2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第15章光電磁波相對論簡介第2講光的波動性電磁波相對論課時作業(yè)含解析新人教版

PAGE7-第2講光的波動性電磁波相對論滿分：100分一、選擇題(本題共12小題，每小題7分，共84分。其中1～4題為單選，5～12題為多選)1．如圖所示的四個圖形中，屬于聞名的泊松亮斑衍射圖樣的是()答案B解析泊松亮斑的圖樣特點(diǎn)為中心是一個亮點(diǎn)，亮點(diǎn)四周有一個大的陰影區(qū)，然后才是明暗相間的圓環(huán)。2．(2024·北京市豐臺區(qū)高三下月考)甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為Δx，若Δx甲>Δx乙，比較甲、乙兩種單色光，則下列說法正確的是()A．真空中甲光的波長較短B．甲光的光子能量較小C．甲光發(fā)生全反射時的臨界角較小D．甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而乙光不能答案B解析依據(jù)雙縫干涉相鄰兩個亮條紋的中心間距Δx＝eq\f(L,d)λ可知，對于同一個試驗(yàn)裝置，波長越長，條紋間距越大，由Δx甲>Δx乙可知甲光的波長肯定大于乙光的波長，故A錯誤。依據(jù)c＝λν可知甲光的頻率小于乙光的頻率，而光子的能量E＝hν，故甲光的光子能量肯定小于乙光的光子能量，故B正確。由于甲光的頻率比乙光小，則對同一勻稱介質(zhì)，甲光的折射率小于乙光的折射率，由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，甲光發(fā)生全反射時的臨界角大于乙光發(fā)生全反射時的臨界角，故C錯誤。偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，由于光是橫波，故甲、乙都可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，故D錯誤。3．如圖所示，市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照耀物品時能使被照物品處產(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玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示薄膜中紅外線的波長，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答案B解析紅外線最顯著的特點(diǎn)之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照耀物體時，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的eq\f(1,4)時，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。4．(2024·蘇州虎丘新區(qū)一中一模)如圖所示，參考系B相對于參考系A(chǔ)以速度v沿x軸正向運(yùn)動，固定在參考系A(chǔ)中的點(diǎn)光源S射出一束單色光，光速為c，則在參考系B中接收到的光的狀況是()A．光速小于c，頻率不變，波長變短B．光速小于c，頻率變小，波長變長C．光速等于c，頻率不變，波長不變D．光速等于c，頻率變小，波長變長答案D解析依據(jù)相對論光速不變原理可知，在參考系B中接收到的光的速度等于c，由于B相對A的距離增大，發(fā)生多普勒效應(yīng)，則知在參考系B中接收到的光的頻率變小，依據(jù)c＝fλ，波長變長，故A、B、C錯誤，D正確。5．(2024·吉林省長春市二模)以下說法中正確的是()A．在同一種玻璃中，頻率越大的光速度越小B．用透亮的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振C．麥克斯韋用試驗(yàn)證明白電磁波的存在D．交警通過放射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)E．狹義相對論認(rèn)為，在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的答案ADE解析頻率越大折射率越大，依據(jù)n＝eq\f(c,v)，在同種介質(zhì)中的光速越小，故A正確；用透亮的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，故B錯誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用試驗(yàn)證明白電磁波的存在，故C錯誤；交警通過放射超聲波依據(jù)反射波的頻率變更狀況測量車速，是利用了波的多普勒效應(yīng)，故D正確；依據(jù)狹義相對性原理，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故E正確。6．(2024·銀川高三質(zhì)檢)下列說法正確的是()A．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長變短，頻率不變B．光纖通信和醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理C．白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶，是光的干涉現(xiàn)象D．對同一障礙物波長越長的光越簡單衍射E．用同一裝置做雙縫干涉試驗(yàn)，在干涉圖樣中紫光的條紋間距比紅光寬答案ABD解析光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻率不變，依據(jù)λf＝eq\f(c,n)，紅光由空氣進(jìn)入水中，波長變短，故A正確；光纖通信和醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理，當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故B正確；白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶是光的折射產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，故C錯誤；依據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知，對同一障礙物波長越長的光越簡單衍射，故D正確；由公式Δx＝eq\f(L,d)·λ可知，用同一裝置做雙縫干涉試驗(yàn)，在干涉圖樣中，波長較小的紫光的條紋間距比紅光窄，故E錯誤。