2024高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)四十二光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論含解析新人教版

PAGE9-光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論(建議用時(shí)40分鐘)1．以線狀白熾燈為光源，通過狹縫視察該光源，可以看到()A．黑白相間的條紋，這是光的干涉B．黑白相間的條紋，這是光的衍射C．彩色的條紋，這是光的干涉D．彩色的條紋，這是光的衍射【解析】選D。由題可知該現(xiàn)象為光的衍射現(xiàn)象，故A、C錯(cuò)誤；線狀白熾燈發(fā)出的光是復(fù)色光，其中各種色光的波長不同，產(chǎn)生的單縫衍射的圖樣中條紋寬度和間距都不相同，因此各單色光的亮條紋或暗條紋不能完全重疊在一起，所以形成彩色條紋，故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．測(cè)溫是防控新冠肺炎的重要環(huán)節(jié)。在公共場(chǎng)所常用如圖所示的測(cè)溫槍為出入人員測(cè)溫，測(cè)溫槍是通過傳感器接收紅外線，得出感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，運(yùn)用時(shí)只要將測(cè)溫槍靠近皮膚表面，修正皮膚與實(shí)際體溫的溫差便能精確顯示體溫，下列說法正確的是()A．測(cè)溫槍利用的紅外線也可用于殺菌消毒B．紅外線是波長比紫外線長的電磁波C．紅外線的穿透實(shí)力很強(qiáng)，接受紅外線照耀是會(huì)損害身體的D．紅外線的頻率大于X光的頻率【解析】選B。紫外線可用于殺菌消毒，紅外線具有熱效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；由電磁波譜可知，紅外線是波長比紫外線長的電磁波，故B正確；紅外線的熱作用很強(qiáng)，接受紅外線照耀是不會(huì)損害身體的，故C錯(cuò)誤；由電磁波譜可知，紅外線的頻率小于X光的頻率，故D錯(cuò)誤。故選B。3．(創(chuàng)新題)市場(chǎng)上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照耀物品時(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，如圖所示。這種燈降低熱效應(yīng)的緣由之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)，這種膜能消退不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。用λ表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為()A.eq\f(1,8)λ B．eq\f(1,4)λC．eq\f(1,2)λ D．λ【解析】選B。因?yàn)楸∧さ暮穸葹椴ㄩL的eq\f(1,4)，所以兩個(gè)界面上的反射光相干涉后相互抵消，削減了反射光，進(jìn)而削減了反射光的能量。故選B。4．(2024·衡水模擬)如圖所示的四種亮暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。四幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是()A.紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫【解析】選B。雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，全部條紋寬度相同且等間距，故a、c兩個(gè)是雙縫干涉現(xiàn)象，依據(jù)雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(L,d)λ可以知道波長λ越大，Δx越大，故a是紅光，c是藍(lán)光。單縫衍射條紋是中間光明且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗，而波長越大，中心亮條紋越粗，故b、d是單縫衍射圖樣，b為紫光的單縫衍射圖樣，d為黃光的單縫衍射圖樣。故從左向右依次是紅光(雙縫干涉)、紫光(單縫衍射)、藍(lán)光(雙縫干涉)和黃光(單縫衍射)。所以選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。5．關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下說法正確的是()A．在赫茲發(fā)覺電磁波的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出了完整的電磁場(chǎng)理論B．麥克斯韋第一個(gè)預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一個(gè)用試驗(yàn)證明白電磁波的存在C．