2024高考物理一轮复习第15章光电磁波相对论简介第2讲光的波动性电磁波相对论课时作业含解析新人教版

PAGE7-第2讲光的波动性电磁波相对论满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题7分，共84分。其中1～4题为单选，5～12题为多选)1．如图所示的四个图形中，属于闻名的泊松亮斑衍射图样的是()答案B解析泊松亮斑的图样特点为中心是一个亮点，亮点四周有一个大的阴影区，然后才是明暗相间的圆环。2．(2024·北京市丰台区高三下月考)甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx，若Δx甲>Δx乙，比较甲、乙两种单色光，则下列说法正确的是()A．真空中甲光的波长较短B．甲光的光子能量较小C．甲光发生全反射时的临界角较小D．甲光能发生偏振现象，而乙光不能答案B解析依据双缝干涉相邻两个亮条纹的中心间距Δx＝eq\f(L,d)λ可知，对于同一个试验装置，波长越长，条纹间距越大，由Δx甲>Δx乙可知甲光的波长肯定大于乙光的波长，故A错误。依据c＝λν可知甲光的频率小于乙光的频率，而光子的能量E＝hν，故甲光的光子能量肯定小于乙光的光子能量，故B正确。由于甲光的频率比乙光小，则对同一匀称介质，甲光的折射率小于乙光的折射率，由临界角公式sinC＝eq\f(1,n)，甲光发生全反射时的临界角大于乙光发生全反射时的临界角，故C错误。偏振现象是横波特有的现象，由于光是横波，故甲、乙都可以发生偏振现象，故D错误。3．如图所示，市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照耀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缘由之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消退不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示薄膜中红外线的波长，则所镀薄膜的最小厚度应为()A．eq\f(1,8)λ B．eq\f(1,4)λC．eq\f(1,2)λ D．λ答案B解析红外线最显著的特点之一就是热效应，当光照耀物体时，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表面上镀一层薄膜(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，从增透膜的前后表面反射回来的两束红外线发生干涉，相互抵消，使反射的红外线强度减弱，达到冷光效果。4．(2024·苏州虎丘新区一中一模)如图所示，参考系B相对于参考系A以速度v沿x轴正向运动，固定在参考系A中的点光源S射出一束单色光，光速为c，则在参考系B中接收到的光的状况是()A．光速小于c，频率不变，波长变短B．光速小于c，频率变小，波长变长C．光速等于c，频率不变，波长不变D．光速等于c，频率变小，波长变长答案D解析依据相对论光速不变原理可知，在参考系B中接收到的光的速度等于c，由于B相对A的距离增大，发生多普勒效应，则知在参考系B中接收到的光的频率变小，依据c＝fλ，波长变长，故A、B、C错误，D正确。5．(2024·吉林省长春市二模)以下说法中正确的是()A．在同一种玻璃中，频率越大的光速度越小B．用透亮的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振C．麦克斯韦用试验证明白电磁波的存在D．交警通过放射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应E．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的答案ADE解析频率越大折射率越大，依据n＝eq\f(c,v)，在同种介质中的光速越小，故A正确；用透亮的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用试验证明白电磁波的存在，故C错误；交警通过放射超声波依据反射波的频率变更状况测量车速，是利用了波的多普勒效应，故D正确；依据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故E正确。6．(2024·银川高三质检)下列说法正确的是()A．红光由空气进入水中，波长变短，频率不变B．光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带，是光的干涉现象D．对同一障碍物波长越长的光越简单衍射E．用同一装置做双缝干涉试验，在干涉图样中紫光的条纹间距比红光宽答案ABD解析光从一种介质进入另一种介质时频率不变，依据λf＝eq\f(c,n)，红光由空气进入水中，波长变短，故A正确；光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射，故B正确；白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带是光的折射产生的色散现象，故C错误；依据发生明显衍射的条件可知，对同一障碍物波长越长的光越简单衍射，故D正确；由公式Δx＝eq\f(L,d)·λ可知，用同一装置做双缝干涉试验，在干涉图样中，波长较小的紫光的条纹间距比红光窄，故E错误。7．(2024·江西高三九校3月联考)下列说法中正确的是()A．依据爱因斯坦的相对论可推断物体的质量与运动快慢无关B．机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数C．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制D．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向(也称透振方向)的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱E．赫兹在试验中发觉，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证明白电磁波的存在答案BDE解析依据爱因斯坦的相对论可推断高速运动的物体的质量与运动快慢有关，故A错误；机械波在传播过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置旁边振动，并不随波迁移，介质中的质点每经过一个完全波时完成一次全振动，故单位时间内经过介质中一点的完全波的个数就是这列波的频率，故B正确；在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，故C错误；从试验现象可知，偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向(也称透振方向)的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱，故D正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用试验证明白电磁波的存在，赫兹在试验中发觉，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证明白电磁波的存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的试验基础，故E正确。8．(2024·山东威海三模)下列说法正确的是()A．红外线在水中的传播速度大于紫外线在水中的传播速度B．电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应C．电磁波是横波，可以发生衍射现象和偏振现象D．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关E．