7．(2024·江西高三九校3月聯(lián)考)下列說法中正確的是()A．依據(jù)愛因斯坦的相對論可推斷物體的質(zhì)量與運(yùn)動快慢無關(guān)B．機(jī)械波的頻率等于單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個數(shù)C．在電磁波接收過程中，使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫調(diào)制D．偏振光的振動方向與偏振片的偏振化方向(也稱透振方向)的夾角從0°增大到90°的過程中，透過的光的強(qiáng)度越來越弱E．赫茲在試驗(yàn)中發(fā)覺，當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，使導(dǎo)線環(huán)的空隙中產(chǎn)生火花，由此證明白電磁波的存在答案BDE解析依據(jù)愛因斯坦的相對論可推斷高速運(yùn)動的物體的質(zhì)量與運(yùn)動快慢有關(guān)，故A錯誤；機(jī)械波在傳播過程中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置旁邊振動，并不隨波遷移，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個完全波時完成一次全振動，故單位時間內(nèi)經(jīng)過介質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個數(shù)就是這列波的頻率，故B正確；在電磁波接收過程中，使聲音信號或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程叫解調(diào)，故C錯誤；從試驗(yàn)現(xiàn)象可知，偏振光的振動方向與偏振片的偏振化方向(也稱透振方向)的夾角從0°增大到90°的過程中，透過的光的強(qiáng)度越來越弱，故D正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用試驗(yàn)證明白電磁波的存在，赫茲在試驗(yàn)中發(fā)覺，當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，使導(dǎo)線環(huán)的空隙中產(chǎn)生火花，由此證明白電磁波的存在，為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅(jiān)實(shí)的試驗(yàn)基礎(chǔ)，故E正確。8．(2024·山東威海三模)下列說法正確的是()A．紅外線在水中的傳播速度大于紫外線在水中的傳播速度B．電磁波不能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，而機(jī)械波能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)C．電磁波是橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象D．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)E．電磁波在真空中傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直答案ACE解析紅外線的頻率比紫外線小，所以水對紅外線的折射率n比紫外線小，依據(jù)v＝eq\f(c,n)，知紅外線在水中的傳播速度大于紫外線在水中的傳播速度，故A正確；電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，故B錯誤；電磁波是橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故C正確；電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)，是固定不變的，故D錯誤；電磁波是橫波，每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直，故E正確。9．(2024·貴州安順高三上學(xué)期期末)下列說法中正確的是()A．入射角足夠大，肯定能發(fā)生全反射B．電磁波可以在真空中傳播C．X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的D．光從空氣射入水中，傳播速度肯定減小E．若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消逝答案BCD解析當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角等于或大于臨界角時，才能發(fā)生全反射，A錯誤；電磁波可以在真空中傳播，B正確；X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的，C正確；水相對空氣是光密介質(zhì)，則光從空氣射入水中，傳播速度肯定減小，D正確；若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波不會隨即消逝，E錯誤。10．(2024·河南信陽高級中學(xué)高三上學(xué)期期末)下列說法正確的是()A．變更的電場肯定產(chǎn)生變更的磁場，變更的磁場肯定產(chǎn)生變更的電場B．全息照相的拍攝利用了光的干涉原理C．電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號來換頻道的D．在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距相等的條紋E．