高考物理大一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)42 光的波動(dòng)性 電磁波 相對論-人教版高三全冊物理試題

課后限時(shí)集訓(xùn)42光的波動(dòng)性電磁波相對論建議用時(shí)：45分鐘1．(多選)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是()A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息B．手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波C．太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同E．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大ABE[電磁波可以傳遞信息，如電視信號(hào)；聲波也可以傳遞信息，如人說話，故A正確；手機(jī)用電磁波傳遞信息，人說話發(fā)出聲波，故B正確；太陽光中的可見光是電磁波，在真空中的傳播速度約為3×108m/s，“B超”中的超聲波是聲波，常溫下，在空氣中的速度大約為340m/s，故C錯(cuò)誤；遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線頻率不同，波速相同，根據(jù)c＝λf可知波長不同，故D錯(cuò)誤；由v＝eq\f(c,n)知電磁波進(jìn)入水中速度變小，而聲波由空氣進(jìn)入水中的速度變大，E正確。]2．(多選)(2019·商丘四校聯(lián)考)關(guān)于下列光學(xué)現(xiàn)象，說法中正確的是()A．電磁波和其他可見光一樣，也能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B．水中藍(lán)光的傳播速度比紅光的慢C．光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波D．分別用藍(lán)光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬E．一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋，是因?yàn)椴Ａ忡R吸收了白光中的一些色光ABD[一切波都有干涉、衍射現(xiàn)象，電磁波也是波，因此電磁波和其他可見光一樣均具有干涉、衍射等現(xiàn)象，故A正確；藍(lán)光的折射率大于紅光的折射率，根據(jù)v＝eq\f(c,n)知，水中藍(lán)光的傳播速度比紅光慢，故B正確；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，故C錯(cuò)誤；由于紅光的波長大于藍(lán)光的波長，根據(jù)條紋間距等于Δx＝eq\f(l,d)λ，故在同一裝置上做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，用紅光時(shí)得到的條紋間距更寬，故D正確；一束白光從空氣射入玻璃三棱鏡后形成彩色條紋是因?yàn)楣獾恼凵?，不是因?yàn)槿忡R吸收了光，故E錯(cuò)誤。]3．(多選)下列說法正確的是()A．相對論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論B．真空中的光速在任何慣性參考系中都是相同的C．狹義相對論只適用于慣性參考系D．肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象E．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理BCD[相對論并不否定經(jīng)典力學(xué)，它是在一定條件下的特殊情形，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)光速不變原理，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)狹義相對論的基本假設(shè)可知，選項(xiàng)C正確；根據(jù)光現(xiàn)象的成因知，選項(xiàng)D正確；全息照相不是利用全反射，而是和光的干涉有關(guān)，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。]4．(多選)下列說法正確的是()A．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光從紫光改為紅光，則相鄰亮條紋間距一定變小B．做簡諧振動(dòng)的物體，經(jīng)過同一位置時(shí)，速度可能不同C．在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率不一定等于物體的固有頻率D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片可以增加透射光的強(qiáng)度E．愛因斯坦狹義相對論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的BCE[由Δx＝eq\f(l,d)λ，從紫光改為紅光，則相鄰亮條紋間距變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，在鏡頭前加一個(gè)偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，并不增加透射光的強(qiáng)度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]5．(多選)光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。下列現(xiàn)象中能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋E．陽光在水面的反射光是自然光ABC[在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)的光是偏振光，選項(xiàng)A、B反映了光的偏振特性；選項(xiàng)C是偏振現(xiàn)象的應(yīng)用；選項(xiàng)D是光的衍射現(xiàn)象，D項(xiàng)錯(cuò)誤；陽光在水面的反射光是偏振光，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤。]6．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫，在雙縫后的屏幕上，紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比，Δx1_______Δx2(選填“>”“＝”或“<”)。若實(shí)驗(yàn)中紅光的波長為630nm，雙縫與屏幕的距離為1.00m，測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5mm，則雙縫之間的距離為mm。[解析]由公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，Δx1＞Δx2。相鄰亮條紋之間的距離為Δx＝eq\f(10.5,5)mm＝2.1mm，雙縫間的距離d＝eq\f(Lλ,Δx)，代入數(shù)據(jù)得d＝0.300mm。[答案]＞0.3007．奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量。偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會(huì)相對于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測樣品P置于A、B之間。(1)偏振片A的作用是______________________。(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種________。