2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)47 光的波動性 電磁波 相對論新人教版選修3-4

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1、課時作業(yè)47 光的波動性 電磁波 相對論 時間:45分鐘 1.用單色光照射位于豎直平面內(nèi)的肥皂液薄膜,所觀察到的干涉條紋為( B ) 解析:本題考查薄膜干涉.由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時通過的路程之差,則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度.因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一條水平線上,故同一條干涉條紋必然是水平的,由此可知只有選項B正確. 2.(多選)下列說法正確的是( ABC ) A.只有當障礙物或孔的尺寸跟光的波長差不多,甚至比光的波長還小時,才能產(chǎn)生明顯的光的衍射現(xiàn)象 B.光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性

2、 C.用單色平行光照射單縫,縫寬不變,照射光的波長越長,衍射現(xiàn)象越顯著 D.光的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論 E.在太陽光照射下,肥皂泡呈現(xiàn)彩色,這是光的衍射現(xiàn)象 解析:當障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比,甚至比光的波長還小時,才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故A正確;光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性,故B正確;用單色平行光照射單縫,縫寬不變,照射光的波長越長,則衍射現(xiàn)象越顯著,故C正確;光的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象,說明了光具有波動性,但沒有否定光的直線傳播的結(jié)論,故D錯誤;在太陽光照射下,肥皂泡呈現(xiàn)彩色,這是光的干涉現(xiàn)象,故E錯誤. 3.(多選)關(guān)于電磁波譜,下列說法中正確的是( 

3、AD ) A.X射線對生命物質(zhì)有較強的作用,過量的X射線輻射會引起生物體的病變 B.在電磁波譜中,最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線 C.紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射 D.γ射線是波長最短的電磁波,且比X射線的頻率高 解析:X射線具有較強的穿透能力,過量的X射線輻射會引起生物體的病變,故A正確;電磁波譜中,最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波,故B錯誤;紫外線比紫光的波長短,更不容易發(fā)生衍射,故C錯誤;γ射線波長最短,頻率最高,故D正確. 4.(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢,下列說法正確的有( AC ) A.飛船上的人觀測到飛

4、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:飛船上的人是以飛船為參考系,故地球是高速運動的,根據(jù)狹義相對論的運動延時效應(yīng),飛船上的人觀測到地球上的鐘較慢,即飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快,故A正確,B錯誤;地球上的人以地球為參考系,認為飛船高速運動,同樣根據(jù)狹義相對論的運動延時效應(yīng),飛船上的鐘較慢,故地球上的人觀測到地球上的鐘較快,故C正確,D錯誤. 5.如圖所示,市場上有種燈具俗稱“冷光燈”,用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低,從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應(yīng)的原因之

5、一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂),這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線.以λ表示紅外線的波長,則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為( B ) A.λ B.λ C.λ D.λ 解析:紅外線最顯著的特點之一就是熱效應(yīng),當光照射物體時,一般都伴隨著大量的紅外線.在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(相當于增透膜),當增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的時,燈泡發(fā)出的紅外線射到增透膜后,從增透膜的前后表面反射回來的兩束紅外線發(fā)生干涉,相互抵消,使反射的紅外線強度減弱,達到冷光效果.故B正確. 6.在雙縫干涉實驗中,屏上出現(xiàn)了明暗相間的

6、條紋,則( D ) A.中間條紋間距較兩側(cè)更寬 B.不同色光形成的條紋完全重合 C.雙縫間距離越大條紋間距離也越大 D.遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋 解析:據(jù)干涉圖樣的特征可知,干涉條紋的特征是等間距且彼此平行的,故選項A錯誤;不同色光干涉條紋分布位置不相同,故選項B錯誤;據(jù)公式Δx=λ可知,雙縫間距d越大,干涉條紋間距離越小,故選項C錯誤;遮住一條縫后,變成了單縫衍射,屏上出現(xiàn)衍射條紋,仍為明暗相間的條紋,故選項D正確. 7.如圖所示,人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S,一束透射光都看不到,下列說法中正確的是( C ) A.使A和B同時轉(zhuǎn)過90°,能夠看到透射光

