2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)36 光的波動性 電磁波 相對論（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 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(nèi)物品進行檢測 C．根據(jù)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(chǎn)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(nèi)物品進行檢測，選項B錯誤；根據(jù)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(chǎn)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(guān)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(zhì)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(zhì)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(jù)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(zhì)量大于靜止時的質(zhì)量 D．粒子高速運動時質(zhì)量小于靜止時的質(zhì)量 解析：根據(jù)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(zhì)量公式可知，粒子高速運動時質(zhì)量大于靜止時的質(zhì)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(jù)相對論可認為空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)無關(guān) C．麥克斯韋預(yù)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(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)，選項B錯誤；麥克斯韋預(yù)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(fēng)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(guān)光現(xiàn)象的解釋正確的是(　　) A．光在同一介質(zhì)中沿直線傳播 B．海市蜃樓是全反射的結(jié)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(zhì)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(chǎn)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(jù)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??；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(cè)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(yīng)于紅光和藍光．而在單縫衍射中，當(dāng)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(yīng)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(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)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(guān)對光的認識正確的是(　　) A．光在同一介質(zhì)中沿直線傳播 B．海市蜃樓是全反射的結(jié)果 C．用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息，這是光的衍射的應(yīng)用 D．太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜，這是光折射的結(jié)果 E．激光測距是應(yīng)用了激光平行性好的特點 解析：光在同一均勻的介質(zhì)中沿直線轉(zhuǎn)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(chǎn)生的，B正確；用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息，這是光的全反射的應(yīng)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(jié)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(jīng)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(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝λ可知，經(jīng)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(guān)，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(qū)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(jù)v＝＝λf可知，波長λ＝變短，故A錯誤；驅(qū)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(chǎn) 生的干涉條紋形狀來判斷平面的平整度，D正確；根據(jù)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(shù)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(nèi)，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(shè)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(dāng)溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)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(chǎn)生的． (2)當(dāng)溫度為t1時，設(shè)空氣薄膜厚度為d1，此時最亮說明，2d1＝kλ 當(dāng)溫度為t2時，設(shè)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)