2019年高考物理總復習 第十二章 第4講 光的波動性 電磁波 相對論簡介 新人教版選修3-4.doc

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2019年高考物理總復習 第十二章 第4講 光的波動性 電磁波 相對論簡介 新人教版選修3-4 1．在觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象的實驗中： (1)將激光束照在如圖1乙所示的雙縫上，在光屏上觀察到的現(xiàn)象是圖甲中的________． 圖1 (2)換用間隙更小的雙縫，保持雙縫到光屏的距離不變，在光屏上觀察到的條紋寬度將________；保持雙縫間隙不變，減小光屏到雙縫的距離，在光屏上觀察到的條紋寬度將________(以上均選填“變寬”、“變窄”或“不變”)． 解析　(1)雙縫干涉圖樣是平行且等寬的明暗相間的條紋，A圖正確； (2)根據(jù)Δx＝λ知，雙縫間的距離d減小時，條紋間距變寬；當雙縫到屏的距離L減小時，條紋間距變窄． 答案　(1)A　(2)變寬　變窄 2．在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，請按照題目要求回答下列問題． (1)如圖2所示，甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________． 圖2 (2)將下表中的光學元件放在圖丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長. 元件代號 A B C D E 元件名稱 光屏 雙縫 白光光源 單縫 透紅光的 濾光片 將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，各光學元件的排列順序應(yīng)為________．(填寫元件代號) (3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50 mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖3a所示，分劃板在圖中A位置時游標卡尺如圖b所示，則其示數(shù)為________ mm；在B位置時游標卡尺如圖c所示．由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________ m. 圖3 解析　(1)光的干涉條紋是等間距的，故題圖中的干涉條紋是圖甲． (2)根據(jù)實驗原理可知，圖丙中的光具座上自左向右放置的光學元件依次為白光光源、透紅光的濾光片、單縫、雙縫、光屏，故答案為EDBA. (3)由圖b可知，A位置所對應(yīng)的條紋位置為x1＝111 mm＋20.05 mm＝111.10 mm，由圖c可知，B位置所對應(yīng)的條紋位置為x2＝115 mm＋120.05 mm＝115.60 mm，故條紋間距Δx＝≈0.64 mm，將其代入Δx＝λ，解得λ＝Δx＝0.6410－6 m＝6.410－7 m. 答案　(1)甲　(2)EDBA　(3)111.10　6.410－7 3．據(jù)《飛行國際》報道稱，中國制造的首款具有“隱身能力”和強大攻擊力的第四代作戰(zhàn)飛機“殲20”(如圖4所示)，使中國成為世界上第三個進入到第四代戰(zhàn)機的研發(fā)序列中的國家．隱形飛機的原理是在飛機研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊．根據(jù)你所學的物理知識，判斷下列說法中正確的是(　　)． 圖4 A．運用隱蔽色涂層，無論距你多近的距離，你也不能看到它 B．使用吸收雷達電磁波材料，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn) C．使用吸收雷達電磁波涂層后，傳播到復合金屬機翼上的電磁波在機翼上不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．主要是對發(fā)動機、噴氣尾管等因為高溫容易產(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對方發(fā)現(xiàn)和攻擊 解析　雷達向外發(fā)射電磁波，當電磁波遇到飛機時就要發(fā)生反射，雷達通過接收反射回來的電磁波，就可以測定飛機的位置，所以要想降低飛機的可探測性，可以使用吸收雷達電磁波材料，在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)，選項B正確． 答案　B 4．下面列出一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理現(xiàn)象．請將相應(yīng)的字母填寫在運用這種現(xiàn)象的醫(yī)療器械后面的空格上． (1)X光機，________. (2)紫外線燈，________. (3)理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好．這里的“神燈”是利用________． A．光的全反射 B．紫外線具有很強的熒光作用 C．紫外線具有殺菌消毒作用 D．X射線的很強的貫穿力 E．紅外線具有顯著的熱效應(yīng) F．紅外線波長較長，易發(fā)生衍射 解析　(1)X光機是用來透視人的體內(nèi)器官的，因此需要具有較強穿透力的電磁波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成太大的傷害的X射線，選擇D. (2)紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應(yīng)用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作用，因此選擇C. (3)“神燈”又稱紅外線燈，主要是用于促進局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇E. 答案　(1)D　(2)C　(3)E 5．(1)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是(　　)． A．電磁波必須依賴介質(zhì)傳播 B．電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象 D．電磁波無法攜帶信息傳播 (2)近年來軍事行動中，士兵都配戴“紅外夜視儀”，在夜間也能清楚地看清目標，這是為什么？ 解析　(1)電磁波具有波的共性，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B正確．電磁波是橫波，能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故C錯．電磁波能攜帶信息傳播，且傳播不依賴介質(zhì)，在真空中也可以傳播，故A、D錯． (2)一切物體都在不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射 出來的紅外線不同，采用紅外線接收器，可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，不受白天和夜晚的影響，確認出目標可以采取有效的行動． 答案　(1)B　(2)見解析 6．(1)目前雷達發(fā)出的電磁波頻率多在200～1 000 MHz的范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達和電磁波的說法正確的是(　　)． A．真空中，上述頻率范圍的電磁波的波長在30～150 m之間　 B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的 C．波長越短的電磁波，越容易繞過障礙物，便于遠距離傳播 D．測出從發(fā)射無線電波到接收反射回來的無線電波的時間，就可以確定障礙物的距離 (2)列舉下列三種電磁波的一種應(yīng)用： 紅外線____________________________________________________ 紫外線______________________________________________________ X射線_____________________________________________________ 圖5 (3)某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站，如圖7所示．該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400 kHz的中波和頻率為400 MHz的微波，已知無線電波在空氣中的傳播速度都為3108 m/s，求： ①發(fā)射站發(fā)出的電磁波是通過干涉還是衍射后到達居住地A處的； ②若兩種波的接收效果不同，請說明哪一種波的接收效果更好？為什么？ 解析　(1)由c＝λf知λ＝，可知真空中上述頻率的電磁波的波長在0.3～1.5 m之間，A錯；電磁波是由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生的，B錯；波長越短的電磁波，衍射本領(lǐng)越弱，越不容易繞過障礙物，不便于遠距離傳播，C錯；測出從發(fā)射無線電波到接收反射回來的無線電波的時間，由s＝就可以確定障礙物的距離，D對． (2)紅外線主要是熱作用，如紅外線烤箱．紫外線有熒光和殺菌作用，如驗鈔機，消毒． X射線主要是穿透作用，如X射線透視． (3)①無線電波繞過山脈到達A處，發(fā)生了衍射現(xiàn)象． ②頻率為400 kHz的中波接收效果更好，因為它的波長長，衍射現(xiàn)象更明顯． 答案　(1)D　(2)、(3)見解析