7、B.單使B轉(zhuǎn)過90°的過程中,看到光先變亮再變暗 C.單使B轉(zhuǎn)過90°的過程中,看到光逐漸變亮 D.單使A轉(zhuǎn)動時,始終看不到透射光 解析:原來人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S,無法看到透射光,說明兩個偏振片正好相互垂直,現(xiàn)在同時轉(zhuǎn)過90°,依然看不到透射光,故A錯誤;單使B轉(zhuǎn)過90°的過程中,看到光逐漸變亮,故B錯誤,C正確;單使A轉(zhuǎn)動時,可以看到透射光,故D錯誤. 8.(多選)下列說法正確的是( BCE ) A.偏振光可以是橫波,也可以是縱波 B.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 C.光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 D.X射線在磁場中能偏轉(zhuǎn)、穿透能

8、力強,可用來進行人體透視 E.聲源與觀察者相對靠近時,觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率 解析:偏振光只可以是橫波,不能是縱波,故A錯誤;光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,故B正確;光導(dǎo)纖維傳輸信號及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用光的全反射原理,故C正確;用X射線透視人體是利用X光的穿透性,但在磁場中不能偏轉(zhuǎn),因其不帶電,故D錯誤.根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,聲源與觀察者相對靠近,觀察者所接收的頻率大于聲源發(fā)出的頻率,故E正確. 9.如圖所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣.現(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時,光的傳播路徑與方向可能正確的是( D )

9、 解析:由干涉條紋可看出,a光的條紋間距大于b光,故根據(jù)Δx=λ可知,a光的波長大于b光,a光的頻率小于b光,則a光的折射率小于b光;a光的臨界角大于b光;A圖中a、b兩種光的位置顛倒了;B圖中出射光應(yīng)該和入射光平行;C、D圖中首先發(fā)生全反射的應(yīng)該是b光,所以選項D正確. 10.物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用.例如,利用波的干涉,可將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導(dǎo)航.如圖所示,兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉實驗中的雙縫.兩天線同時都發(fā)出波長為λ1和λ2的無線電波.飛機降落過程中,當接收到λ1和λ2的信號都保持最強時,表明飛機已對準跑

10、道.下列說法正確的是( C ) A.天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強 B.導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無線電波之間的干涉 C.兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定 D.兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合 解析:無線電波的干涉與強弱無關(guān),故A錯誤;導(dǎo)航利用了λ1與λ1的干涉、λ2與λ2的干涉,并不是λ1與λ2的干涉,故B錯誤;空間中λ1的干涉與λ2的干涉相互疊加,因為每種無線電波干涉后強弱分布穩(wěn)定,故疊加后空間的強弱分布依舊穩(wěn)定,故C正確;由于λ1與λ2不同,故各自在空間的強弱分布不完全重合,故D錯誤. 11.(2019·山東統(tǒng)測)(多選)關(guān)于機械波與電磁波,下列說法正確的是( B

11、DE ) A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān) B.電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象 C.簡諧機械波在給定的介質(zhì)中傳播時,振動的頻率越高,則波傳播速度越大 D.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度 E.機械波不但能傳遞能量,而且能傳遞信息,其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向 解析:電磁波在真空中的傳播速度都等于光速,與電磁波的頻率無關(guān),故A錯誤;衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象,而偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象,電磁波也是一種橫波,可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象,故B正確;在同一種介質(zhì)中傳播時,簡諧機械波的傳播速度相等,故C錯誤;光在介質(zhì)中傳播,頻率越高,傳播速度越小,紫外線在水

12、中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度,故D正確;機械波沿其傳播方向既能傳遞能量,又能傳遞信息,故E正確. 12.(2019·湖北華師一附中模擬)(多選)下列說法正確的是( ABD ) A.因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比,所以聲波比較容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B.向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收,測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度,這種方法俗稱“彩超” C.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 D.麥克斯韋關(guān)于電磁場的兩個基本觀點是:變化的磁場產(chǎn)生電場和變化的電場產(chǎn)生磁場 E.狹義相對論認為真空中的光速與光的頻率、光源的運動

