《（江蘇專用版）2020版高考物理總復習 第十三章 第4講 光的波動性 電磁波 相對論簡介練習（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（江蘇專用版）2020版高考物理總復習 第十三章 第4講 光的波動性 電磁波 相對論簡介練習（含解析）（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4講　光的波動性　電磁波　相對論簡介 一、單項選擇題 1.(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)關于下列四幅圖的說法,正確的是(　　) A.圖甲中C擺開始振動后,A、B、D三個擺中B擺的振幅最大 B.圖乙為兩列水波在水槽中產(chǎn)生的干涉圖樣,這兩列水波的頻率一定相同 C.圖丙是兩種光現(xiàn)象圖案,上方為光的干涉條紋、下方為光的衍射條紋 D.圖丁中飛快行駛的火車車廂中央發(fā)出一閃光,地面上的人認為光同時到達前后壁 答案　BC　圖甲中C擺開始振動后,因A擺的擺長與C擺的相等,發(fā)生共振,則A、B、D三個擺中A擺的振幅最大,故選項A錯誤;產(chǎn)生干涉的一個必要條件是兩列波的頻率必須相同,圖乙為兩列水波在水

2、槽中產(chǎn)生的干涉圖樣,這兩列水波的頻率一定相同,故選項B正確;圖丙的兩種光現(xiàn)象圖案,上方圖案條紋等間距,為光的干涉條紋,下方圖案中央條紋最寬,越往兩側越狹窄,為光的衍射條紋,故選項C正確;圖丁中飛快行駛的火車車廂中央發(fā)出一閃光,地面上的人認為地面是一個慣性系,光向前向后傳播的速度相等,向前傳播的路程長些,到達前壁的時刻晚些,故選項D錯誤。 2.(2018揚州期末)下列關于電磁波的說法正確的是(　　) A.電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象 B.電磁波和機械波都只能在介質中傳播 C.根據(jù)多普勒效應可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度 D.光在真空中運動的速度在不同慣性系中測得的數(shù)值可能不同 答案　

3、C　干涉和衍射是波特有的性質,電磁波也可以發(fā)生衍射現(xiàn)象,故選項A錯誤;電磁波可以在真空中傳播,故選項B錯誤;波源和觀察者相互靠近或遠離時,導致接收到的頻率變化,用此可以判斷遙遠天體相對于地球的運動速度,選項C正確;根據(jù)光速不變原理,知在不同慣性系中,光在真空中的傳播速度大小相等,故選項D錯誤。 3.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.相對論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 答案　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

4、和時間與物質的運動狀態(tài)有關,選項B錯誤;麥克斯韋預言了電磁波的存在,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波長,由條紋間距公式Δx=Ldλ可知,條紋間距變寬,選項D正確。 4.(2018鹽城期末)下列色散現(xiàn)象是通過干涉產(chǎn)生的是(　　) A.在陽光下觀察肥皂泡呈現(xiàn)彩色 B.一束太陽光通過三棱鏡在墻壁上呈現(xiàn)彩色光斑 C.兩塊玻璃磚疊放在一起,玻璃磚上表面出現(xiàn)彩色條紋 D.將兩支鉛筆并排放置,其直縫與日光燈平行,通過直縫看到彩色條紋 答案　A　陽光下肥皂泡上的彩色條紋,屬于薄膜干涉現(xiàn)象,故A項正確;太陽光通過三棱鏡

5、產(chǎn)生彩色條紋,是由于光發(fā)生了色散,屬于光的折射現(xiàn)象,故B項錯誤;兩塊玻璃磚疊放在一起,玻璃磚上表面出現(xiàn)彩色條紋,是由于不同的色光的折射率不同,以相同的入射角入射時,折射角不同,與光通過三棱鏡的情況相似,屬于光的折射現(xiàn)象,故C項錯誤;對著日光燈從兩支緊靠的鉛筆間窄縫看到的彩色條紋,屬于光的衍射現(xiàn)象,而之所以看到彩色條紋,是由于不同的色光波長不同發(fā)生疊加造成的,故D項錯誤。 5.(2019運河中學月考)2016年,科學家利用激光干涉方法探測到由于引力波引起的干涉條紋的變化,這是引力波存在的直接證據(jù)。關于激光,下列說法中正確的是(　　) A.激光是自然界中某種物質直接發(fā)光產(chǎn)生的,不是偏振光 B

6、.激光相干性好,任何兩束激光都能發(fā)生干涉 C.用激光照射不透明擋板上小圓孔時,光屏上能觀測到等間距的光環(huán) D.激光全息照片是利用光的干涉記錄下物體三維圖像的信息 答案　D　激光是偏振光,A項錯誤;頻率相同、相位差恒定的兩束激光才能發(fā)生干涉,B項錯誤;小圓孔衍射觀測到的是間距不等的光環(huán),C項錯誤;全息照相利用光的干涉原理,D項正確。 二、多項選擇題 6.下列說法中正確的是(　　) A.紅外線、紫外線、倫琴射線和γ射線在真空中傳播的速度都一樣,均為3×108m/s B.紅外線應用在遙感技術中,是利用它穿透本領強的特性 C.紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度 D.

