《2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第4節(jié) 光的波動性 電磁波 相對論練習(xí)（含解析）（選修3-4）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第4節(jié) 光的波動性 電磁波 相對論練習(xí)（含解析）（選修3-4）（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4節(jié)　光的波動性　電磁波　相對論 1.(2019·四川南充模擬)下列說法正確的是(　C　) A.全息照片的拍攝利用了光的衍射原理 B.只有發(fā)生共振時,受迫振動的頻率才等于驅(qū)動力頻率 C.高速飛離地球的飛船中的宇航員認(rèn)為地球上的時鐘變慢 D.鳴笛汽車駛近路人的過程中,路人聽到的聲波頻率與該波源的頻率相比減小 解析:全息照片的拍攝利用了光的干涉現(xiàn)象,故A錯誤;受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時發(fā)生共振,故B錯誤;根據(jù)愛因斯坦相對論可知,時間間隔的相對性t=,可知高速飛離地球的飛船中的宇航員認(rèn)為地球上的時鐘變慢,故C正確;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,鳴笛汽車

2、駛近路人的過程中,路人聽到的聲波頻率與該波源的頻率相比增大,故D錯誤. 2.一艘太空飛船靜止時的長度為30 m,它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球,下列說法正確的是(　B　) A.飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30 m B.地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 m C.飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于c D.地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c 解析:根據(jù)狹義相對論,沿運(yùn)動方向的長度縮短,所以地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30 m,飛船上的觀測者測得飛船的長度等于30 cm,選項A錯誤,B正確;根據(jù)光速不變原理,飛船上和地球上的觀測

3、者測得的光信號速度都等于c,選項C,D錯誤. 3. 我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑,米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1～10 m范圍內(nèi),則對該無線電波的判斷正確的是(　C　) A.米波的頻率比厘米波頻率高 B.和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播 C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象 D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 解析:根據(jù)f=可知,波長越長的波頻率越低,故米波的頻率比厘米波的頻率低,選項A錯誤;無線電波不需要介質(zhì)傳播,選項B錯誤;無線電波同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象,選項C正確;干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象,故選項D錯誤. 4.(2019·江蘇揚(yáng)州中

4、學(xué)檢測)(多選)光在科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是(　AD　) A.為使拍攝的水面下景物更清晰,可利用偏振現(xiàn)象在照相機(jī)鏡頭前加一偏振片,減少反射光的影響 B.蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì),在陽光照射下常會呈現(xiàn)美麗的色彩,這是光的衍射 C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的色散現(xiàn)象 D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 解析:為使拍攝的水面下景物更清晰,可利用偏振現(xiàn)象在照相機(jī)鏡頭前加一偏振片,減少反射光的影響,A正確;蚌殼內(nèi)表面上有一薄層珍珠質(zhì),在陽光照射下常會呈現(xiàn)美麗的色彩,這是光的干涉現(xiàn)象,B錯誤;在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象,C錯誤;光學(xué)鏡頭上

5、的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象,D正確. 5.(多選)關(guān)于可見光,下列說法正確的是(　AC　) A.可見光中的紅光比紫光的頻率低 B.可見光不能在真空中傳播 C.可見光波長越長,越容易發(fā)生明顯衍射 D.可見光能發(fā)生光的干涉和衍射現(xiàn)象,說明光是橫波 解析:根據(jù)可見光中光的頻率的排列順序可知,可見光中的紅光比紫光的頻率低,故A項正確;可見光屬于電磁波,能在真空中傳播,故B項錯誤;可見光波長越長,越容易發(fā)生明顯衍射,故C項正確;可見光能發(fā)生光的干涉和衍射現(xiàn)象,說明光具有波動性;光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波,故D項錯誤. 6.(2017·江蘇卷,12B)(多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有

6、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:相對論告訴我們,運(yùn)動的鐘會變慢,由于飛船上的人觀測飛船上的鐘是靜止的,觀測到地球上的鐘是運(yùn)動的,因此飛船上的人觀測到飛船上的鐘相對于地面上的鐘快,A項正確,B項錯誤;同樣,地球上的人觀測到飛船上的鐘是運(yùn)動的,地球上的鐘是靜止的,因此地球上的人觀測到地球上的鐘比飛船上的鐘快,C項正確,D項錯誤. 7.(多選)下列說法中正確的是(　CD　) A.水中的

