2023版高考物理一轮复习课时跟踪检测（四十五）第十三章波与相对论第4节光的波动性电磁波相对论（选修3-4）

PAGEPAGEPAGE2课时跟踪检测〔四十五〕光的波动性电磁波相对论对点训练：光的干预、衍射及偏振1.(多项选择)(2022·长沙模拟)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干预现象。图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏。现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是()A．N应选用遮光屏1 B．N应选用遮光屏3C．O应选用遮光屏2 D．O应选用遮光屏4解析：选AC先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干预，再根据像屏P上条纹分布可知，N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2；故A、C正确，B、D错误。2.(2022·宜宾二诊)如下图，光源S从水面下向空气斜射一束复色光，在A点分成a、b两束，那么以下说法正确的选项是()A．在水中a光折射率大于b光B．在水中a光的速度大于b光C．a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小D．分别用a、b光在同一装置上做双缝干预实验，a光产生的干预条纹间距小于b光解析：选B由题意可知，两光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根据折射定律得到，折射率na＜nb，故A错误；由公式v＝eq\f(c,n)，分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大，故B正确；a光的折射率小，根据临界角公式sinC＝eq\f(1,n)，可知a光的临界角较大，故C错误；折射角ra＜rb，频率fa＜fb，波长λa＞λb，根据公式Δx＝eq\f(l,d)λ，那么知a光的干预条纹间距大于b光的，故D错误。3．(2022·绵阳三诊)以下说法正确的选项是()A．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干预现象B．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C．红光和黄光分别通过同一双缝干预装置，红光形成的相邻亮条纹间距小D．观察者向频率一定的静止声源靠近时，接收到声波的频率与声源频率相同解析：选A水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干预现象，故A正确；紫外线具有杀菌作用，不是因为紫外线有较强的热效应，故B错误；红光和黄光分别通过同一双缝干预装置，根据公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波长比拟长的红光形成的相邻亮条纹间距大，故C错误；观察者向静止的声源靠近时，产生多普勒效应，且观察者接收到的频率大于声源的频率，故D错误。4．(多项选择)(2022·洛阳孟津一高检测)以下说法正确的选项是()A．用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理B．紫外线比红外线更容易发生衍射现象C．经过同一双缝所得的干预条纹，红光比绿光条纹宽度大D．光的色散现象都是由于光的干预现象引起的E．光的偏振现象说明光是一种横波解析：选ACE光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理，故A正确；紫外线的波长比红外线短，不容易发生衍射现象，故B错误；同一双缝所得的干预条纹，因红光的波长比绿光长，那么干预条纹宽度大，故C正确；色散现象可以由光的干预或折射现象引起，故D错误；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E正确。5．(多项选择)(2022·六安一中模拟)光在科学技术，生产和生活中有着广泛的应用，以下说法正确的选项是()A．光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D．在光的双缝干预实验中，假设仅将入射光由红光改为绿光，那么干预条纹间距变窄解析：选AD光学镜头上的增透膜是利用光的干预现象，故A正确；用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光发生折射而形成的色散现象，故B错误；检查光学平面的平整程度是利用光的干预现象，故C错误；绿光的波长比红光的短，干预条纹的间距与波长成正比，因此仅将入射光由红光改为绿光，那么干预条纹间距变窄，故D正确。6.如下图，市场上有种灯具俗称“冷光灯〞，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处。这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃外表上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃外表反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的波长，那么所镀薄膜的最小厚度应为()A.eq\f(1,8)λB.eq\f(1,4)λC.eq\f(1,2)λD．λ解析：选B红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照射物体时，一般都伴随着大量的红外线。在灯泡后面放置的反光镜玻璃外表上镀一层薄膜(相当于增透膜)，当增透膜最小厚度等于红外线在其中传播的波长的eq\f(1,4)时，灯泡发出的红外线射到增透膜后，从增透膜的前后外表反射回来的两束红外线发生干预，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，到达冷光效果。故B正确。7.如下图为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干预装置获得的干预图样。现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的选项是()解析：选D由干预条纹可看出，a光的条纹间距大于b光，故根据Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光的波长大于b光，a光的频率小于b光，那么a光的折射率小于b光；a光的临界角大于b光；A图中a、b两种光的位置颠倒了；B图中出射光应该和入射光平行；C、D图中首先发生全反射的应该是b光，所以选项D正确。8.如下图，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，光速为c，那么P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为()A.eq\f(c,2f) B.eq\f(3c,2f)C.eq\f(3c,f) D.eq\f(5c,2f)解析：选D出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为eq\f(λ,2)×(2n－1)＝eq\f(5,2)λ，其中n＝3，而λ＝eq\f(c,f)，所以|r1－r2|＝eq\f(5,2)λ＝eq\f(5c,2f)，因而D是正确的。