2023版高考物理一輪復(fù)習(xí)課時跟蹤檢測（四十五）第十三章波與相對論第4節(jié)光的波動性電磁波相對論（選修3-4）

PAGEPAGEPAGE2課時跟蹤檢測〔四十五〕光的波動性電磁波相對論對點訓(xùn)練：光的干預(yù)、衍射及偏振1.(多項選擇)(2022·長沙模擬)英國物理學(xué)家托馬斯·楊巧妙地解決了相干光源問題，第一次在實驗室觀察到了光的干預(yù)現(xiàn)象。圖為實驗裝置簡圖，M為豎直線狀光源，N和O均為有狹縫的遮光屏，P為像屏?，F(xiàn)有四種刻有不同狹縫的遮光屏，實驗時正確的選擇是()A．N應(yīng)選用遮光屏1 B．N應(yīng)選用遮光屏3C．O應(yīng)選用遮光屏2 D．O應(yīng)選用遮光屏4解析：選AC先通過單縫發(fā)生單縫衍射，再通過雙縫，才能形成相干光發(fā)生雙縫干預(yù)，再根據(jù)像屏P上條紋分布可知，N應(yīng)選用遮光屏1，O應(yīng)選用遮光屏2；故A、C正確，B、D錯誤。2.(2022·宜賓二診)如下圖，光源S從水面下向空氣斜射一束復(fù)色光，在A點分成a、b兩束，那么以下說法正確的選項是()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(chǎn)、b光由水中射向空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角較小D．分別用a、b光在同一裝置上做雙縫干預(yù)實驗，a光產(chǎn)生的干預(yù)條紋間距小于b光解析：選B由題意可知，兩光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根據(jù)折射定律得到，折射率na＜nb，故A錯誤；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正確；a光的折射率小，根據(jù)臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，可知a光的臨界角較大，故C錯誤；折射角ra＜rb，頻率fa＜fb，波長λa＞λb，根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ，那么知a光的干預(yù)條紋間距大于b光的，故D錯誤。3．(2022·綿陽三診)以下說法正確的選項是()A．水面上的油膜在太陽光照射下呈現(xiàn)彩色，是光的干預(yù)現(xiàn)象B．紫外線可殺菌消毒是因為它有較強的熱效應(yīng)C．紅光和黃光分別通過同一雙縫干預(yù)裝置，紅光形成的相鄰亮條紋間距小D．觀察者向頻率一定的靜止聲源靠近時，接收到聲波的頻率與聲源頻率相同解析：選A水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的薄膜干預(yù)現(xiàn)象，故A正確；紫外線具有殺菌作用，不是因為紫外線有較強的熱效應(yīng)，故B錯誤；紅光和黃光分別通過同一雙縫干預(yù)裝置，根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，波長比擬長的紅光形成的相鄰亮條紋間距大，故C錯誤；觀察者向靜止的聲源靠近時，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，且觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，故D錯誤。4．(多項選擇)(2022·洛陽孟津一高檢測)以下說法正確的選項是()A．用光導(dǎo)纖維束傳輸圖像和信息，這是利用了光的全反射原理B．紫外線比紅外線更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C．經(jīng)過同一雙縫所得的干預(yù)條紋，紅光比綠光條紋寬度大D．光的色散現(xiàn)象都是由于光的干預(yù)現(xiàn)象引起的E．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波解析：選ACE光導(dǎo)纖維束傳輸圖像和信息，這是利用了光的全反射原理，故A正確；紫外線的波長比紅外線短，不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B錯誤；同一雙縫所得的干預(yù)條紋，因紅光的波長比綠光長，那么干預(yù)條紋寬度大，故C正確；色散現(xiàn)象可以由光的干預(yù)或折射現(xiàn)象引起，故D錯誤；偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，故E正確。5．(多項選擇)(2022·六安一中模擬)光在科學(xué)技術(shù)，生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，以下說法正確的選項是()A．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干預(yù)現(xiàn)象B．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C．用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象D．在光的雙縫干預(yù)實驗中，假設(shè)僅將入射光由紅光改為綠光，那么干預(yù)條紋間距變窄解析：選AD光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干預(yù)現(xiàn)象，故A正確；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光發(fā)生折射而形成的色散現(xiàn)象，故B錯誤；檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干預(yù)現(xiàn)象，故C錯誤；綠光的波長比紅光的短，干預(yù)條紋的間距與波長成正比，因此僅將入射光由紅光改為綠光，那么干預(yù)條紋間距變窄，故D正確。