（江蘇專用）高考物理總復習 課時跟蹤檢測（三十八）光的波動性 電磁波 相對論-人教版高三物理試題

課時跟蹤檢測(三十八)光的波動性電磁波相對論一、單項選擇題1．(2014·閘北區(qū)二模)用圖1所示的實驗裝置在暗室中探究光的性質，左側是點燃的酒精燈(在燈芯上灑些鹽)，右側是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬線圈，下列說法中正確的是()圖1A．條紋呈黃白相間B．條紋形成的分布情況由薄膜的厚度決定C．酒精燈火焰發(fā)出兩種不同顏色的光照射到薄膜上，形成干涉條紋D．在圖示的情況下，從肥皂薄膜的左面觀察時，在薄膜上可看到衍射條紋2．(2014·四川模擬)如圖2所示，一束光從空氣射入矩形玻璃磚上表面的O點，進入玻璃磚后分成a、b兩束單色可見光，則()圖2A．a光在玻璃中的傳播速度小于b光在玻璃中的傳播速度B．增大入射角，b光在玻璃磚下表面最先發(fā)生全反射C．a、b光從玻璃磚下表面射出后會相交于一點D．如果把a、b光通過同一裝置做雙縫干涉實驗，a光的干涉條紋間距大于b光3．(2014·常州模擬)以下說法中正確的是()A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波B．根據(jù)相對論可認為空間和時間與物質的運動狀態(tài)無關C．麥克斯韋預言并用實驗驗證了電磁波的存在D．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光，則條紋間距變寬4．(2013·南安質檢)據(jù)報道，歐洲大型強子對撞機開足馬力可以把粒子加速到光速的99.9%，單束粒子能量可達到7萬億電子伏特。下列說法正確的是()A．如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度可以達到光速B．如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度可能超過光速C．粒子高速運動時質量大于靜止時的質量D．粒子高速運動時質量小于靜止時的質量5．(2014·江蘇名校質檢)太陽風暴襲擊地球時，不僅會影響通信，威脅衛(wèi)星。而且會破壞臭氧層，臭氧層作為地球的保護傘，是因為臭氧能吸收太陽輻射中()A．波長較短的可見光 B．波長較長的可見光C．波長較短的紫外線 D．波長較長的紅外線6．(2014·湖北八校聯(lián)考)登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力。有人想用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.1×1014Hz，那么他設計的這種“增反膜”的厚度至少是()A．9.25×10－8m B．1.85×10－C．1.23×10－7m D．6.18×10－二、多項選擇題7．(2014·浙江高考)關于下列光學現(xiàn)象，說法正確的是()A．水中藍光的傳播速度比紅光快B．光從空氣射入玻璃時可能發(fā)生全反射C．在岸邊觀察前方水中的一條魚，魚的實際深度比看到的要深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8．下列有關對光的認識正確的是()A．光在同一介質中沿直線傳播B．海市蜃樓是全反射的結果C．用光導纖維束傳送圖像信息，這是光的衍射的應用D．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光折射的結果9．(2014·淄博測試)在以下各種說法中，正確的是()A．紅光由空氣進入水中，波長變長，顏色不變B．坐車過橋要慢行，目的是使驅動力頻率遠小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋梁C．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息D．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變寬10．(2014·宿遷模擬)下列說法中正確的是()A．機械波和電磁波都能在真空中傳播B．鐵路、民航等安檢口使用紅外線對行李內物品進行檢測C．根據(jù)狹義相對論的原理知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的D．兩列波疊加時產生干涉現(xiàn)象，其振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域是穩(wěn)定不變的三、非選擇題11．(2014·南通模擬)宇航員在地面上將兩只鐘校準到零時刻(如圖3甲所示)，其中一只留在地面上，另一只跟隨宇航員一起乘坐高速運行的飛船。從零時刻開始計時，宇航員根據(jù)隨身攜帶的手表指示，經(jīng)過了半個小時，宇航員觀察飛船內鐘的分針指示可能為______圖，宇航員觀察地面上鐘的分針指示可能為________圖。圖312．如圖4所示為水中兩個振動情況完全相同的波源所形成的圖樣，這是水面波的________現(xiàn)象；圖5中的A、B、C是不同頻率的水面波通過相同的小孔所能達到區(qū)域的示意圖，則其中水波的頻率最大的是________圖。圖4圖513．如圖6所示，在雙縫干涉實驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實驗，問P圖6(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質中波長為4×10－7m(2)已知B光在某種介質中波長為3.15×10－7m，當B答案1．