改變的電場(chǎng)可以在四周的空間產(chǎn)生電磁波D．改變的磁場(chǎng)在四周的空間肯定產(chǎn)生改變的電場(chǎng)【解析】選B。麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，而后赫茲第一個(gè)用試驗(yàn)證明白電磁波的存在，故A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，勻稱改變的磁場(chǎng)在四周空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故C、D錯(cuò)誤。6．如圖，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長”試驗(yàn)中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為：①光源、②、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。(1)②、③、④三個(gè)光學(xué)元件依次為________；(填正確答案的標(biāo)號(hào))A．濾光片、單縫、雙縫B．單縫、濾光片、雙縫C．單縫、雙縫、濾光片D．濾光片、雙縫、單縫(2)假如試驗(yàn)時(shí)將紅光濾光片換為綠光濾光片，則相鄰亮紋(暗紋)間的距離________(選填“變大”或“變小”)；(3)某次測(cè)量時(shí)，選用的雙縫的間距為0.200mm，測(cè)得屏與雙縫間的距離為1.40m，第1條暗條紋到第4條暗條紋之間的距離為7.56mm，則所測(cè)單色光的波長λ【解析】(1)為獲得單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫，故A正確；(2)依據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ知增大光屏到雙縫的距離L或者減小雙縫間距d，可以使條紋間距增大；當(dāng)將紅光濾光片換為綠光濾光片時(shí)波長減小，則相鄰亮紋(暗紋)間的距離變?。?3)依據(jù)：Δx＝eq\f(L,d)λ得：λ＝eq\f(Δx·d,L)＝eq\f(7.56×10－3×0.200×10－3,3×1.40)m＝0.36×10－6m＝360nm。答案：(1)A(2)變小(3)3607．一試驗(yàn)小組用某一單色光做雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，在距離雙縫為1.0m處的光屏上，測(cè)得1至5條亮條紋間的距離為7.6mm。已知所用的雙縫間距離為0.25mm(1)求這種單色光的波長；(2)若用這種單色光照耀到增透膜上，已知增透膜對(duì)這種光的折射率為1.3，則這種光在增透膜中的波長是多少？增透膜的厚度至少應(yīng)取多少？【解析】(1)條紋間距Δx＝eq\f(7.6×10－3,4)m＝1.9×10－3m因λ＝eq\f(d,L)Δx代入數(shù)據(jù)解得單色光的波長λ＝4.75×10－7(2)因n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λf,λ′f)＝eq\f(λ,λ′)那么光在增透膜中的波長λ′＝eq\f(λ,n)＝eq\f(4.75×10－7,1.3)m＝3.65×10－7m增透膜的厚度至少為d′＝eq\f(λ′,4)＝eq\f(3.65×10－7,4)m＝9.13×10－8m答案：(1)4.75×10－7(2)3.65×10－7m9.13×10－8．(2024·順義區(qū)模擬)當(dāng)前，新型冠狀病毒(COVID－19)在威逼著全世界人民的生命健康，紅外測(cè)溫槍在疫情防控過程中發(fā)揮了重要作用。紅外測(cè)溫槍與傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫儀器相比，具有響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)溫效率高、操作便利、防止交叉感染(不用接觸被測(cè)物體)的特點(diǎn)。下列關(guān)于紅外測(cè)溫槍的說法中正確的是()A．紅外測(cè)溫槍工作原理和水銀體溫計(jì)測(cè)量原理一樣都是利用熱脹冷縮原理B．紅外測(cè)溫槍能接收到的是身體的熱量，通過熱傳導(dǎo)到達(dá)紅外測(cè)溫槍進(jìn)而顯示出體溫C．紅外測(cè)溫槍利用了一切物體都在不停地放射紅外線，而且放射紅外線強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高放射紅外線強(qiáng)度就越大D．紅外線也屬于電磁波，其波長小于紫外線的波長【解析】選C。紅外就是紅外線，自然界全部的物體，無時(shí)無刻不在向外發(fā)出輻射能量，這些能量以電磁波的形式存在。紅外測(cè)溫槍接收到人體輻射出的紅外線，通過波長、強(qiáng)度與溫度的關(guān)系，就可以得到人體的溫度，而水銀體溫計(jì)是利用熱脹冷縮原理工作的，A、B錯(cuò)誤，C正確；紅外線波長范圍0.8～100μm，紫外線的波長范圍在100～400nm，紅外線波長大于紫外線波長，D錯(cuò)誤。故選C?！炯庸逃?xùn)練】

