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1、 29 光 電磁波與相對(duì)論 一、選擇題（均有三個(gè)選項(xiàng)正確） 1．【青海調(diào)研】一平行板電容器與一自感線圈組成振蕩電路，要使此振蕩電路的周期變大，以下措施中正確的是(　　) A．減小電容器兩極板間的距離 B．減少線圈的匝數(shù) C．增大電容器兩極板間的正對(duì)面積 D．減小電容器兩極板間距離的同時(shí)減少線圈的匝數(shù) E．減小電容器兩極板間距離的同時(shí)增加線圈的匝數(shù) 2．【棠湖中學(xué)月考】下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期與單擺的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān) B．線性變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，線性變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的電場(chǎng) C．在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)

2、中，若僅將入射光由紅光改為藍(lán)光，則干涉條紋間距變窄 D．光纖通信的工作原理是光的反射，光纖通信具有容量大，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) E．用標(biāo)準(zhǔn)玻璃樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏轉(zhuǎn) 3．【榆林模擬】以下說(shuō)法正確的是(　　) A．無(wú)論是什么波，只要振幅足夠大，就可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象 B．根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)周圍一定可以產(chǎn)生電磁波 C．波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化 D．火車以接近光速行駛時(shí)，我們?cè)诘孛嫔蠝y(cè)得車廂前后距離變小了，而車廂的高度沒(méi)有變化 E．全息照片往往用激光拍攝，主要是利用了激光的相干性 4．【赤峰市重點(diǎn)高

3、中聯(lián)考】下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．橫波在傳播過(guò)程中，處于波峰位置的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到相鄰的波峰所用的時(shí)間為一個(gè)周期 B．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射原理來(lái)傳遞信息的 C．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，但電磁波不能通過(guò)電纜和光纜傳輸 D．電磁波和機(jī)械波本質(zhì)不相同，但是電磁波和機(jī)械波一樣都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 E．相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同的參考系中都相同 5．【廣元教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)】下列說(shuō)法正確的是(　　) A．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) B．相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速大小在不同慣性參照系中都是相同的 C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品

4、時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 D．機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上不相同，但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象 E．如果測(cè)量到來(lái)自遙遠(yuǎn)星系上某些元素發(fā)出的光波波長(zhǎng)比地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)出的光波波長(zhǎng)長(zhǎng)，這說(shuō)明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去 6．【云南月考】下列說(shuō)法正確的是(　　) A．一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)桿相對(duì)觀察者沿桿方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測(cè)得的長(zhǎng)度為 B．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)了光是一種電磁波 C．無(wú)線電波的發(fā)射能力與頻率有關(guān)，頻率越高發(fā)射能力越弱 D．一個(gè)單擺在海平面上的振動(dòng)周期為T，那么將其放在某高山之巔，其振動(dòng)周期一定大 E．根據(jù)單擺的周期公式，在地面附近，如果L→∞，則其周

5、期T→∞ F．利用紅外攝影可以不受天氣（陰雨，大霧等）的影響，因?yàn)榧t外線比可見(jiàn)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，更容易繞過(guò)障礙物 7．【鶴壁聯(lián)考】下列說(shuō)法正確的是(　　) A．醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理 B．鳴笛汽車駛近路人的過(guò)程中，路人聽(tīng)到的聲波頻率與波源相比增大 C．地面上的人觀察在宇宙中高速飛行的飛船中的時(shí)鐘變快 D．照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片可使水下影像清晰 E．無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能繞過(guò)障礙物傳遞到接收終端是利用了干涉原理 8．【成都摸底】下列說(shuō)法中正確的是(　　) 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

6、 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(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(shuō)明被檢測(cè)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 二、解答題 9．【綿陽(yáng)2019屆一診模擬】雨過(guò)天晴，人們常看到天空中出現(xiàn)彩虹，它是由陽(yáng)光照射到空中彌漫的水珠上時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象.在說(shuō)明這種現(xiàn)象時(shí)，需要分析光線射入水珠

7、后的光路，一細(xì)束光線射入水珠，水珠可視為一個(gè)半徑為R＝10 mm的球，球心O到入射光線的垂直距離為d＝8 mm，水的折射率為。 (1)在圖中畫(huà)出該束光線射入水珠后，第一次從水珠中射出的光路圖； (2)求這束光線從射向水珠到第一次射出水珠，光線偏轉(zhuǎn)的角度。 10．【大連高考模擬】如圖甲所示是由透明材料制成的半圓柱體，一束細(xì)光束由真空沿著徑向與AB成θ角射入后對(duì)射出的折射光線的強(qiáng)度進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)它隨著θ角的變化而變化，變化關(guān)系如圖乙所示，如圖丙所示是這種材料制成的玻璃磚，左側(cè)是半徑為R的半圓，右側(cè)是長(zhǎng)為4R，寬為2R的長(zhǎng)方形，一束單色光從左側(cè)A′點(diǎn)沿半徑方向與長(zhǎng)邊

8、成45°角射入玻璃磚，求： (1)該透明材料的折射率； (2)光線在玻璃磚中傳播的總時(shí)間 (光在空氣中的傳播速度為c)。 答案與解析 1．【解析】由于振蕩電路的周期T＝2π，所以要想增大周期可以增大電容和自感系數(shù)，減小電容器兩極板間的距離會(huì)增大電容，周期變大，A正確；減少線圈的匝數(shù)可減小自感系數(shù)，周期變小，B錯(cuò)誤；增大電容器兩極板間的正對(duì)面積會(huì)增大電容，則周期變大，C正確；減小電容器兩極板間的距離的同時(shí)，增大線圈的匝數(shù)，C和L都增大，則周期增大，D錯(cuò)誤，E正確。 【答案】ACE 2．【解析】單擺在周期性外力作用下做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期

