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

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1、課時(shí)作業(yè)47 光的波動(dòng)性 電磁波 相對(duì)論 時(shí)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(shí)通過(guò)的路程之差,則在薄膜干涉中取決于入射點(diǎn)處薄膜的厚度.因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個(gè)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(xiàng)B正確. 2.(多選)下列說(shuō)法正確的是( ABC ) A.只有當(dāng)障礙物或孔的尺寸跟光的波長(zhǎng)差不多,甚至比光的波長(zhǎng)還小時(shí),才能產(chǎn)生明顯的光的衍射現(xiàn)象 B.光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明了光具有波動(dòng)性

2、 C.用單色平行光照射單縫,縫寬不變,照射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),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(yáng)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(zhǎng)相比,甚至比光的波長(zhǎng)還小時(shí),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(shuō)明了光具有波動(dòng)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(zhǎng)越長(zhǎng),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(shuō)明了光具有波動(dòng)性,但沒(méi)有否定光的直線傳播的結(jié)論,故D錯(cuò)誤;在太陽(yáng)光照射下,肥皂泡呈現(xiàn)彩色,這是光的干涉現(xiàn)象,故E錯(cuò)誤. 3.(多選)關(guān)于電磁波譜,下列說(shuō)法中正確的是( 

3、AD ) A.X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用,過(guò)量的X射線輻射會(huì)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(zhǎng)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(guò)量的X射線輻射會(huì)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(wú)線電波,故B錯(cuò)誤;紫外線比紫光的波長(zhǎng)短,更不容易發(fā)生衍射,故C錯(cuò)誤;γ射線波長(zhǎng)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(cè)這兩只鐘的快慢,下列說(shuō)法正確的有( AC ) A.飛船上的人觀測(cè)到飛

4、船上的鐘較快 B.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢 C.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快 D.地球上的人觀測(cè)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(dòng)的,根據(jù)狹義相對(duì)論的運(yùn)動(dòng)延時(shí)效應(yīng),飛船上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢,即飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快,故A正確,B錯(cuò)誤;地球上的人以地球?yàn)閰⒖枷?,認(rèn)為飛船高速運(yùn)動(dòng),同樣根據(jù)狹義相對(duì)論的運(yùn)動(dòng)延時(shí)效應(yīng),飛船上的鐘較慢,故地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快,故C正確,D錯(cuò)誤. 5.如圖所示,市場(chǎng)上有種燈具俗稱“冷光燈”,用它照射物品時(shí)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(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線.以λ表示紅外線的波長(zhǎng),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(diǎn)之一就是熱效應(yīng),當(dāng)光照射物體時(shí),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(zhǎng)的時(shí),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(lái)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(shí)驗(yàn)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(xiàng)A錯(cuò)誤;不同色光干涉條紋分布位置不相同,故選項(xiàng)B錯(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)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(shuō)法中正確的是( C ) A.使A和B同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)90°,能夠看到透射光

7、B.單使B轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,看到光先變亮再變暗 C.單使B轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,看到光逐漸變亮 D.單使A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),始終看不到透射光 解析:原來(lái)人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S,無(wú)法看到透射光,說(shuō)明兩個(gè)偏振片正好相互垂直,現(xiàn)在同時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)90°,依然看不到透射光,故A錯(cuò)誤;單使B轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,看到光逐漸變亮,故B錯(cuò)誤,C正確;單使A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可以看到透射光,故D錯(cuò)誤. 8.(多選)下列說(shuō)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(chǎng)中能偏轉(zhuǎn)、穿透能

8、力強(qiáng),可用來(lái)進(jìn)行人體透視 E.聲源與觀察者相對(duì)靠近時(shí),觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率 解析:偏振光只可以是橫波,不能是縱波,故A錯(cuò)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(hào)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(chǎng)中不能偏轉(zhuǎn),因其不帶電,故D錯(cuò)誤.根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,聲源與觀察者相對(duì)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(guò)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(guò)平行玻璃磚或三棱鏡時(shí),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(zhǎng)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(xiàng)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(wú)線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航.如圖所示,兩個(gè)可發(fā)射無(wú)線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫.兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為λ1和λ2的無(wú)線電波.飛機(jī)降落過(guò)程中,當(dāng)接收到λ1和λ2的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑

10、道.下列說(shuō)法正確的是( C ) A.天線發(fā)出的兩種無(wú)線電波必須一樣強(qiáng) B.導(dǎo)航利用了λ1與λ2兩種無(wú)線電波之間的干涉 C.兩種無(wú)線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D.兩種無(wú)線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合 解析:無(wú)線電波的干涉與強(qiáng)弱無(wú)關(guān),故A錯(cuò)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(cuò)誤;空間中λ1的干涉與λ2的干涉相互疊加,因?yàn)槊糠N無(wú)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(cuò)誤. 11.(2019·山東統(tǒng)測(cè))(多選)關(guān)于機(jī)械波與電磁波,下列說(shuō)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(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí),振動(dòng)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(wú)關(guān),故A錯(cuò)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(shí),簡(jiǎn)諧機(jī)械波的傳播速度相等,故C錯(cuò)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(shuō)法正確的是( ABD ) A.因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)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(cè)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(chǎng)的兩個(gè)基本觀點(diǎn)是:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)和變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) E.狹義相對(duì)論認(rèn)為真空中的光速與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)

13、狀態(tài)有關(guān) 解析:因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)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(cè)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(cuò)誤;麥克斯韋關(guān)于電磁場(chǎng)的兩個(gè)基本觀點(diǎn)是:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)和變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),故D正確;根據(jù)狹義相對(duì)論中光速不變?cè)?,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(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān),故E錯(cuò)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(shuō)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(shí),a光的臨界角比b光小 D.a(chǎn)、b通過(guò)相同的單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置,a光的衍射條紋較寬 E.a(chǎn)、b通過(guò)相同的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置,a光的干涉條紋間距較大 解析:介質(zhì)對(duì)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(xiàng)A正確;根據(jù)n=可知,a光在介質(zhì)中的傳播速度小,選項(xiàng)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(guò)相同裝置發(fā)生干涉或衍射時(shí),b光的衍射條紋及干涉條紋間距較大,選項(xiàng)D、E錯(cuò)誤. 14.(多選)下列說(shuō)法正確的是( BCE )

15、 A.在觀看3D電影時(shí),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(guò)狹縫看太陽(yáng)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(duì)論認(rèn)為,豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球,無(wú)論誰(shuí)去觀察,在水平方向上都會(huì)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(diǎn) 解析:3D電影是利用了光的偏振現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球在水平方向上沒(méi)有變化,豎直方向上變扁了,D項(xiàng)錯(cuò)誤;BCE說(shuō)法正確. 15.用雙縫干涉測(cè)量光

16、的波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)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(cè)量頭來(lái)測(cè)量相鄰亮條紋中心間的距離.測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成,轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,使分劃板左右移動(dòng),讓分劃板的中心刻線對(duì)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(shí)驗(yàn)中,條紋有豎直的,有水平的,也有傾斜的,出現(xiàn)這些問(wèn)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(duì)準(zhǔn)第1個(gè)亮條紋的中心時(shí)讀數(shù)x1=2.190 mm,對(duì)準(zhǔn)第4個(gè)亮條紋的中心時(shí)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(xiě)出計(jì)算波長(zhǎng)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(cè)得的數(shù)據(jù),求解得到的波長(zhǎng)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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