(創(chuàng)新題)平安生活離不開安檢，無論是乘坐地鐵，還是火車和飛機(jī)，都能看到安檢的存在。針對(duì)行李的安檢機(jī)工作原理與醫(yī)院里面用的CT成像原理很相像。當(dāng)行李箱通過安檢機(jī)的時(shí)候，就會(huì)在顯示屏上顯示出不同物體的輪廓，然后再依據(jù)顏色的不同，就能進(jìn)一步推斷物體也許屬于哪一類。安檢門主要是用來檢測(cè)人身上是否攜帶了金屬類管制利器的，它本質(zhì)上是一種金屬檢測(cè)儀，依據(jù)金屬的種類和大小，金屬檢測(cè)儀可以大致給出報(bào)警的金屬所在的位置和大小等信息，且不會(huì)對(duì)身體健康造成影響?，F(xiàn)在國內(nèi)外某些機(jī)場(chǎng)已經(jīng)配備了人體掃描儀，人體掃描儀能對(duì)人體實(shí)行比安檢門更具體的檢查。人體掃描儀利用了一種毫米波段的電磁波，其頻率比可見光還低，輻射強(qiáng)度微小，成為無害安檢的志向波段。相比于金屬探測(cè)儀，人體掃描儀能識(shí)別各種金屬和非金屬，因此，一般配備了人體掃描儀的機(jī)場(chǎng)不會(huì)再額外的安裝檢測(cè)金屬的安檢門。依據(jù)以上信息可知，下列說法中正確的是 ()

A.安檢機(jī)是利用γ射線的穿透作用來工作的

B.安檢門的金屬檢測(cè)儀是利用靜電感應(yīng)原理來探測(cè)金屬的

C.人體掃描儀的圖像可能是利用了紅外線反射所成的像

D.人體掃描儀可能是利用某種電磁波的穿透作用來工作的【解析】選C。安檢機(jī)是利用X射線的穿透作用來工作的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；安檢門的金屬檢測(cè)儀是利用電磁感應(yīng)原理來探測(cè)金屬的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；人體掃描儀利用了一種毫米波段的電磁波，其頻率比可見光還低，可知人體掃描儀的圖像可能是利用了紅外線反射所成的像，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；故選C。9．如圖所示，圖甲是LC震蕩回路中電流隨時(shí)間的改變關(guān)系，若以圖乙回路中順時(shí)針方向的電流為正，a、b、c、d均為電場(chǎng)能或磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻，下列說法正確的是()A.圖乙中的a是電場(chǎng)能最大的時(shí)刻，對(duì)應(yīng)圖甲中的eq\f(3T,4)時(shí)刻B．圖乙中的b是電場(chǎng)能最大的時(shí)刻，此后的eq\f(T,4)內(nèi)電流方向?yàn)檎鼵．圖乙中的c是磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻，對(duì)應(yīng)圖甲中的eq\f(3T,4)時(shí)刻D．圖乙中的d是磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻，此后電容C的下極板將充上正電荷【解析】選B。圖乙中的a是電場(chǎng)能最大的時(shí)刻，上極板帶正電，即充電時(shí)電流沿順時(shí)針方向，對(duì)應(yīng)圖甲中的T時(shí)刻，A錯(cuò)誤；圖乙中的b是電場(chǎng)能最大的時(shí)刻，由下極板帶正電，此后的eq\f(T,4)內(nèi)放電，電流沿順時(shí)針方向，B正確；圖乙中的c是磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻，此后磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，由楞次定律推斷，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，圖甲中的eq\f(3T,4)時(shí)刻電流為順時(shí)針方向，C錯(cuò)誤；圖乙中的d是磁場(chǎng)能最大的時(shí)刻，此后磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，由楞次定律推斷，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，此后電容器的下極板將充上負(fù)電荷，D錯(cuò)誤。故選B?！炯庸逃?xùn)練】(多選)(2024·武漢模擬)對(duì)于以下光學(xué)現(xiàn)象的說法中正確的是 ()A.圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個(gè)狹縫S1、S2間的距離d，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小B.圖乙是單縫衍射試驗(yàn)現(xiàn)象，若只在狹縫寬度不同狀況下，上面圖對(duì)應(yīng)狹縫較寬C.