7、氣泡看上去比較明亮是因為有一部分光發(fā)生了衍射現(xiàn)象 B.雷達(dá)發(fā)射的電磁波是由均勻變化的電場或磁場產(chǎn)生的 C.紅色和藍(lán)色的激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同 D.狹義相對論認(rèn)為:真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 解析:水中的氣泡看上去比較明亮是因為光從水中射向氣泡時,有一部分光發(fā)生了全反射現(xiàn)象,選項A錯誤;均勻變化的電場或磁場只能產(chǎn)生恒定的磁場或電場,不能形成電磁波,雷達(dá)發(fā)射的電磁波一定是由周期性變化的電場或周期性變化的磁場產(chǎn)生的,選項B錯誤;紅色和藍(lán)色激光頻率不同,在同一種介質(zhì)中傳播時波速不同,波長不同,而紅色和藍(lán)色激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同,選項C正確;狹義相對論認(rèn)為:

8、真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的,選項D正確. 8.(2018·四川綿陽一診)(多選)以下說法正確的是(　ABE　) A.太陽能的真空玻璃管采用鍍膜技術(shù)增加透射光,這是利用了光的干涉原理 B.在受迫振動中,驅(qū)動力的頻率不一定等于物體的固有頻率 C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,要在鏡頭前加裝一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度 D.宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時,地球上的人觀察到飛船上的時鐘變快 E.液晶顯示器用到了光的偏振 解析:太陽能真空玻璃管鍍上一層膜,入射光在膜的兩個面反射后產(chǎn)生干涉,使反射光強(qiáng)度減弱,增加透射光,這是利用了光的干涉原理,A正確;在受迫振動中,物體振動的

9、頻率等于驅(qū)動力的頻率,與固有頻率不一定相等,B正確;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,由于玻璃表面反射光的干擾,影像會不清楚,如果在鏡頭前加裝一個偏振片就可以減弱反射光的強(qiáng)度,C錯誤;宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時,根據(jù)時間的相對性Δt=,知地球上的人觀察到飛船上的時間間隔變長,時鐘變慢,D錯誤;液晶顯示器用到了光的偏振,E正確. 9. (2019·江蘇南通調(diào)研)(多選)利用光的干涉,兩臺相距很遠(yuǎn)(幾千公里)聯(lián)合動作的射電望遠(yuǎn)鏡觀察固定的射電恒星,可以精確測定大陸板塊漂移速度.模型可簡化為如圖所示的雙縫干涉,射電恒星看成點(diǎn)光源S,分布在地球上不同大陸的兩個望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)于兩個狹縫S1,S2,它

10、們收到的光滿足相干條件,匯集兩望遠(yuǎn)鏡信號的接收器相當(dāng)于光屏.設(shè)某時刻光屏上P點(diǎn)到S1,S2的距離相等,S到S1,S2的距離也相等,當(dāng)S2向上遠(yuǎn)離S1時,下列說法正確的有(　BC　) A.P點(diǎn)接收到的信號先變強(qiáng) B.P點(diǎn)接收到的信號先變?nèi)? C.干涉條紋間距發(fā)生改變 D.干涉條紋間距不變 解析:當(dāng)光程差為波長的整數(shù)倍時,振動加強(qiáng),信號表現(xiàn)為亮紋,當(dāng)光程差為二分之一波長的奇數(shù)倍時,振動減弱,信號表現(xiàn)為暗紋,當(dāng)S2向上遠(yuǎn)離S1時,光程差從0變大,所以P點(diǎn)接收到的信號先變?nèi)?B項正確;根據(jù)Δx=λ,當(dāng)S2向上遠(yuǎn)離S1時,d變大,干涉條紋間距Δx變小,C項正確. 10.在雙縫干涉實(shí)驗中,分