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直答案ACE解析红外线的频率比紫外线小，所以水对红外线的折射率n比紫外线小，依据v＝eq\f(c,n)，知红外线在水中的传播速度大于紫外线在水中的传播速度，故A正确；电磁波和机械波都能产生多普勒效应，故B错误；电磁波是横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故C正确；电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，是固定不变的，故D错误；电磁波是横波，每一处的电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故E正确。9．(2024·贵州安顺高三上学期期末)下列说法中正确的是()A．入射角足够大，肯定能发生全反射B．电磁波可以在真空中传播C．X射线是原子的内层电子受到激发产生的D．光从空气射入水中，传播速度肯定减小E．若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消逝答案BCD解析当光从光密介质射向光疏介质，且入射角等于或大于临界角时，才能发生全反射，A错误；电磁波可以在真空中传播，B正确；X射线是原子的内层电子受到激发产生的，C正确；水相对空气是光密介质，则光从空气射入水中，传播速度肯定减小，D正确；若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波不会随即消逝，E错误。10．(2024·河南信阳高级中学高三上学期期末)下列说法正确的是()A．变更的电场肯定产生变更的磁场，变更的磁场肯定产生变更的电场B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的D．在杨氏双缝干涉试验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹E．某人在水面上方视察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近答案BCE解析变更的电场肯定产生磁场，变更的磁场肯定产生电场；匀称变更的电场产生稳定的磁场，匀称变更的磁场产生稳定的电场，A错误；全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，B正确；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的，C正确；双缝干涉试验中，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象，而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽、两侧窄、间距越来越大的衍射条纹，故D错误；红、黄、绿三种色光中，绿光的频率最高，折射率最大，绿灯发出的光射向水面偏折程度最大，人眼逆着光线的方向看去，绿灯距水面最近，E正确。11．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下面说法中正确的是()A．手机通话运用的无线电波，波长比可见光长B．银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线C．只要空间某处的电场或磁场发生变更，就会在其四周产生电磁波D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本事E．夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射答案ADE解析手机通话运用的无线电波，其波长要大于可见光，A正确；遥控器采纳的是红外线而不是紫外线，B错误；匀称变更的电(磁)场产生恒定的磁(电)场，恒定的电(磁)场在其四周空间不会产生磁(电)场，也就不会产生电磁波，C错误；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本事，D正确；夜视仪器能在较冷的背景下探测出较热物体的红外辐射，E正确。12．(2024·江西省大余中学高三下月考)下列说法正确的是()A．水面上的油膜在阳光照耀下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，会在镜头前加装偏振片以增加透射光的强度C．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度会随光源和视察者所在参考系的相对运动而变更D．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期E．自然光在玻璃表面的反射光是偏振光答案ADE解析阳光在油膜的前后两表面反射，形成相同频率的两列光波，从而进行叠加，导致呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的，故A正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清楚，故B错误；狭义相对论认为：光在真空中的传播速度不变，不随光源和视察者所在参考系的相对运动而变更，故C错误；横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期，故D正确；自然光在玻璃表面的反射光是偏振光，故E正确。二、非选择题(本题共2小题，共16分)13．(8分)(1)肥皂泡在太阳光照耀下呈现的彩色是__________现象；露珠在太阳光照耀下呈现的彩色是__________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是__________现象。(2)凡是波都具有衍射现象，而把光看成直线传播的条件是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；要使光产生明显的衍射，条件是________________________________________________________________________________________________。(3)当狭缝的宽度很小并保持肯定时，分别用红光和紫光照耀狭缝，看到的衍射条纹的主要区分是_______________________________________。(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变更，这是光的偏振现象，这个试验___________________________________________。答案(1)光的干涉光的折射光的衍射(2)(3)(4)见解析解析(1)肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的折射现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象。(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看成沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，光可产生明显的衍射现象。(3)红光的中心亮纹较宽，红光中心亮纹两侧的亮纹离中心亮纹较远。(4)这个试验说明白光是一种横波。14．(8分)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。(1)本试验的试验步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调整光源高度，使光束能干脆沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理依次在光具座