圖丙是用干涉法檢測(cè)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(cè)的平面在此處是凹陷的D.圖丁中的P、Q是偏振片，當(dāng)P固定不動(dòng)，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)Q時(shí)，光屏上的光亮度將一明一暗交替改變，此現(xiàn)象表明光波是橫波【解析】選A、D。依據(jù)可知，只減小屏到擋板的間距，相鄰兩亮條紋間距將減小，故A正確；依據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，狹縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯，因此若這是在狹縫寬度不同的狀況下，圖乙中上面圖對(duì)應(yīng)狹縫較窄，故B錯(cuò)誤；圖丙所示的干涉圖樣表明檢測(cè)圖樣此處是凸起的，故C錯(cuò)誤；只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，因此光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故D正確。故選A、D。10．(多選)把一個(gè)上表面是平面下表面是凸面的凸透鏡壓在一塊平面玻璃上，讓單色光從上方垂直射入，從上往下看凸透鏡，可以看到亮暗相間的圓環(huán)狀條紋()A．圓環(huán)狀條紋是光經(jīng)凸透鏡上下兩個(gè)玻璃表面之間反射引起的干涉造成的B．圓環(huán)狀條紋是兩個(gè)玻璃表面之間的空氣膜引起的薄膜干涉造成的C．假如將凸透鏡的凸面曲率半徑增大而其他條件保持不變，視察到的圓環(huán)亮紋間距變大D．假如改用波長更長的單色光照耀而其他條件保持不變，視察到的圓環(huán)亮紋間距變小【解析】選B、C。當(dāng)光垂直照耀到凸透鏡上時(shí)，光的傳播方向不變，而當(dāng)光從玻璃射入空氣時(shí)一部分光發(fā)生反射，另一部分光透射進(jìn)入空氣，當(dāng)該部分光從空氣進(jìn)入下面的平面玻璃時(shí)又有一部分光發(fā)生反射，這樣兩列反射光是相干光，它們?cè)谕雇哥R的下表面相遇，當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時(shí)是亮條紋，當(dāng)光程差為半個(gè)波長的奇數(shù)倍時(shí)是暗條紋，故出現(xiàn)亮暗相間的圓環(huán)狀干涉條紋，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；若換一個(gè)曲率半徑更大的凸透鏡，仍舊相同的水平距離但空氣層的厚度變小，所以視察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，故C項(xiàng)正確；假如改用波長更長的單色光照耀而其他條件保持不變，則視察到的圓環(huán)狀條紋間距變大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．用雙縫干涉測(cè)光的波長的試驗(yàn)裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫的距離L1＝60mm，雙縫與光屏的距離L2＝700mm，單縫寬d1＝0.10mm，雙縫間距d2＝0.25mm(1)分劃板的中心刻線分別對(duì)準(zhǔn)第1條和第4條亮條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)示數(shù)x1＝__________mm，對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)示數(shù)x2＝__________mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝__________mm。(2)計(jì)算波長的公式λ＝__________；求得的波長是__________nm(保留三位有效數(shù)字)?！窘馕觥?1)對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)示數(shù)x1＝(2＋0.01×19.0)mm＝2.190mm，對(duì)準(zhǔn)第4條時(shí)示數(shù)x2＝(7.5＋0.01×36.9)mm＝7.869mm，相鄰兩條亮條紋間的距離Δx＝eq\f(x2－x1,4－1)＝1.893mm。(2)由干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可得，波長λ＝eq\f(d2,L2)Δx＝6.76×10－7m＝676nm。答案：(1)2.1907.8691.893(2)eq\f(d2,L2)Δx67612．用波長為0.51μm的綠光經(jīng)雙縫干涉裝置在屏上得到干涉條紋，測(cè)得兩明條紋間距為0.5mm，將該裝置放到水中并改用紅光做雙縫干涉試驗(yàn)，測(cè)得干涉條紋中兩相鄰明條紋間距仍為0.5mm，若水的折射率為eq\f(4,3)，求此紅光的頻率。【解析】已知綠光的波長λ1＝0.51μm＝5.1×10－7m