11、別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后的屏幕上,紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條紋間距Δx2相比,Δx1　　　　Δx2(填“>”“=”或“<”).若實(shí)驗中紅光的波長為630 nm,雙縫與屏幕的距離為1.00 m,測得第1條到第6條亮條紋中心間的距離為10.5 mm,則雙縫之間的距離為　　　　mm.? 解析:根據(jù)公式Δx=λ,紅光波長大于綠光波長,因此Δx1>Δx2.根據(jù)題意,條紋間距Δx= mm=2.1 mm,所以d==3.00×10-4 m=0.300 mm. 答案:>　0.300 11. (1)楊氏干涉實(shí)驗證明光的確是一種波,一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上,兩狹縫就成

12、了兩個光源,它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件,即兩列光的　　　　　　相同.如圖所示,在這兩列光波相遇的區(qū)域中,實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,如果放置光屏,在　　　　(選填“A”“B”或“C”)點(diǎn)會出現(xiàn)暗條紋.? (2)在上述楊氏干涉實(shí)驗中,若單色光的波長λ=5.89×10-7 m,雙縫間的距離d=1 mm,雙縫到屏的距離l=2 m.求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距. 解析:(1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣的條件之一是兩束光的頻率相同,由一束單色光形成的兩個光源頻率是相同的.A,B兩點(diǎn)為振動加強(qiáng)點(diǎn),出現(xiàn)亮條紋,C點(diǎn)是波峰與波谷相遇,振動減弱,出現(xiàn)暗條紋. (2)相鄰亮條紋的中心間距Δx=λ

13、,由題意知,亮條紋的數(shù)目n=10,解得L=,代入數(shù)據(jù)得L=1.178×10-2 m. 答案:(1)頻率　C　(2)1.178×10-2 m 12.(2019·湖北武漢調(diào)研)一枚靜止時長30 m的火箭以 0.6c的速度從觀察者的身邊掠過,火箭上的人測得火箭的長度為　　　　m,觀察者測得火箭的長度為　　　　m.? 解析:根據(jù)相對論原理,火箭上的人測得火箭的長度不變,仍為30 m.觀察者測得火箭的長度為l=l0=30× m=24 m. 答案:30　24 13. (2019·山東臨沂模擬)解答下列關(guān)于電磁波的問題: (1)在如圖(甲)所示振蕩電流的圖像中,表示電容器充電過程的有　　　　

14、;線圈中有最大電流的時刻為　　　　;電場能轉(zhuǎn)化為磁場能的過程有　　　　.? (2)列舉下列三種電磁波的一種應(yīng)用: 紅外線? 紫外線? X射線? (3) 某居住地A位于某山脈的一邊,山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射站,如圖(乙)所示.該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400

15、 kHz的中波和頻率為400 MHz的微波,已知無線電波在空氣中 的傳 播速度都為3× 108 m/s,求: ①該中波和微波的波長各是多少? ②發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經(jīng)過干涉還是衍射后到達(dá)居住地A處的? ③若兩種波的接收 效果不同,請說 明哪一種波的接收效果更好?為什么? 解析:(1)電流減小的過程都是充電過程,故充電過程為ab,cd,ef.線圈中有最大電流的時刻為a,c,e.電容器放電時,電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,此時應(yīng)是電流增大的過程,即bc,de. (2)紅外線具有熱效應(yīng),因此應(yīng)用有紅外線探測器、紅外線烤箱等.紫外線有熒光和殺菌作用,應(yīng)用有驗鈔機(jī)、消毒柜等.X射線有較強(qiáng)的穿透作用,應(yīng)用有X射線透視儀. (3)①由λ=知,λ1=750 m,λ2=0.75 m. ②無線電波繞過山脈到達(dá)A處,發(fā)生了衍射現(xiàn)象. ③頻率為400 kHz的中波接收效果更好,因為它的波長長,衍射現(xiàn)象更明顯. 答案:(1)ab,cd,ef　a,c,e　bc,de (2)紅外線探測器　驗鈔機(jī)　X射線透視儀 (3)①750 m　0.75 m?、谘苌洹、壑胁?原因是中波波長長,衍射現(xiàn)象更明顯 - 5 -