2020版高考物理一輪復習 課時作業(yè)47 光的波動性 電磁波 相對論新人教版選修3-4

課時作業(yè)47光的波動性電磁波相對論時間：45分鐘1用單色光照射位于豎直平面內的肥皂液薄膜，所觀察到的干涉條紋為(B)解析：本題考查薄膜干涉由于在光的干涉中亮、暗條紋的位置取決于兩列光波相遇時通過的路程之差，則在薄膜干涉中取決于入射點處薄膜的厚度因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一個上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一條水平線上，故同一條干涉條紋必然是水平的，由此可知只有選項B正確2(多選)下列說法正確的是(ABC)A只有當障礙物或孔的尺寸跟光的波長差不多，甚至比光的波長還小時，才能產(chǎn)生明顯的光的衍射現(xiàn)象B光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性C用單色平行光照射單縫，縫寬不變，照射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越顯著D光的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結論E在太陽光照射下，肥皂泡呈現(xiàn)彩色，這是光的衍射現(xiàn)象解析：當障礙物或孔的尺寸可以跟光的波長相比，甚至比光的波長還小時，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A正確；光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性，故B正確；用單色平行光照射單縫，縫寬不變，照射光的波長越長，則衍射現(xiàn)象越顯著，故C正確；光的衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象，說明了光具有波動性，但沒有否定光的直線傳播的結論，故D錯誤；在太陽光照射下，肥皂泡呈現(xiàn)彩色，這是光的干涉現(xiàn)象，故E錯誤3(多選)關于電磁波譜，下列說法中正確的是(AD)AX射線對生命物質有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是射線C紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D射線是波長最短的電磁波，且比X射線的頻率高解析：X射線具有較強的穿透能力，過量的X射線輻射會引起生物體的病變，故A正確；電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波，故B錯誤；紫外線比紫光的波長短，更不容易發(fā)生衍射，故C錯誤；射線波長最短，頻率最高，故D正確4(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有(AC)A飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C地球上的人觀測到地球上的鐘較快D地球上的人觀測到地球上的鐘較慢解析：飛船上的人是以飛船為參考系，故地球是高速運動的，根據(jù)狹義相對論的運動延時效應，飛船上的人觀測到地球上的鐘較慢，即飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快，故A正確，B錯誤；地球上的人以地球為參考系，認為飛船高速運動，同樣根據(jù)狹義相對論的運動延時效應，飛船上的鐘較慢，故地球上的人觀測到地球上的鐘較快，故C正確，D錯誤5如圖所示，市場上有種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應大大降低，從而廣泛地應用于博物館、商店等處這種燈降低熱效應的原因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)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃表面反射回來的熱效應最顯著的紅外線以表示紅外線的波長，則所鍍薄膜的最小厚度應為(B)A. B.C. D解析：紅外線最顯著的特點之一就是熱效應，當光照射物體時，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(相當于增透膜)，當增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的時，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，使反射的紅外線強度減弱，達到冷光效果故B正確6在雙縫干涉實驗中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則(D)A中間條紋間距較兩側更寬B不同色光形成的條紋完全重合C雙縫間距離越大條紋間距離也越大D遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋解析：據(jù)干涉圖樣的特征可知，干涉條紋的特征是等間距且彼此平行的，故選項A錯誤；不同色光干涉條紋分布位置不相同，故選項B錯誤；據(jù)公式x可知，雙縫間距d越大，干涉條紋間距離越小，故選項C錯誤；遮住一條縫后，變成了單縫衍射，屏上出現(xiàn)衍射條紋，仍為明暗相間的條紋，故選項D正確7如圖所示，人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S，一束透射光都看不到，下列說法中正確的是(C)A使A和B同時轉過90°，能夠看到透射光B單使B轉過90°的過程中，看到光先變亮再變暗C單使B轉過90°的過程中，看到光逐漸變亮D單使A轉動時，始終看不到透射光解析：原來人眼隔著偏振片B、A去看一只電燈泡S，無法看到透射光，說明兩個偏振片正好相互垂直，現(xiàn)在同時轉過90°，依然看不到透射光，故A錯誤；單使B轉過90°的過程中，看到光逐漸變亮，故B錯誤，C正確；單使A轉動時，可以看到透射光，故D錯誤8(多選)下列說法正確的是(BCE)A偏振光可以是橫波，也可以是縱波B光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象C光纖通信及醫(yī)用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理DX射線在磁場中能偏轉、穿透能力強，可用來進行人體透視E聲源與觀察者相對靠近時，觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率解析：偏振光只可以是橫波，不能是縱波，故A錯誤；光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，故B正確；光導纖維傳輸信號及醫(yī)用纖維式內窺鏡都是利用光的全反射原理，故C正確；用X射線透視人體是利用X光的穿透性，但在磁場中不能偏轉，因其不帶電，故D錯誤根據(jù)多普勒效應可知，聲源與觀察者相對靠近，觀察者所接收的頻率大于聲源發(fā)出的頻率，故E正確9如圖所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣現(xiàn)讓a、b兩種光組成的復色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播路徑與方向可能正確的是(D)解析：由干涉條紋可看出，a光的條紋間距大于b光，故根據(jù)x可知，