某人在水面上方視察水底同位置放置的紅、黃、綠三盞燈時，看到綠燈距水面最近答案BCE解析變更的電場肯定產(chǎn)生磁場，變更的磁場肯定產(chǎn)生電場；勻稱變更的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，勻稱變更的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，A錯誤；全息照相的拍攝利用了光的干涉原理，B正確；電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號來換頻道的，C正確；雙縫干涉試驗(yàn)中，遮住其中一條狹縫，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，而會發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，屏上出現(xiàn)中間寬、兩側(cè)窄、間距越來越大的衍射條紋，故D錯誤；紅、黃、綠三種色光中，綠光的頻率最高，折射率最大，綠燈發(fā)出的光射向水面偏折程度最大，人眼逆著光線的方向看去，綠燈距水面最近，E正確。11．電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應(yīng)用，下面說法中正確的是()A．手機(jī)通話運(yùn)用的無線電波，波長比可見光長B．銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線C．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變更，就會在其四周產(chǎn)生電磁波D．機(jī)場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本事E．夜視儀器能在較冷的背景下探測出較熱物體的紅外輻射答案ADE解析手機(jī)通話運(yùn)用的無線電波，其波長要大于可見光，A正確；遙控器采納的是紅外線而不是紫外線，B錯誤；勻稱變更的電(磁)場產(chǎn)生恒定的磁(電)場，恒定的電(磁)場在其四周空間不會產(chǎn)生磁(電)場，也就不會產(chǎn)生電磁波，C錯誤；機(jī)場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本事，D正確；夜視儀器能在較冷的背景下探測出較熱物體的紅外輻射，E正確。12．(2024·江西省大余中學(xué)高三下月考)下列說法正確的是()A．水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色，這是由光的薄膜干涉造成的B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，會在鏡頭前加裝偏振片以增加透射光的強(qiáng)度C．狹義相對論認(rèn)為：光在真空中的傳播速度會隨光源和視察者所在參考系的相對運(yùn)動而變更D．橫波在傳播過程中，相鄰的波峰通過同一質(zhì)點(diǎn)所用的時間為一個周期E．自然光在玻璃表面的反射光是偏振光答案ADE解析陽光在油膜的前后兩表面反射，形成相同頻率的兩列光波，從而進(jìn)行疊加，導(dǎo)致呈現(xiàn)彩色，這是由光的薄膜干涉造成的，故A正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，使照片清楚，故B錯誤；狹義相對論認(rèn)為：光在真空中的傳播速度不變，不隨光源和視察者所在參考系的相對運(yùn)動而變更，故C錯誤；橫波在傳播過程中，相鄰的波峰通過同一質(zhì)點(diǎn)所用的時間為一個周期，故D正確；自然光在玻璃表面的反射光是偏振光，故E正確。二、非選擇題(本題共2小題，共16分)13．(8分)(1)肥皂泡在太陽光照耀下呈現(xiàn)的彩色是__________現(xiàn)象；露珠在太陽光照耀下呈現(xiàn)的彩色是__________現(xiàn)象；通過狹縫看太陽光時呈現(xiàn)的彩色是__________現(xiàn)象。(2)凡是波都具有衍射現(xiàn)象，而把光看成直線傳播的條件是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；要使光產(chǎn)生明顯的衍射，條件是________________________________________________________________________________________________。(3)當(dāng)狹縫的寬度很小并保持肯定時，分別用紅光和紫光照耀狹縫，看到的衍射條紋的主要區(qū)分是_______________________________________。(4)如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到透射光的強(qiáng)度會發(fā)生變更，這是光的偏振現(xiàn)象，這個試驗(yàn)___________________________________________。答案(1)光的干涉光的折射光的衍射(2)(3)(4)見解析解析(1)肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的折射現(xiàn)象，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象。(2)障礙物或孔的尺寸比波長大得多時，可把光看成沿直線傳播；障礙物或孔的尺寸跟波長相差不多或比波長更小時，光可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。(3)紅光的中心亮紋較寬，紅光中心亮紋兩側(cè)的亮紋離中心亮紋較遠(yuǎn)。(4)這個試驗(yàn)說明白光是一種橫波。14．(8分)現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長。(1)本試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟有：①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)整光源高度，使光束能干脆沿遮光筒軸線把屏照亮；②按合理依次在光具座