13、狀態(tài)有關(guān) 解析:因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比,根據(jù)明顯衍射的條件可知,聲波比較容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,故A正確;測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度,這種方法俗稱“彩超”,是利用了多普勒效應(yīng)原理,故B正確;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薄膜干涉現(xiàn)象,故C錯誤;麥克斯韋關(guān)于電磁場的兩個基本觀點是:變化的磁場產(chǎn)生電場和變化的電場產(chǎn)生磁場,故D正確;根據(jù)狹義相對論中光速不變原理,可知,在所有慣性參考系中光速是相同的,光速與光源、觀察者間的相對運動無關(guān),故E錯誤. 13.(2019·甘肅聯(lián)考)(多選)如圖所示,某復(fù)色光由空氣斜射入某介質(zhì)中后分解為a、b兩束單色光,以下

14、說法正確的是( ABC ) A.a(chǎn)光的頻率比b光大 B.a(chǎn)光在該介質(zhì)中的傳播速度比b光小 C.光由介質(zhì)射入空氣時,a光的臨界角比b光小 D.a(chǎn)、b通過相同的單縫衍射實驗裝置,a光的衍射條紋較寬 E.a(chǎn)、b通過相同的雙縫干涉實驗裝置,a光的干涉條紋間距較大 解析:介質(zhì)對a光的偏折程度大,即na>nb,所以a光頻率大于b光頻率,選項A正確;根據(jù)n=可知,a光在介質(zhì)中的傳播速度小,選項B正確;根據(jù)n=可知,a光臨界角小,C正確;根據(jù)c=λ·f可知λa<λb,通過相同裝置發(fā)生干涉或衍射時,b光的衍射條紋及干涉條紋間距較大,選項D、E錯誤. 14.(多選)下列說法正確的是( BCE )

15、 A.在觀看3D電影時,觀眾要戴上特制的眼鏡,否則,銀幕上的圖像就模糊不清了,是利用了光的干涉原理 B.機械波和電磁波本質(zhì)上不相同,但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象 C.通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象,露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象,肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象 D.相對論認為,豎直向上高速運動的球,無論誰去觀察,在水平方向上都會變扁 E.光纖通信的原理是全反射,光纖通信具有容量大,衰減小,抗干擾性強等優(yōu)點 解析:3D電影是利用了光的偏振現(xiàn)象,故A錯誤;豎直向上高速運動的球在水平方向上沒有變化,豎直方向上變扁了,D項錯誤;BCE說法正確. 15.用雙縫干涉測量光

16、的波長的實驗裝置如圖甲所示,已知單縫與雙縫間的距離L1=100 mm,雙縫與屏的距離L2=700 mm,雙縫間距d=0.25 mm.用測量頭來測量相鄰亮條紋中心間的距離.測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成,轉(zhuǎn)動手輪,使分劃板左右移動,讓分劃板的中心刻線對準亮條紋的中心,如圖乙所示. (1)某同學(xué)發(fā)現(xiàn),多次實驗中,條紋有豎直的,有水平的,也有傾斜的,出現(xiàn)這些問題的原因是單縫是豎直的,條紋就是豎直的;單縫是水平的,條紋就是水平的;單縫是傾斜的,條紋就是傾斜的. (2)當分劃板的中心刻線對準第1個亮條紋的中心時讀數(shù)x1=2.190 mm,對準第4個亮條紋的中心時讀數(shù)如圖丙所示,其讀數(shù)x2=A mm. A.7.869 B.7.86 C.7.36 D.5.869 (3)寫出計算波長的表達式λ=·(用d、L1、L2、x1、x2表示),根據(jù)已知數(shù)據(jù)和(2)中測得的數(shù)據(jù),求解得到的波長為676 nm. 解析:(2)x2=7.869 mm. (3)由題意知Δx== 根據(jù)Δx=λ=λ 得λ=· 代入數(shù)據(jù)解得λ=676 nm 7

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