6.如下圖，市場上有種燈具俗稱“冷光燈〞，用它照射物品時能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃外表上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除不鍍膜時玻璃外表反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示紅外線的波長，那么所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為()A.eq\f(1,8)λB.eq\f(1,4)λC.eq\f(1,2)λD．λ解析：選B紅外線最顯著的特點之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照射物體時，一般都伴隨著大量的紅外線。在燈泡后面放置的反光鏡玻璃外表上鍍一層薄膜(相當(dāng)于增透膜)，當(dāng)增透膜最小厚度等于紅外線在其中傳播的波長的eq\f(1,4)時，燈泡發(fā)出的紅外線射到增透膜后，從增透膜的前后外表反射回來的兩束紅外線發(fā)生干預(yù)，相互抵消，使反射的紅外線強度減弱，到達(dá)冷光效果。故B正確。7.如下圖為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干預(yù)裝置獲得的干預(yù)圖樣。現(xiàn)讓a、b兩種光組成的復(fù)色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播路徑與方向可能正確的選項是()解析：選D由干預(yù)條紋可看出，a光的條紋間距大于b光，故根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ可知，a光的波長大于b光，a光的頻率小于b光，那么a光的折射率小于b光；a光的臨界角大于b光；A圖中a、b兩種光的位置顛倒了；B圖中出射光應(yīng)該和入射光平行；C、D圖中首先發(fā)生全反射的應(yīng)該是b光，所以選項D正確。8.如下圖，用頻率為f的單色光(激光)垂直照射雙縫，在光屏的P點出現(xiàn)第3條暗條紋，光速為c，那么P到雙縫S1、S2的距離之差|r1－r2|應(yīng)為()A.eq\f(c,2f) B.eq\f(3c,2f)C.eq\f(3c,f) D.eq\f(5c,2f)解析：選D出現(xiàn)第3條暗條紋，說明S1、S2到P點距離之差為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是正確的。對點訓(xùn)練：電磁場、電磁涉及相對論9．(2022·天津高考)我國成功研發(fā)的反隱身先進(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星，它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)發(fā)射無線電波的波長在1～10m范圍內(nèi)，那么對該無線電波的判斷正確的選項是()A．米波的頻率比厘米波頻率高B．和機(jī)械波一樣須靠介質(zhì)傳播C．同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D．不可能產(chǎn)生干預(yù)和衍射現(xiàn)象解析：選C由ν＝eq\f(c,λ)可知，波長越長，頻率越低，故米波的頻率比厘米波頻率低，選項A錯誤；無線電波是電磁波，它的傳播不須靠介質(zhì)，選項B錯誤；無線電波與光波一樣具有波的特性，會發(fā)生反射、折射、干預(yù)和衍射現(xiàn)象，選項C正確，選項D錯誤。10.據(jù)?飛行國際?報道稱，中國制造的首款具有“隱身能力〞和強大攻擊力的第四代作戰(zhàn)飛機(jī)“殲-20”(如圖)，于2011年1月11日12：50進(jìn)行了公開首飛。它的首飛成功標(biāo)志著中國繼美國和俄羅斯之后，成為世界上進(jìn)入到第四代戰(zhàn)機(jī)研發(fā)序列中的國家。隱形飛機(jī)的原理是：在飛機(jī)研制過程中設(shè)法降低其可探測性，使之不易被敵方發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊。根據(jù)你所學(xué)的物理知識，判斷以下說法中正確的選項是()A．運用隱蔽色涂層，無論距你多近，即使你拿望遠(yuǎn)鏡也不能看到它B．使用能吸收雷達(dá)電磁波的材料，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，很難被發(fā)現(xiàn)C．使用吸收雷達(dá)電磁波涂層后，傳播到復(fù)合金屬機(jī)翼上的電磁波在機(jī)翼上不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D．主要是對發(fā)動機(jī)、噴氣尾管等因為高溫容易產(chǎn)生紫外線輻射的部位采取隔熱、降溫等措施，使其不易被對方發(fā)現(xiàn)解析：選B隱形飛機(jī)的原理是在飛機(jī)制造過程中使用能吸收雷達(dá)電磁波的材料，使反射的雷達(dá)電磁波很弱，在雷達(dá)屏幕上顯示的反射信息很小、很弱，飛機(jī)在雷達(dá)屏幕上很難被發(fā)現(xiàn)，故只有B正確。11．(2022·鹽城二模)以下說法正確的選項是()A．一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時長B．根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度C．大量事實證明，電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象D．