a光的波長大于b光，a光的頻率小于b光，則a光的折射率小于b光；a光的臨界角大于b光；A圖中a、b兩種光的位置顛倒了；B圖中出射光應該和入射光平行；C、D圖中首先發(fā)生全反射的應該是b光，所以選項D正確10物理學原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應用例如，利用波的干涉，可將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導航如圖所示，兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側，它們類似于楊氏干涉實驗中的雙縫兩天線同時都發(fā)出波長為1和2的無線電波飛機降落過程中，當接收到1和2的信號都保持最強時，表明飛機已對準跑道下列說法正確的是(C)A天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強B導航利用了1與2兩種無線電波之間的干涉C兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定D兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合解析：無線電波的干涉與強弱無關，故A錯誤；導航利用了1與1的干涉、2與2的干涉，并不是1與2的干涉，故B錯誤；空間中1的干涉與2的干涉相互疊加，因為每種無線電波干涉后強弱分布穩(wěn)定，故疊加后空間的強弱分布依舊穩(wěn)定，故C正確；由于1與2不同，故各自在空間的強弱分布不完全重合，故D錯誤11(2019·山東統(tǒng)測)(多選)關于機械波與電磁波，下列說法正確的是(BDE)A電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關B電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C簡諧機械波在給定的介質中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越大D紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度E機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向解析：電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，與電磁波的頻率無關，故A錯誤；衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，電磁波也是一種橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故B正確；在同一種介質中傳播時，簡諧機械波的傳播速度相等，故C錯誤；光在介質中傳播，頻率越高，傳播速度越小，紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度，故D正確；機械波沿其傳播方向既能傳遞能量，又能傳遞信息，故E正確12(2019·湖北華師一附中模擬)(多選)下列說法正確的是(ABD)A因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比，所以聲波比較容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B向人體內發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”C用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D麥克斯韋關于電磁場的兩個基本觀點是：變化的磁場產(chǎn)生電場和變化的電場產(chǎn)生磁場E狹義相對論認為真空中的光速與光的頻率、光源的運動狀態(tài)有關解析：因為聲波的波長可以與通常的障礙物尺寸相比，根據(jù)明顯衍射的條件可知，聲波比較容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故A正確；測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”，是利用了多普勒效應原理，故B正確；用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，故C錯誤；麥克斯韋關于電磁場的兩個基本觀點是：變化的磁場產(chǎn)生電場和變化的電場產(chǎn)生磁場，故D正確；根據(jù)狹義相對論中光速不變原理，可知，在所有慣性參考系中光速是相同的，光速與光源、觀察者間的相對運動無關，故E錯誤13(2019·甘肅聯(lián)考)(多選)如圖所示，某復色光由空氣斜射入某介質中后分解為a、b兩束單色光，以下說法正確的是(ABC)Aa光的頻率比b光大Ba光在該介質中的傳播速度比b光小C光由介質射入空氣時，a光的臨界角比b光小Da、b通過相同的單縫衍射實驗裝置，a光的衍射條紋較寬Ea、b通過相同的雙縫干涉實驗裝置，a光的干涉條紋間距較大解析：介質對a光的偏折程度大，即na>nb，所以a光頻率大于b光頻率，選項A正確；根據(jù)n可知，a光在介質中的傳播速度小，選項B正確；根據(jù)n可知，a光臨界角小，C正確；根據(jù)c·f可知a<b，通過相同裝置發(fā)生干涉或衍射時，b光的衍射條紋及干涉條紋間距較大，選項D、E錯誤14(多選)下列說法正確的是(BCE)A在觀看3D電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，否則，銀幕上的圖像就模糊不清了，是利用了光的干涉原理B機械波和電磁波本質上不相同，但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象C通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象D相對論認為，豎直向上高速運動的球，無論誰去觀察，在水平方向上都會變扁E光纖通信的原理是全反射，光纖通信具有容量大，衰減小，抗干擾性強等優(yōu)點解析：3D電影是利用了光的偏振現(xiàn)象，故A錯誤；豎直向上高速運動的球在水平方向上沒有變化，豎直方向上變扁了，D項錯誤；BCE說法正確15用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置如圖甲所示，已知單縫與雙縫間的距離L1100 mm，雙縫與屏的距離L2700 mm，雙縫間距d0.25 mm.用測量頭來測量相鄰亮條紋中心間的距離測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮條紋的中心，如圖乙所示(1)某同學發(fā)現(xiàn)，多次實驗中，條紋有豎直的，有水平的，也有傾斜的，出現(xiàn)這些問題的原因是單縫是豎直的，條紋就是豎直的；單縫是水平的，條紋就是水平的；單縫是傾斜的，條紋就是傾斜的(2)當分劃板的中心刻線對準第1個亮條紋的中心時讀數(shù)x12.190 mm，對準第4個亮條紋的中心時讀數(shù)如圖丙所示，其讀數(shù)x2A mm.A7.869 B7.86C7.36 D5.869(3)寫出計算波長的表達式·(用d、L1、L2、x1、x2表示)，根據(jù)已知數(shù)據(jù)和(2)中測得的數(shù)據(jù)，求解得到的波長為676 nm.解析：(2)x27.869 mm.(3)由題意知x根據(jù)x得·代入數(shù)據(jù)解得676 nm7