2025届高考物理一轮复习课时作业60光的波动性电磁波相对论含解析鲁科版

PAGEPAGE7课时作业60光的波动性电磁波相对论时间：45分钟1．(2024·北京卷)利用图1所示的装置示意图，视察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是(A)A．甲对应单缝，乙对应双缝B．甲对应双缝，乙对应单缝C．都是单缝，甲对应的缝宽较大D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大解析：本题考查光的干涉和衍射现象．由题图可知，同一光源发出的光经过光学元件，且形成的图样为明暗相间的条纹，说明可能发生衍射或干涉，依据单缝衍射的条纹间距不相等，双缝干涉的条纹间距相等可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确．2．(多选)下列说法正确的是(ACE)A．在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的B．真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小D．物体运动时的质量m总要小于静止时的质量m0E．在质能方程E＝mc2中，m是物体的质量，E是它具有的能量解析：依据相对论原理可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A项正确；依据光速不变可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，故B项错误；依据尺缩效应得一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故C项正确；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，故D项错误；依据质能方程的意义可知，在质能方程E＝mc2中，m是物体的质量，E是它具有的能量，故E项正确．3．(多选)如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则(BDE)A．在同种匀称介质中，a光的传播速度比b光的大B．在真空中a、b两光传播速度相同C．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小D．从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射临界角小E．在相同的条件下，b光比a光更简单产生明显的衍射现象解析：依据题图可知，b光的干涉条纹间距大于a光的干涉条纹间距，由双缝干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(Lλ,d)可知，b光的波长比a光的大．由λ＝eq\f(c,f)可知，b光的频率比a光的小，则在同种介质中，b光的折射率小于a光的折射率，依据n＝eq\f(c,v)可知，a光的传播速度比b光的小，A错误；在真空中a、b两光传播速度相同，均为光速，B正确；从真空射入同种介质不会发生全反射，C错误；由介质射入真空的全反射临界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光折射率较大，从同种介质射入真空发生全反射时a光全反射临界角小，D正确；由于b光的波长比a光的大，依据发生明显衍射现象的条件可知，在相同的条件下，b光比a光更简单产生明显的衍射现象，E正确．4．(多选)下列关于科学技术的运用的说法正确的是(ABC)A．交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应B．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射C．在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图象并将其转换为电信号D．雷达是利用超声波来测定物体位置的无线电设备E．医生利用B超探测人体内脏的位置，发觉可能的病变，其原理是利用了波的衍射解析：交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应，选项A正确；用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射，选项B正确；在摄像机中，摄像管的作用是摄取景物的图象并将其转换为电信号，选项C正确；雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，选项D错误；医生利用B超探测人体内脏的位置，发觉可能的病变，其原理是利用了波的反射，选项E错误．5.(多选)把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所示，这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确的是(AC)A．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏B．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动解析：楔形空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉，空气层厚度相同的地方，两列波的路程差相同，故假如被测表面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，当劈角α增大为β时，相邻的条纹由A、C处左移至A′、C′处，设CD－AB＝Δs，则C′D′－A′B′＝Δs，故AC＝eq\f(Δs,sinα)，A′C′＝eq\f(Δs,sinβ)，因为β>α，所以AC>A′C′，故劈角变大时，条纹变密，A正确，B错误；同理，当上玻璃板平行上移时，条纹向着劈尖移动，但间距不变，C正确，D错误．6．(多选)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(ABE)A．电磁波可以传递信息，声波也能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同E．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大解析：电磁波可以传递信息，如电视信号；声波也可以传递信息，如人说话，故A正确；手机用电磁波传递信息，人说话发出声波，故B正确；太阳光中的可见光是电磁波，在真空中的传播速度约为3×108m/s，“B超”中的超声波是声波，常温下，在空气中的速度大约为340m/s，故C错误；遥控器发出的红外线和医院“CT”中的X射线频率不同，波速相同，依据c＝λf可知波长不同，故D错误；由v＝eq\f(c,n)知电磁波进入水中速度变小，而声波由空气进入水中的速度变大，E正确．7．(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不匀称的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方视察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是(AC)A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是匀称改变的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是匀称改变的解析：干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，A正确，B错误；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是匀称改变的，形成不等间距的干涉条纹，C正确，D错误．8．通过如图1所示的装置可探讨光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布状况．