受迫振動的頻率總等于系統(tǒng)的固有頻率解析：選B根據(jù)l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，知沿自身長度方向運動的桿其長總比桿靜止時的長度小，故A錯誤；只要是波，均可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度，故B正確；電磁波是波，能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，故C錯誤；受迫振動的頻率總等于驅(qū)動力的頻率，故D錯誤。12．假設(shè)一接近光速運行的高速列車在軌道上運行，列車上的窗戶高為h，寬為d，高速列車軌道旁邊有一廣告牌，廣告牌高為H，寬為L。在高速列車上有一觀察者甲，另一觀察者乙站在高速列車軌道旁邊，有關(guān)兩位觀察者的判斷，以下說法正確的選項是()A．觀察者乙看到車窗高度小于hB．觀察者乙看到車窗寬度小于dC．觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌寬度大于LD．觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌高度小于H解析：選B根據(jù)相對論的推論，運動的“尺縮效應(yīng)〞，站在高速列車軌道旁邊的觀察者乙看到車窗寬度小于d，車窗高度等于h，B正確，A錯誤；高速列車上的觀察者甲看到軌道旁邊的廣告牌寬度小于L，廣告牌高度等于H，C、D錯誤。13．(多項選擇)以下說法中正確的選項是()A．紅外線應(yīng)用在遙感技術(shù)中是利用了它的穿透本領(lǐng)B．在電磁振蕩中，磁場能與電場能周期性地相互轉(zhuǎn)化C．假設(shè)要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路只需有足夠高的振蕩頻率即可D．真空中的光速與光源和觀察者的運動無關(guān)E．不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同，但在同一均勻介質(zhì)中的傳播速度不相同解析：選BDE紅外線的穿透本領(lǐng)很弱，應(yīng)用在遙感技術(shù)中是利用紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線，來探知被測物體的特征的，A錯；由電磁振蕩的特點知在電磁振蕩中，磁場能與電場能周期性地相互轉(zhuǎn)化，B對；要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須有足夠高的振蕩頻率且振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，C錯；由狹義相對論可知真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運動無關(guān)，D對；由電磁波的特點知E對。考點綜合訓(xùn)練14.(多項選擇)某一質(zhì)檢部門為檢測一批礦泉水的質(zhì)量，利用干預(yù)原理測定礦泉水的折射率。方法是將待測礦泉水填充到特制容器中，放置在雙縫與熒光屏之間(之前為空氣)，如下圖，特制容器未畫出，通過比對填充后的干預(yù)條紋間距x2和填充前的干預(yù)條紋間距x1就可以計算出該礦泉水的折射率。那么以下說法正確的選項是(設(shè)空氣的折射率為1)()A．x2<x1 B．x2>x1C．該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2) D．該礦泉水的折射率為eq\f(x2,x1)解析：選AC把空氣換成礦泉水后，根據(jù)v＝λf可知，入射光的頻率f不變，光在介質(zhì)中的傳播速度減小，波長減小。根據(jù)干預(yù)的條紋間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，對同一個裝置來說，波長減小，條紋間距減小，即x2<x1，因n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)，易得該礦泉水的折射率為eq\f(x1,x2)，A、C正確。15．(多項選擇)(2022·淮安質(zhì)檢)以下說法中正確的選項是()A．地面附近有一高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到“火箭長度〞要比火箭上的人觀察到的短一些B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度C．在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，頻率越高，波長也越長D．玻璃內(nèi)氣泡看起來特別明亮，是因為光線從氣泡中射出的原因解析：選AB根據(jù)相對論可知，地面附近高速水平飛過的火箭，地面上的人觀察到的火箭長度比火箭上的人觀察到的要短一些，故A正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱玻璃反射的光的強度，故B正確；在同種均勻介質(zhì)中傳播的聲波，波速一定，根據(jù)公式v＝λf可得，頻率越高，波長越短，C錯誤；玻璃中的氣泡看起來特別明亮是因為光從玻璃射向氣泡時，一局部光在界面上發(fā)生了全反射，D錯誤。16．(多項選擇)(2022·揭陽二模)以下說法中不正確的有()A．做簡諧運動的物體每次通過同一位置時都具有相同的加速度和速度B．橫波在傳播過程中，波峰上的質(zhì)點運動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期C．一束光由介質(zhì)斜射向空氣，界面上可能只發(fā)生反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象D．水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干預(yù)現(xiàn)象，這可以