9、與單擺的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)，只與周期性外力（驅(qū)動(dòng)力）的周期有關(guān)，故A項(xiàng)正確；據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，線性變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，線性變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故B項(xiàng)正確；紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，據(jù)知，在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若僅將入射光由紅光改為藍(lán)光，干涉條紋間距變窄，故C項(xiàng)正確；光纖通信的工作原理是光的全反射，光纖通信具有容量大，抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；用標(biāo)準(zhǔn)玻璃樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉。故E項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】ABC 3．【解析】能否產(chǎn)生產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象看障礙物與波長(zhǎng)的尺寸關(guān)系，與振幅無(wú)關(guān)，當(dāng)障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)或與波長(zhǎng)差不多時(shí)能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤

10、；根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)周圍一定可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，但不一定能產(chǎn)生電磁波，只有周期性變化的電場(chǎng)周圍才一定可以產(chǎn)生電磁波，故B錯(cuò)誤；波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，觀察者接收到的波的頻率都會(huì)增大或減小，故C正確；火車以接近光速行駛時(shí)，根據(jù)相對(duì)論，沿著物體的運(yùn)動(dòng)方向，我們?cè)诘孛嫔蠝y(cè)得車廂前后距離變小了，而車廂的高度沒(méi)有變化，故D正確；全息照片往往用激光拍攝，主要是利用了激光的高相干性，故E正確。 【答案】CDE 4．【解析】橫波在傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置上下振動(dòng)，不隨波遷移，A錯(cuò)誤；光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它是利用光的全反射原理來(lái)傳遞信息的，B正確；利

11、用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，也能通過(guò)電纜、光纜傳輸，C錯(cuò)誤；電磁波和機(jī)械波本質(zhì)不相同，但是電磁波和機(jī)械波一樣，都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，D正確；相對(duì)論認(rèn)為，真空中的光速在不同的參考系中都相同，E正確。 【答案】BDE 5．【解析】變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生的電場(chǎng)，若是周期性變化的電場(chǎng)則一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速是不變，與是否是慣性參考系無(wú)關(guān)，故B正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以過(guò)濾櫥窗玻璃的反射光，故C錯(cuò)誤；機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上不相同，電磁波能在真空中傳播，而機(jī)械波不能，但都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，因均是波

12、特有現(xiàn)象，故D正確；根據(jù)元素發(fā)出的波的波速不變，則由波長(zhǎng)的長(zhǎng)短可確定遠(yuǎn)離還是靠近，若波長(zhǎng)變長(zhǎng)，則說(shuō)明頻率變小，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，則該星系正在遠(yuǎn)離我們而去，故E正確。 【答案】BDE 6．【解析】一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)桿相對(duì)觀察者沿桿的方向以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者測(cè)得的長(zhǎng)度為，A正確；光的偏振現(xiàn)象說(shuō)了光是一種橫波，B錯(cuò)誤；無(wú)線電波的發(fā)射能力與頻率有關(guān)，頻率越高發(fā)射能力越強(qiáng)，C錯(cuò)誤；一個(gè)單擺在海平面上的振動(dòng)周期為T，那么將其放在某高山之巔，由單擺的周期公式，g變小，其振動(dòng)周期一定變大，D正確；根據(jù)單擺的周期公式，在地面附近，如果L→∞，不滿足單擺的理想條件，周期公式不成立，E錯(cuò)誤；利用紅外攝影可以不受

13、天氣（陰雨，大霧等）的影響，因?yàn)榧t外線比可見(jiàn)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，更容易繞過(guò)障礙物發(fā)生衍射，F(xiàn)正確。 【答案】ADF 7．【解析】超聲波是一種機(jī)械波，具有一定的穿透能力，醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理，根據(jù)測(cè)量反射時(shí)間的不同，可以得到人體的器官狀態(tài)，故A正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)知，當(dāng)兩物體以很大的速度互相靠近時(shí)，感覺(jué)頻率會(huì)增大，遠(yuǎn)離時(shí)感覺(jué)頻率會(huì)減小，故B正確；根據(jù)愛(ài)因斯坦相對(duì)論可以知道，時(shí)間間隔的相對(duì)性： 可以知道在宇宙中高速飛行的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢，故C錯(cuò)誤；因?yàn)樗姆瓷涔馐瞧窆?，所以照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片可減弱水面的反射光，使水下影像清晰，故D正確；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能繞過(guò)障礙物傳遞到接收

14、終端是利用了衍射原理，故E錯(cuò)誤。 【答案】ABD 8．【解析】甲圖中a束光折射角大，折射率小，根據(jù)，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)光的干涉條紋公式，減小屏到擋板間的距離L時(shí)兩相鄰亮條紋間距離將減小，選項(xiàng)C正確；丁圖中的干涉條紋說(shuō)明被檢測(cè)的平面在此處是凹陷的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，選項(xiàng)E正確。 【答案】ACE 9．【解析】(1)光線射入水珠后，第一次從水珠中射出的光路圖如圖所示。 (2)由幾何關(guān)系得 即 由折射定律得 解得 即 則。 10．【解析】(1)圖乙可知，θ=45°時(shí)，折射光線開(kāi)始出現(xiàn)，說(shuō)明此時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角應(yīng)是發(fā)生全反射的臨界角，即：C=90°-45°=45° 根據(jù)全反射臨界角公式： 解得： (2)因?yàn)榕R界角是45°，光線在玻璃磚中剛好發(fā)生5次全反射，光路圖如圖所示： 則總的光程為： 光在器具中的傳播速度為： 光在器具中的傳播時(shí)間：。 6