選B觀察的干涉圖樣的顏色是明暗相間的干涉圖樣，不是黃白相間，故A錯誤；薄膜干涉是前后兩面反射的光程差造成的，則條紋形成的分布情況由薄膜的厚度決定，故B正確；酒精燈火焰發(fā)出的光照射到薄膜上，由膜前后表面反射，獲得兩種相同頻率的光(顏色相同)，從而進行疊加，形成干涉條紋，故C錯誤；觀察到干涉圖樣是因為薄膜的前后面反射的光程差造成的，應在酒精燈的同側觀察，且觀察到的不是衍射條紋，故D錯誤。2．選Db光的偏折程度大，則b光的折射率大，a光的折射率小，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，a光在玻璃中傳播的速度大，故A錯誤；因為a、b兩光在上表面的折射角和在下表面的入射角相等，根據(jù)光的可逆性，知兩光出射時在下表面折射角相等，即兩光平行，不可能發(fā)生全反射，也不可能相交于一點，故B、C錯誤；因為a光的折射率小，則a光的波長長，根據(jù)Δx＝eq\f(Lλ,d)知，a光的干涉條紋間距大，故D正確。3．選D光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，選項A錯誤；相對論認為空間和時間與物質的運動狀態(tài)有關，選項B錯誤；麥克斯韋預言電磁波的存在，赫茲用實驗驗證了電磁波的存在，選項C錯誤；在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光變?yōu)榧t光，由于紅光波長大于綠光，由條紋間隔公式可知，條紋間距變寬，選項D正確。4．選C根據(jù)相對論，如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度不可以達到光速，選項A、B錯誤。由相對論質量公式可知，粒子高速運動時質量大于靜止時的質量，選項C正確D錯誤。5．選C臭氧層的主要作用就是吸收由太陽射向地球的紫外線，從而有效地對地球上的動植物起保護作用。作為人類，保護臭氧層就是保護我們自己，故正確的選項是C。6．選C為了減小紫外線對眼睛的傷害，應使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射的光疊加后加強，則路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)。因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的eq\f(1,2)。紫外線在真空中的波長是λ＝eq\f(c,f)＝3.7×10－7m，在膜中的波長是λ′＝eq\f(λ,n)＝2.47×10－7m，故膜的厚度至少是1.23×10－7m。7．選CD光在介質中的傳播速度v＝c/n，其中n是折射率，由于水對藍光的折射率大于水對紅光的折射率，所以在水中藍光傳播速度比紅光慢，A錯誤；光從光密介質射入光疏介質時，才有可能發(fā)生全反射，B錯誤；視深h和實際深度H的關系為h＝eq\f(H,n)，所以魚的實際深度比看到的要深，C正確；雙縫干涉實驗中條紋間距Δx＝eq\f(L,d)λ，由于紅光波長大于藍光波長，所以用紅光時得到的條紋間距更寬，D正確。8．選BD光在同一均勻的介質中沿直線轉播，A錯誤；海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時發(fā)生全反射而產生的，B正確；用光導纖維束傳送圖像信息，這是光的全反射的應用，選項C錯誤；太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的色散現(xiàn)象，是光的折射的結果，選項D正確。9．選BC紅光由空氣進入水中，頻率不變，所以顏色不變，而根據(jù)v＝eq\f(c,n)＝λf可知，波長λ＝eq\f(c,fn)變短，故A錯誤；驅動力頻率越接近橋的固有頻率，橋的振幅越大，越容易損壞橋梁，故B正確；電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大，C正確；根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，D錯誤。10．選CD電磁波能在真空中傳播，機械波不能在真空中傳播，選項A錯誤；鐵路、民航等安檢口使用X射線對行李內物品進行檢測，選項B錯誤；根據(jù)狹義相對論的原理知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，選項C正確；兩列波疊加時產生干涉現(xiàn)象，其振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域是穩(wěn)定不變的，選項D正確。11．解析：從零時刻開始計時，宇航員根據(jù)隨身攜帶的手表指示，經(jīng)過了半個小時，宇航員觀察飛船內鐘的分針指示可能為乙圖。根據(jù)愛因斯坦的相對論中時間間隔的相對性公式得運動的時鐘會變慢，所以宇航員觀察地面上鐘的分針指示可能為小于半個小時，即丙圖。答案：乙丙12．解析：圖中有兩個波源，故形成兩列波，在兩列波相遇時發(fā)生疊加從而使有的地方振動加強，有的地方振動減弱，故出現(xiàn)干涉現(xiàn)象；而A、B、C三種不同頻率的水面波傳播速度相同，但A發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C的衍射現(xiàn)象最不明顯，由于小孔的寬度相同，波長越大時越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A的波長最大，C的波長最短，故C的頻率最大。答案：干涉C13．解析：(1)設單色光A在空氣和介質中的波長分別為λ1、λ2，根據(jù)n＝eq\f(λ1,λ2)可得λ1＝n·λ2＝6×10－7m由題意可知，S1、S2到P點的光的路程差Δx＝2.1×10－6則N1＝eq