7、日光燈是紫外線的熒光效應的應用 答案　ACD　不同波長的電磁波在真空中的傳播速度均為3×108m/s;紅外線在遙感技術中用到了它的衍射現(xiàn)象;紫外線在水中的傳播速度小于紅外線在水中的傳播速度;利用紫外線的熒光效應可以制成日光燈。由此可知A、C、D正確。 7.(2018南京三模)下列說法正確的是(　　) A.共享單車是“新四大發(fā)明”之一,手機和互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和單車之間都是通過紅外線傳遞信息的 B.我國新型隱形戰(zhàn)機J-20由于使用了吸收雷達電磁波的材料,在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,因此很難被發(fā)現(xiàn) C.發(fā)生沙塵暴時能見度只有幾十米,天空變黃發(fā)暗,這是由于發(fā)生沙塵暴時只有波長較長的一

8、部分光才能到達地面 D.當聲源相對于觀察者運動時,觀察者聽到的聲音的音調(diào)一定變高 答案　BC　手機是通過電磁波傳遞信息的,選項A錯誤;我國新型隱形戰(zhàn)機J-20由于使用了吸收雷達電磁波的材料,在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,因此很難被發(fā)現(xiàn),選項B正確;波長較短的光容易被障礙物擋住,不能到達地面,波長較長的光更容易發(fā)生衍射而透過沙塵間的縫隙到達地面,選項C正確;當聲源相對于觀察者運動,靠近時,觀察者聽到的聲音的音調(diào)變高,遠離時音調(diào)變低,選項D錯誤。 三、非選擇題 8.(2018江蘇六市一調(diào))地球與月球相距為L0,若飛船以接近光速的速度v經(jīng)過地球飛向月球,地面上的人測得飛船經(jīng)過t1時間

9、從地球到達月球,在飛船內(nèi)宇航員測得飛船經(jīng)過t2時間從地球到達月球,則t1　　　　(選填“>”“=”或“<”)t2;在飛船內(nèi)宇航員測得地球、月球相距為L,則L　　　　(選填“>”“=”或“<”)L0。? 答案　>　< 解析　根據(jù)相對論長度公式:L=L01-vc2,可知,飛船駕駛員觀測到地球、月球間距離小于地面上人觀測的距離,即Lt2。 9.(2018徐州模擬)(1)(多選)下列說法正確的有　　　　。? A.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 B.相對論理論認為空間和時間與物質的運動狀態(tài)無關 C.聲波頻率的大小取決于在某種介質中傳播的速度

10、和波長的大小 D.在光的雙縫干涉實驗中,若只將入射光由綠光改為紫光,則條紋間距變窄 (2)如圖所示,一列火車以速度v相對地面運動。如果地面上的人測得:地面上一只光源發(fā)出的閃光同時到達車廂的前壁和后壁,則火車上的人測得此閃光先到達　　　　(選填“前壁”或“后壁”),這兩束閃光的傳播速度　　　　(選填“相等”或“不相等”)。? 答案　(1)AD　(2)前壁　相等 解析　(1)全息照片的拍攝利用了光的干涉原理,而激光具有相干性好的特點,激光全息照相正是利用了激光的這一特性,選項A正確;相對論理論認為空間和時間與物質的運動狀態(tài)有關,選項B錯誤;聲波頻率的大小取決于波源,選項C錯誤;在光的雙

11、縫干涉實驗中,若只將入射光由綠光改為紫光,因為紫光波長短,所以條紋間距變窄,選項D正確。 (2)地面上的人以地面為參考系,光向前、向后傳播的速度相等,光源發(fā)出的閃光同時到達車廂的前壁和后壁,向前傳播的路程與向后傳播的路程相同,由于火車向前運動,所以開始時光源到火車的前壁的距離小;車廂中的人認為,車廂是個慣性系,光向前、向后傳播的速度相等,光源到火車的前壁的距離小,閃光先到達前壁。 10.(2018如皋調(diào)研)(1)下列說法正確的是(　　) A.建筑外裝涂膜玻璃應用了光的全反射 B.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在 C.由空氣進入水中,電磁波波長變短,聲波波長變長 D.鳴笛汽車駛

12、近路人的過程中,路人聽到的聲波頻率與該波源的頻率相比減小 (2)如圖所示,電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B,　　　　(選填“a”或“b”)光為偏振光。人眼在P處迎著入射光方向,看不到光亮,則以SP為軸將B轉過　　　　(選填“90°”或“180°”)后,在P處將看到光亮。? 答案　(1)C　(2)b　90° 解析　(1)建筑外裝涂膜玻璃應用了光的薄膜干涉,不是光的全反射,故選項A錯誤;赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在,故選項B錯誤;電磁波由空氣進入水中傳播時,頻率不變,波速變小,由公式v=λf知電磁波的波長變短;聲波由空氣進入水中,波速變大,頻率不變,波長變長,故選項C正確;聲源向