(3)(多選)以下說法正確的是________。A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于αD．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最強(qiáng)，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α[解析](1)自然光源發(fā)出的光不是偏振光，但當(dāng)自然光經(jīng)過偏振片后就變成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光變成偏振光。(2)偏振現(xiàn)象證明了光是一種橫波。(3)因?yàn)锳、B的透振方向一致，故A、B間不放糖溶液時(shí)，自然光通過偏振片A后變成偏振光，通過B后到達(dá)O。當(dāng)在A、B間加上糖溶液時(shí)，由于糖溶液的旋光作用，使通過A的偏振光的振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，通過B到達(dá)O的光的強(qiáng)度不是最大，但當(dāng)B轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光的振動(dòng)方向一致時(shí)，O處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度。若偏振片B不動(dòng)而將A旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)糖溶液旋光后光的振動(dòng)方向恰與B的透振方向一致，則A轉(zhuǎn)過的角度也為α，故選項(xiàng)A、C、D正確。[答案](1)把自然光變成偏振光(2)橫波(3)ACD8．(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平凸薄透鏡，在兩者之間形成厚度不均勻的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方觀察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是()甲乙A．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸炔皇蔷鶆蜃兓腄．干涉條紋不等間距是因?yàn)榭諝饽ず穸仁蔷鶆蜃兓腅．若使用半徑小一些的凸薄透鏡，則干涉條紋的間距要變大ACE[由于在凸透鏡和平板玻璃之間的空氣形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透鏡的下表面和平板玻璃的上表面，故A正確，B錯(cuò)誤；由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是均勻變化的，形成不等間距的干涉條紋，故C正確，D錯(cuò)誤；若使用半徑小一些的凸薄透鏡，則空氣薄膜上的厚度變化更快，則形成的干涉條紋的間距要變大，故E正確。]9．(多選)(2019·三亞模擬)下列說法正確的是()甲乙丙丁戊A．圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖，其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度B．圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會(huì)再有光線從bb′面射出C．圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到擋板間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小D．圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時(shí)得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的E．圖戊中的M、N是偏振片，P是光屏。當(dāng)M固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)N時(shí)，光屏P上的光亮度將會(huì)發(fā)生變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波ACE[甲圖中a束光折射角大，折射率小，根據(jù)v＝eq\f(c,n)，a束光在水珠中的傳播速度大，選項(xiàng)A正確；乙圖中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于臨界角，就不會(huì)發(fā)生全反射，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；丙圖中，根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ，選項(xiàng)C正確；丁圖中的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹陷的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；有偏振現(xiàn)象的光波為橫波，選項(xiàng)E正確。]10.(1)楊氏干涉實(shí)驗(yàn)證明光的確是一種波，一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上，兩狹縫就成了兩個(gè)光源，它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件，則兩列光的________相同。如圖所示，在這兩列光波相遇的區(qū)域中，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，如果放置光屏，在________(選填“A”“B”或“C”)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。(2)在上述楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光的波長λ＝5.89×10－7m，雙縫間的距離d＝1mm，雙縫到屏的距離l＝2m。求第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距。[解析](1)要形成光的干涉，兩列光的頻率應(yīng)該相同，在題圖所示的干涉區(qū)域放置光屏，波峰與波谷相遇的C點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)暗條紋。(2)相鄰的亮條紋的中心間距Δx＝eq\f(l,d)λ由題意知，亮條紋的數(shù)目n＝10則第1個(gè)亮條紋到第11個(gè)亮條紋的中心間距L＝eq\f(nlλ,d)代入數(shù)據(jù)得L＝1.178×10－2m。[答案](1)頻率C(2)1.178×10－2m11．激光已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙縫干涉測量激光的波長。(1)如圖所示，在水平面上方適當(dāng)位置固定激光光源，使其發(fā)射與水平面成30°角斜向下的激光，在水平光屏上M點(diǎn)呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚，激光光斑移至水平光屏上的N點(diǎn)。測得玻璃磚厚度為d＝eq\r(3)cm，MN＝b＝2cm。根據(jù)以上信息，求該玻璃磚的折射率n；(2)為測量該激光的波長，將激光垂直射向間距為d的雙縫(每個(gè)縫的寬度很窄，寬度可忽略)，在雙縫后面距離為L處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經(jīng)測量得出5條亮條紋之間的距離為a，求該激光的波長。[解析](1)如圖所示，設(shè)折射角所對的邊的長度為x，激光入射角i