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2019-2020年高考物理一輪復習 課時作業(yè)36 光的波動性 電磁波 相對論（含解析） 一、選擇題 1．[多選]下列說法中正確的是(　　) A．機械波和電磁波都能在真空中傳播 B．鐵路、民航等安檢口使用紅外線對行李內物品進行檢測 C．根據狹義相對論的原理知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的 D．兩列波疊加時產生干涉現(xiàn)象，其振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域是穩(wěn)定不變的 解析：電磁波能在真空中傳播，機械波不能在真空中傳播，選項A錯誤；鐵路、民航等安檢口使用X射線對行李內物品進行檢測，選項B錯誤；根據狹義相對論的原理知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，選項C正確；兩列波疊加時產生干涉現(xiàn)象，其振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域是穩(wěn)定不變的，選項D正確． 答案：CD 2．下列關于紫外線的幾種說法中，正確的是(　　) A．紫外線是一種紫色的可見光 B．紫外線的頻率比紅外線的頻率低 C．紫外線可使鈔票上的熒光物質發(fā)光 D．利用紫外線可以進行電視機等電器的遙控 解析：紫外線波長比可見光中紫光的波長還短，不能引起視覺，是不可見光，其頻率比可見光及紅外線都要高；紫外線有熒光作用，鈔票上的熒光物質受到紫外線照射時，能發(fā)出熒光，故A、B選項錯誤，而C選項正確；電視機等電器都是利用紅外線遙控的，故D選項錯誤． 答案：C 3．據報道，歐洲大型強子對撞機開足馬力可以把粒子加速到光速的99.9%，單束粒子能量可達到7萬億電子伏特．下列說法正確的是(　　) A．如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度可以達到光速 B．如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度可能超過光速 C．粒子高速運動時質量大于靜止時的質量 D．粒子高速運動時質量小于靜止時的質量 解析：根據相對論，如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度不可以達到光速，選項A、B錯誤．由相對論質量公式可知，粒子高速運動時質量大于靜止時的質量，選項C正確D錯誤． 答案：C 4．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．根據相對論可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 解析：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，由條紋間隔公式可知，條紋間距變寬，選項D正確． 答案：D 5．太陽風暴襲擊地球時，不僅會影響通信、威脅衛(wèi)星，而且會破壞臭氧層．臭氧層作為地球的保護傘，是因為臭氧能吸收太陽輻射中(　　) A．波長較短的可見光 B．波長較長的可見光 C．波長較短的紫外線 D．波長較長的紅外線 解析：臭氧層的主要作用就是吸收由太陽射向地球的紫外線，從而有效地對地球上的動植物起保護作用．作為人類，保護臭氧層就是保護我們自己，故正確的選項是C. 答案：C 6．[多選]下列有關光現(xiàn)象的解釋正確的是(　　) A．光在同一介質中沿直線傳播 B．海市蜃樓是全反射的結果 C．任何兩束光都可以發(fā)生干涉 D．為了司機在夜間安全行駛，汽車前窗玻璃常采用偏振玻璃 解析：光在同一種均勻介質中才會沿直線傳播，選項A錯誤；海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時發(fā)生全反射而產生的，所以選項B正確；只有相干波才可以發(fā)生干涉，選項C錯誤；汽車前窗玻璃采用偏振玻璃，在夜間行駛時可以減弱對面車輛照射過來的強光，選項D正確． 答案：BD 7．已知某玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大，則(　　) A．藍光光子的能量較大 B．在該玻璃中傳播時，藍光的速度較大 C．從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，藍光的臨界角較大 D．以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍光的折射角較大 解析：根據某玻璃對藍光的折射率比對紅光的折射率大，藍光的頻率較高，藍光光子的能量較大，選項A正確；在該玻璃中傳播時，藍光的速度較小，從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時，藍光的臨界角較小；以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍光的折射角較小，選項B、C、D錯誤． 答案：A 8．下圖所示為條紋總寬度相同的4種明暗相間的條紋，其中有兩種是紅光、藍光各自通過同一個雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣，還有兩種是黃光、紫光各自通過同一個單縫形成的衍射圖樣(灰黑色部分表示亮紋)．則圖中從左向右排列，亮條紋的顏色依次是(　　) A．紅黃藍紫 B．紅紫藍黃 C．藍紫紅黃 D．藍黃紅紫 解析：由于雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬最亮之外，兩側條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋．雙縫干涉條紋的寬度(即相鄰明、暗條紋間距)Δx＝λ，紅光波長比藍光波長長，則紅光干涉條紋間距大于藍光干涉條紋間距，即1、3分別對應于紅光和藍光．而在單縫衍射中，當單縫寬度一定時，波長越長，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，2、4分別對應于紫光和黃光．綜上所述，1、2、3、4四個圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍、黃，B正確． 答案：B 9．登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力．有人想用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡，他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.11014Hz，那么他設計的這種“增反膜”的厚度至少是(　　) A．9.2510－8 m B．1.8510－7 m C．1.2310－7 m D．