2025版高考物理一轮复习第十四章波与相对论第4课时课时作业含解析选修3-4

PAGEPAGE6课时作业【基础练习】一、电磁场和电磁波谱1．(2024黄冈模拟)关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息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B解析：无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，故它们的波长也不相同，D项错误．2．(2024三湘名校联盟三模，16)随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线．小到手表、手机，大到电脑、电动汽车的充电，都已经实现了从理论探讨到实际应用的转化．下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图．关于无线充电，下列说法正确的是()A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与放射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，全部手机都可以进行无线充电C解析：当充电底座的放射线圈中通有交变电流时，放射线圈产生交变的磁场，依据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对充电设备的充电．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电磁感应”，只有将充电底座接到沟通电源上才能对手机进行充电，所以A、B选项错误．接收线圈中交变电流的频率与放射线圈中交变电流的频率相同，C选项正确．只有有无线充电功能的手机才可以进行无线充电，D错误．二、相对论3．(多选)依据狭义相对论的两个基本假设，下列推论正确的是()A．运动的时钟变慢B．运动的时钟变快C．运动的尺子变长D．物体的质量随速度的增加而增加AD解析：依据爱因斯坦的相对论中时间间隔的相对性公式Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v2,c2)))，速度越大时间间隔越大，即运动的时钟会变慢；依据爱因斯坦的相对论的尺缩效应，可知道运动的尺子变短；由相对论质量公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量．4．如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追逐正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮丽测到该光束的传播速度为()A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0cD解析：依据狭义相对论的基本假设——光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，选项D正确．三、光的干涉、衍射和偏振5．(2014江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉试验，在屏上视察到(甲)图所示的条纹，仅变更一个试验条件后，视察到的条纹如(乙)图所示．他变更的试验条件可能是()A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源B解析：依据条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，若增大条纹间距，可以实行的措施有换用波长更长、频率更低的单色光源，减小双缝间的距离d，增大双缝到屏的距离l，故选项B正确．6．(2024南昌模拟)(多选)以下说法中正确的是()A．对于同一障碍物，波长越大的光波越简单绕过去B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D．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E．不管光源与视察者是否存在相对运动，视察者视察到的光速是不变的ADE解析：波长越长的光越简单发生衍射现象，故越简单绕过障碍物；白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象；红光由空气进入水中，频率不变，故颜色不变，传播速度减小，故波长变短；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，即薄膜干涉；依据狭义相对性原理，不管光源与视察者是否存在相对运动，视察者视察到的光速是不变的．7．(2024南通校级月考)关于光的偏振现象，下列说法中正确的是()A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是肯定程度的偏振光C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用B解析：自然光是在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，而不是偏振光；自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，都是肯定程度的偏振光；光的偏振现象说明光是一种横波；照相机的增透膜，使得反射光发生干涉从而使其减弱，所以反射光的路程差等于光在增透膜的波长的eq\f(1,2)，是光的干涉现象．【素能提升】8．(2024黄岩区校级模拟)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，使之不易被敌方发觉、跟踪和攻击．依据你所学的物理学问，推断下列说法中正确的是()A．运用隐藏色涂层，无论距你多近，即使你拿望远镜也不能看到它B．运用能汲取雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发觉C．运用汲取雷达电磁波涂层后，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简单产生紫外线辐射的部位实行隔热、降温等措施，使其不易被对方发觉B解析：隐形飞机的原理是在飞机制造过程中运用能汲取雷达电磁波的材料，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觉，故只有B正确．9．(2024东北三省三校一模)(多选)下列说法正确的是()A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所确定B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C．杨氏双缝干涉试验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离肯定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D．光的偏振特征说明光是横波E．水中的气泡看起来特殊光明，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的原因BDE解析：光在介质中传播的速度由介质本身及频率共同确定；油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光叠加形成的干涉条纹；依据光的干涉条纹间距公式Δx＝eq\f(l,d)λ，红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大；光的偏振现象说明光是一种横波；水中的气泡看起来特殊光明，是因为光从水射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射．10．(多选)关于光波及其在科学技术、生产和生活中广泛的应用，下列说法中正确的是()A．单缝衍射试验中使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄B．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗，这是由于只有波长较长的一部分光才能到达地面C．拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片是阻挡阳光在水面上的反射光进入照相机镜头D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射BC解析：单缝衍射试验中使单缝宽度变小，衍射条纹间距变宽；波长较短的波简单被障碍物拦住，不能到达地面，波长较长的光更简单发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面；当偏振片的方向与偏振光的方向平行时，允许偏振光通过，当它们相互垂直时，偏振光不能通过．拍摄日落时水下景物时为了使照片清晰，则要过滤掉水面的反射光，所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直；当光照到较大圆孔时，不能发生明显的衍射，但不能说不发生衍射．11．(2024延吉校级期末)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)，这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是()A．干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射的两列光波叠加的结果B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果C．将薄片向劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏D．将上玻璃板向上平移少许，条纹向着劈尖移动A解析：从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的；条纹中的暗纹是由于两列反射光的波谷与波峰叠加的结果；当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密；若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏；而当上玻璃板平行上移，条纹不会移动．12．(2015北京理综)利用所学物理学问，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题．IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外放射某一特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到肯定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输．下列说法正确的是()A．IC卡工作所须要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机放射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作C．若读卡机放射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机放射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息B解析：读卡机放射的电磁波，被IC卡内部的LC振荡电路接收，使IC卡充电，因此IC卡的能量来源于读卡机放射的电磁波，故A项错误；仅当读卡机放射的电磁波频率与该IC卡内的LC振荡电路的固有频率相等时，才发生共振，IC卡才能有效工作，故B项正确；若读卡机放射的电磁波偏离该特定频率，依据法拉第电磁感应定律，线圈L中仍会产生感应电流，故C项错误；由题意，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到肯定电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输，故D项错误．13．(2015江苏卷)(1)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比________．A．波速变大 B．波速不变C．频率变高 D．频率不变(2)用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍．用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时________(选填“简单”或“不简单”)发生衍射．解析：(1)超声波的波速由介质确定，介质不变，则波速不变，B项正确；当鱼群向渔船靠近时，由于多普勒效应，被鱼群反射回来的超声波频率高于波源发出的频率，C正确．(2)由于波长、波速、频率三者的关系为v＝λf，而同一超声波在不同介质中传播时频率不变(不发生多普勒效应)，则波长之比等于波速之比，所以该超声波在结石中的波长是胆汁中的eq\f(2250,1500)＝1.5倍；发生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多，或小于波长．因为超声波的波长较短，所以遇到结石不简单发生衍射．答案：(1)BC(2)1.5不简单14．在“用双缝干涉测光的波长”的试验中，请依据题目要求回答下列问题．(1)图中(甲)、(乙)两图都是光的条纹形态示意图，其中干涉图样是________．(2)将下表中的光学元件放在图(丙)所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的试验装置，并用此装置测量红光的波长．元