正確；乙圖中，光束在面的折射角等于在〃尸面的入射角，只要入射

角i<90。，bb'面的入射角就小于臨界角，就不會發生全反射，選項B錯誤；丙圖中，根據

Ax=，，選項C正確；丁圖中的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹陷的，選項D錯誤；

有偏振現象的光波為橫波，選項E正確。

10.（1）楊氏干涉實驗證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相、

距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個光源，它們發出的光波滿足干涉的必V'X）V

要條件，則兩列光的________相同。如圖所示，在這兩列光波相遇的區域

N叭,\.*\\

中，實線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在________（選填/V7c

“4”“3”或“0）點會出現暗條紋。‘卜'

（2）在上述楊氏干涉實驗中，若單色光的波長2=5.89X10rm,雙縫間的距離d=lmm,

雙縫到屏的距離1=2mo求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距。

解析：（1）要形成光的干涉，兩列光的頻率應該相同，在題圖所示的干涉區域放置光屏,

波峰與波谷相遇的C點會出現暗條紋。

（2）相鄰的亮條紋的中心間距心=夕

由題意知，亮條紋的數目〃=10

則第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距心=呼

代入數據得L=1.178X10-2m。

答案：⑴頻率C（2）1.178X10-2m

實驗十四探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度

一、實驗目的

1.練習使用秒表和刻度尺，測單擺的周期和擺長。

2.用單擺測出當地重力加速度g。

二、實驗原理：r=2萬—

三、實驗器材：單擺、游標卡尺、亳米刻度尺、秒表。

四、實驗步驟

1.做單擺：取約1m長的細絲線穿過帶中心孔的小鋼球，并打一個比小卡,

孔大一些的結，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，讓擺球自然下垂。

2.測擺長：用刻度尺量出擺線長/'（精確到毫米），用游標卡尺測出小球

標記

直徑。，則單擺的擺長/=/+yo

3.測周期:將單擺從平衡位置拉開一個角度（小于5。）,然后釋放小球，記下單擺擺動30?

50次的總時間，算出平均每擺動一次的時間，即為單擺的振動周期。

4.改變擺長，重做幾次實驗。

五、數據處理

1.公式法：g=招，。

2.圖像法：畫，?尸圖像。

六、注意事項

1.選用1m左右的細線。

2.懸線頂端不能晃動，需用夾子夾住，保證頂點固定。

3.小球在同一豎直面內擺動，且擺角小于5。。

4.選擇在擺球擺到平衡位置處開始計時，并數準全振動的次數。

5.小球自然下垂時，用亳米刻度尺量出懸線長〃，用游標卡尺測量小球的直徑，然后

算出擺球的半徑r,則擺長1=1'+「。

［基礎考法I

1.根據單擺周期公式丁=2幾出能夠通過實驗測量當地的重力加速度。如圖甲所示,

將細線的上端固定在鐵架臺上，下端系一小鋼球，就做成了單擺。

甲乙

(1)用游標卡尺測量小鋼球直徑，示數如圖乙所示，讀數為mm。

(2)以下是實驗過程中的一些做法，其中正確的有o

a.擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些

b.擺球盡量選擇質量大些、體積小些的

c.為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較

大的角度

d.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5。，在釋放擺球的同時開始計時，當擺球回

到開始位置時停止計時，此時間間隔a即為單擺周期r

e.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°,釋放擺球，當擺球振動穩定后，從平衡

位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間Af,則單擺周期7=看

解析：(1)該游標尺為十分度的，根據讀數規則可讀出小鋼球直徑為18mm+5X0.1mm

=18.5mm<>

(2)根據用單擺測量重力加速度的實驗要求可判斷a、b、e正確。

答案：(1)18.5(2)abe

2.某同學利用單擺測量重力加速度。

(1)為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是。

A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球

B.組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線

C.實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動

D.擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大

(2)如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1m的單擺。實驗時，兒興

因為僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺,于是他先使擺球自然下垂，

在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標記點，測出單擺的周

期T1；然后保持懸點位置不變，設法將擺長縮短一些，再次使擺球自然下垂，

用同樣方法在豎直立柱上做另一標記點，并測出單擺的周期72；最后用鋼板刻度尺量出豎直

立柱上兩標記點之間的距離AL。用上述測量結果，寫出重力加速度的表達式g=o

解析：（1）組裝單擺時，懸線應選用不易伸長的細線；擺球選擇體積小、密度大的擺球；

單擺擺動時在同一豎直面內擺動，擺的振幅盡量小一些。選項B、C正確。

（2）設單擺的周期為A時接長為Li,周期為乃時擺長為心

則。=2冗

乃=2幾年

且LI-L2=\L?

聯立①②③式得g=蔑凈。

47r2AL

答案：（1）BC（2）

Ti2-T^

3.（1）在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中，兩位同學用游標卡尺測量小球的直徑

的操作如圖甲、乙所示。測量方法正確的是（選填“甲”或“乙”）。

（2）實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內擺動，為了將人工記錄振動次數改為自動記錄振

動次數，在擺球運動的最低點的左、右兩側分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖丙所示。

光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間/的變化圖線如圖丁

所示，則該單擺的振動周期為。若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原

小球直徑2倍的另一小球實行實驗，則該單擺的周期將（選填“變大”“不變”或

“變小”），圖丁中的M將（選填“變大”“不變”或“變小”）。

——r