6.1810－8 m 解析：為了減小紫外線對眼睛的傷害，應使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射的光疊加后加強，則路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應等于光在薄膜中的波長λ′的整數倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2，…)．因此，膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的.紫外線在真空中的波長是λ＝＝3.710－7 m，在膜中的波長是λ′＝＝2.4710－7m，故膜的厚度至少是1.2310－7 m. 答案：C 二、五選三型選擇題 10．下列有關對光的認識正確的是(　　) A．光在同一介質中沿直線傳播 B．海市蜃樓是全反射的結果 C．用光導纖維束傳送圖像信息，這是光的衍射的應用 D．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光折射的結果 E．激光測距是應用了激光平行性好的特點 解析：光在同一均勻的介質中沿直線轉播，A錯誤；海市蜃樓是光在密度分布不均勻的空氣中傳播時發(fā)生全反射而產生的，B正確；用光導纖維束傳送圖像信息，這是光的全反射的應用，選項C錯誤；太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光的色散現(xiàn)象，是光的折射的結果，選項D正確；由于激光的平行性好，激光傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度，常用來精確測距離，E正確． 答案：BDE 11．下列物理現(xiàn)象正確的是(　　) A．人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射 B．在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物，可使景象更清晰 C．經過同一雙縫所得干涉條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度 D．紫外線比紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 E．透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時，能觀察到彩色條紋，這是光的色散現(xiàn)象 解析：縫越窄(或障礙物的尺寸越小)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，與超聲波相比，人耳可聽見的聲波的頻率更小，波長更長(因為波速相同)，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故選項A正確；在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物，可減弱反射光，從而使景象更清晰，選項B正確；紅光的波長比綠光的波長長，根據雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，經過同一雙縫所得干涉條紋，紅光條紋寬度大于綠光條紋寬度，選項C正確；衍射現(xiàn)象的明顯程度與縫的寬度(或障礙物的尺寸)和光的波長有關，縫越窄(或障礙物的尺寸越小)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，與紅外線相比，紫外線的波長更短，更不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項D錯誤；透過平行于日光燈的窄縫觀察正常發(fā)光的日光燈時能觀察到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，選項E錯誤． 答案：ABC 12．在以下各種說法中，正確的是(　　) A．紅光由空氣進入水中，波長變長，顏色不變 B．坐車過橋要慢行，目的是使驅動力頻率遠小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋梁 C．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息 D．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉 E．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變寬 解析：紅光由空氣進入水中，頻率不變，所以顏色不變，而根據v＝＝λf可知，波長λ＝變短，故A錯誤；驅動力頻率越接近橋的固有頻率，橋的振幅越大，越容易損壞橋梁，故B正確；電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大，C正確；D選項是利用了兩平面之間空氣薄層上、下兩個表面的反射光產 生的干涉條紋形狀來判斷平面的平整度，D正確；根據雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，E錯誤． 答案：BCD 三、非選擇題 13．某雷達工作時，發(fā)射電磁波的波長λ＝20 cm，每秒脈沖數n＝5 000，每個脈沖持續(xù)時間t＝0.02 μs.求： (1)此電磁波的頻率； (2)此雷達的最大偵察距離． 解析：(1)電磁波一般在空氣中傳播，傳播速度認為等于光速c＝3.0108 m/s，因此 f＝＝ Hz＝1.5109 Hz (2)雷達工作時發(fā)射電磁脈沖，每個電磁脈沖持續(xù)時間t＝0.02 μs，在兩個脈沖時間間隔內，雷達必須接收到反射回來的電磁脈沖，否則會與后面的電磁脈沖重疊而影響測量．設最大偵察距離為x，兩個脈沖時間間隔為Δt＝ s＝210－4 s?0.02 μs(故脈沖持續(xù)時間可以略去不計)，則2x＝vΔt，所以x＝＝3104 m. 答案：(1)1.5109 Hz　(2)3104 m 14. 在研究材料A的熱膨脹特性時，可采用如圖所示的干涉實驗法．A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個透明的平行板B，B與A上表面平行，在它們之間形成一厚度均勻的空氣膜．現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照射，同時對A緩慢加熱，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性變化．當溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當溫度升高到t2時，亮度再一次回到最亮． (1)在B板上方觀察到的亮暗變化是由哪兩個表面的反射光疊加形成的？ (2)溫度由t1升高到t2時，A的高度升高多少？ 解析：(1)A、B間為空氣薄膜，在B板上方觀察到的亮暗變化，是由B的下表面反射的光和A的上表面反射的光疊加產生的． (2)當溫度為t1時，設空氣薄膜厚度為d1，此時最亮說明，2d1＝kλ 當溫度為t2時，設空氣薄膜厚度為d2，此時再一次最亮說明，2d2＝(k－1)λ 得d1－d2＝ 故溫度由t1升高到t2，A的高度升高. 答案：(1)見解析　(2)