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(dāng)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(dāng)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(qiáng)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(qiáng)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(yùn)動的，根據(jù)狹義相對論的運(yùn)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(rèn)為飛船高速運(yùn)動，同樣根據(jù)狹義相對論的運(yùn)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(dāng)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(dāng)于增透膜)，當(dāng)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(qiáng)度減弱，達(dá)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(qiáng)，可用來進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)降落過程中，當(dāng)接收到λ1和λ2的信號都保持最強(qiáng)時，表明飛機(jī)已對準(zhǔn)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(qiáng) 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(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D．兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 解析：無線電波的干涉與強(qiáng)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(qiáng)弱分布穩(wěn)定，故疊加后空間的強(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)為真空中的光速與光的頻率、光源的運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(jī)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(rèn)為，豎直向上高速運(yùn)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(qiáng)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(yùn)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(zhǔn)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(dāng)分劃板的中心刻線對準(zhǔn)第1個亮條紋的中心時讀數(shù)x1＝2.190 mm，對準(zhǔn)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(dá)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