对点训练：电磁场、电磁涉及相对论9．(2022·天津高考)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1～10m范围内，那么对该无线电波的判断正确的选项是()A．米波的频率比厘米波频率高B．和机械波一样须靠介质传播C．同光波一样会发生反射现象D．不可能产生干预和衍射现象解析：选C由ν＝eq\f(c,λ)可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，选项A错误；无线电波是电磁波，它的传播不须靠介质，选项B错误；无线电波与光波一样具有波的特性，会发生反射、折射、干预和衍射现象，选项C正确，选项D错误。10.据?飞行国际?报道称，中国制造的首款具有“隐身能力〞和强大攻击力的第四代作战飞机“歼­20”(如图)，于2011年1月11日12：50进行了公开首飞。它的首飞成功标志着中国继美国和俄罗斯之后，成为世界上进入到第四代战机研发序列中的国家。隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断以下说法中正确的选项是()A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近，即使你拿望远镜也不能看到它B．使用能吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现解析：选B隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用能吸收雷达电磁波的材料，使反射的雷达电磁波很弱，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，飞机在雷达屏幕上很难被发现，故只有B正确。11．(2022·盐城二模)以下说法正确的选项是()A．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时长B．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度C．大量事实证明，电磁波不能产生衍射现象D．受迫振动的频率总等于系统的固有频率解析：选B根据l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，知沿自身长度方向运动的杆其长总比杆静止时的长度小，故A错误；只要是波，均可以产生多普勒效应现象，根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故B正确；电磁波是波，能产生衍射现象，故C错误；受迫振动的频率总等于驱动力的频率，故D错误。12．假设一接近光速运行的高速列车在轨道上运行，列车上的窗户高为h，宽为d，高速列车轨道旁边有一广告牌，广告牌高为H，宽为L。在高速列车上有一观察者甲，另一观察者乙站在高速列车轨道旁边，有关两位观察者的判断，以下说法正确的选项是()A．观察者乙看到车窗高度小于hB．观察者乙看到车窗宽度小于dC．观察者甲看到轨道旁边的广告牌宽度大于LD．观察者甲看到轨道旁边的广告牌高度小于H解析：选B根据相对论的推论，运动的“尺缩效应〞，站在高速列车轨道旁边的观察者乙看到车窗宽度小于d，车窗高度等于h，B正确，A错误；高速列车上的观察者甲看到轨道旁边的广告牌宽度小于L，广告牌高度等于H，C、D错误。13．(多项选择)以下说法中正确的选项是()A．红外线应用在遥感技术中是利用了它的穿透本领B．在电磁振荡中，磁场能与电场能周期性地相互转化C．假设要有效地发射电磁波，振荡电路只需有足够高的振荡频率即可D．真空中的光速与光源和观察者的运动无关E．不同频率的电磁波在真空中的传播速度相同，但在同一均匀介质中的传播速度不相同解析：选BDE红外线的穿透本领很弱，应用在遥感技术中是利用红外线探测器接收物体发出的红外线，来探知被测物体的特征的，A错；由电磁振荡的特点知在电磁振荡中，磁场能与电场能周期性地相互转化，B对；要有效地发射电磁波，振荡电路必须有足够高的振荡频率且振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，C错；由狭义相对论可知真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，D对；由电磁波的特点知E对。考点综合训练14.(多项选择)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干预原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中，放置在双缝与荧光屏之间(之前为空气)，如下图，特制容器未画出，通过比对填充后的干预条纹间距x2和填充前的干预条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。那么以下说法正确的选项是(设空气的折射率为1)()A．x2<x1 B．x2>x1C．该矿泉水的折射率为eq\f(x1,x2) D．该矿泉水的折射率为eq\f(x2,x1)解析：选AC把空气换成矿泉水后，根据v＝λf可知，入射光的频率f不变，光在介质中的传播速度减小，波长减小。根据干预的条纹间距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，对同一个装置来说，波长减小，条纹间距减小，即x2<x1，因n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)，易得该矿泉水的折射率为eq\f(x1,x2)，A、C正确。15．(多项选择)(2022·淮安质检)以下说法中正确的选项是()A．地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到“火箭长度〞要比火箭上的人观察到的短一些B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度C．在同种均匀介质中传播的声波，频率越高，波长也越长D．玻璃内气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射出的原因解析：选AB根据相对论可知，地面附近高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度比火箭上的人观察到的要短一些，故A正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的光的强度，故B正确；在同种均匀介质中传播的声波，波速一定，根据公式v＝λf可得，频率越高，波长越短，C错误；玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时，一局部光在界面上发生了全反射，D错误。16．(多项选择)(2022·揭阳二模)以下说法中不正确的有()A．做简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C．一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D．水面油膜呈现彩色条纹是光的干预现象，这可以