图2分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布状况．下列有关A、B两种色光的说法中正确的有(BDE)A．光通过的可能是缝板上的单缝B．A光的波长比B光的波长长C．A光的频率比B光的频率大D．A光在玻璃中的传播速度大于B光的玻璃中的传播速度E．A光比B光更简单发生衍射现象解析：从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以光是通过双缝产生干涉现象，故A项错误；由图样可看出，A光的条纹间距大于B光的，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，A光的波长大于B光的波长，A光的频率小于B光的频率，故B项正确，C项错误；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，故D项正确；由于A光的波长较长，所以更简单发生明显的衍射现象，故E项正确．9．如图，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能说明这一现象产生缘由的是示意图(图中实线、虚线为光照耀到薄膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波)(C)解析：当光程差为半个波长的偶数倍时，即波峰与波峰、波谷与波谷叠加的点，是亮纹；当光程差为半个波长的奇数倍时，波峰与波谷叠加的点，是暗纹，故C项正确．10．(多选)关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是(BCD)A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象B．产生干涉现象的条件之一，就是两列波的频率相等C．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果D．屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的声音，这属于波的衍射现象E．泊松亮斑是光的干涉现象解析：干涉、衍射是波特有的现象，波既可以发生干涉，也可以发生衍射，A错误；当两列波发生干涉时，两列波的频率相等，B正确；由于重力的影响，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，薄膜干涉条纹的产生是光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果，C正确；屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的声音，这属于声波的衍射现象，D正确；光通过小圆盘，在屏中心出现亮斑，说明光偏离原来直线方向传播，是光的衍射现象，E错误．11．(多选)2024年央视春节晚会大量运用激光，为观众供应了一场视觉盛宴．下列关于光的应用说法正确的是(BCE)A．光学镜头的增透膜是利用光的衍射原理B．全息照相主要是利用激光的相干性好的特点C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点D．用透亮的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的偏振E．光导纤维传递信息是利用了光的全反射解析：光学镜头的增透膜是利用光的干涉原理，选项A错误；全息照相主要是利用激光的相干性好的特点，选项B正确；用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，选项C正确；用透亮的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的干涉，选项D错误；光导纤维传递信息是利用了光的全反射，选项E正确．12．(多选)关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是(BCE)A．波遇到障碍物时，肯定会发生明显的衍射现象B．当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象C．“闻其声而不见其人”，说明声波也能发生衍射D．频率不相同的两列波也能发生干涉E．声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象解析：当障碍物的尺寸与波长相差不多或者更小时才能视察到明显的衍射现象，选项A错误，B正确；声波波长在1.7cm～17m之间，所以声波可以绕过一般的障碍物，“闻其声而不见其人”，就是说明声波也能发生衍射，C正确；波的频率相同是干涉的必要条件，D错误；干涉和衍射是波的特有现象，声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象，选项E正确．13．(多选)某一质检部门为检测一批矿泉水的质量，利用干涉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)，如图所示，特制容器未画出，通过对比填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率．则下列说法正确的是(设空气的折射率为1)(AC)A．x2<x1B．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：把空气换成矿泉水后，依据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．依据干涉的条纹间距公式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)，故A、C项正确．14．(多选)如图所示，光源S从水下向真空放射一束由红光和蓝光组成的复合光，在A点该复色光分成a、b两束，则下列说法正确的是(ABE)A．b光是蓝光B．射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后a、b光传播速度相同C．渐渐增大入射角，a光最先发生全反射D．b光比a光更简单发生明显的衍射现象E．a、b两束光在任何状况下都不行能产生稳定的干涉现象解析：依据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，结合光路图可知，b光折射率较大，b光是蓝光，选项A正确；a光是红光，折射率较小，由n＝eq\f(c,v)知，射出水面前a光的传播速度较大，射出水面后a、b光传播速度相同，均为光速c，选项B正确；由n＝eq\f(1,sinC)可知，b光的全反射临界角较小，故渐渐增大入射角，b光最先发生全反射，选项C错误；a光波长比b光波长长，故a光更简单发生明显的衍射现象，选项D错误；产生稳定干涉现象的条件是两束光频率相同，故知a、b两束光在任何状况下都不行能发生稳定的干涉现象，选项E正确．15．如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”试验中，将试验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d＝0.20mm的双缝屏．然后，接通电源使光源正常工作．已知像屏与双缝屏间的距离L＝700mm.(1)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游标尺)上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和游标尺的示数如图丙所示，则此示数为0.25mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A条纹到B条纹间的距离为8.40mm.利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ＝4.8×10－7m(保留2位有效数字)．(2)另一同学按试验装置安装好仪器后，视察到光的干涉现象很明显．若他对试验装置进行改动后，在像屏上仍能视察到清楚的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能会实现这个效