13、觀察者靠近時,產(chǎn)生多普勒效應,觀察者接收到的聲波頻率大于聲源的頻率,故選項D錯誤。 (2)由題意可知,人眼在P處看不到光亮,是因為偏振片A與偏振片B的透振方向相互垂直,a光是自然光,經(jīng)過偏振片后,b光是偏振光;由上述分析可知,以SP為軸將B轉過180°后,偏振片B的透振方向仍然與偏振片A的透振方向相互垂直,在P處仍然不能看到光亮;當以SP為軸將B轉過90°后,兩個偏振片的方向平行,在P處將能看到光亮。 11.(2018如皋綜合)(1)(多選)下列說法中正確的是(　　) A.被拍打的籃球上下運動不是簡諧運動 B.受迫振動的物體總以它的固有頻率振動 C.當觀察者和波源間存在相對運動時一定

14、能觀察到多普勒效應 D.在高速運行的航天器上看地球上的時間進程變慢 (2)1971年,屠呦呦等獲得了青蒿乙醚提取物結晶,研究人員通過X射線衍射分析確定了青蒿素的結構。X射線衍射是研究物質微觀結構最常用的方法,用于分析的X射線波長在0.05~0.25nm之間,因為X射線的波長　　　　(選填“遠大于”“接近”或“遠小于”)晶體內(nèi)部原子間的距離,所以衍射現(xiàn)象明顯。分析在照相底片上得到的衍射圖樣,便可確定晶體結構。X射線是　　　　(選填“縱波”或“橫波”)。? (3)如圖所示,有一四棱鏡ABCD,∠B=∠C=90°,∠D=75°。某同學想測量其折射率,他用激光筆從BC面上的P點射入一束激光,從Q

15、點射出時與AD面的夾角為30°,Q點到BC面垂線的垂足為E,P、Q兩點到E點的距離分別為a、3a,已知真空中光速為c。求: ①該棱鏡材料的折射率n; ②激光從P點傳播到Q點所需的時間t。 答案　(1)AD　(2)接近　橫波　(3)①62?、?ac 解析　(1)根據(jù)質點做簡諧運動的條件可知,做簡諧運動的條件是回復力為F=-kx,被拍打的籃球上下運動顯然不是簡諧運動,故選項A正確;做受迫振動的物體的振動頻率與驅動力的頻率相等,與物體的固有頻率無關,故選項B錯誤;當觀察者和波源間存在相對運動時,不一定能觀察到多普勒效應,如觀察者繞波源做勻速圓周運動,故選項C錯誤;根據(jù)相對論的兩個基本假設

16、,在高速運行的航天器上看地球上的時間進程變慢,故選項D正確。 (2)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是:孔或障礙物的尺寸比波長小或者相差不多。當X射線透過晶體內(nèi)部原子間隙時,發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象,說明X射線波長應接近晶體內(nèi)部原子間的距離;X射線是一種橫波。 (3)①由題意,根據(jù)QE⊥BC,QE=3PE,得∠PQE=30° 由幾何關系可知,激光在AD面上的入射角i=45°,折射角r=60°,由折射定律得n=sinrsini=62。 ②激光在棱鏡中傳播速度v=cn 激光從P點傳播到Q點所需的時間t=2av 解得t=6ac 12.(2017江蘇單科,12B)(1)(多選)接近光速飛行的飛船和

17、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　　　　。? 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 (2)野生大象群也有自己的“語言”。研究人員錄下象群“語言”交流時發(fā)出的聲音,發(fā)現(xiàn)以2倍速度快速播放錄音時,能聽到比正常播放時更多的聲音。播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍時,播出聲波的　　　　(選填“周期”或“頻率”)也變?yōu)樵瓉淼?倍,聲波傳播速度　　　　(選填“變大”“變小”或“不變”)。? (3)人的眼球可簡化為如圖所示的模型。折射率相同、半徑不同的兩

18、個球體共軸。平行光束寬度為D,對稱地沿軸線方向射入半徑為R的小球,會聚在軸線上的P點。取球體的折射率為2,且D=2R。求光線的會聚角α。(示意圖未按比例畫出) 答案　(1)AC　(2)頻率　不變　(3)30° 解析　(1)由相對論知識Δt=Δτ1-vc2知,Δt>Δτ。則地球上的人觀察飛船上的時間進程比地面上慢,即地球上的人觀測到地球上的鐘較快,同理可知,飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快,A、C正確,B、D錯誤。 (2)播放速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則聲波的頻率為原來的2倍,而聲波在空氣中的傳播速度由介質性質決定,故聲速不變。 (3)由幾何關系得sini=D2R,解得i=45° 則由折射定律得sinisinr=n,解得r=30° 由幾何關系得i=r+α2 解得α=30° 9