2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)第14章光電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介第2講光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論課后作業(yè)含解析

PAGE1-第2講光的波動(dòng)性電磁波相對(duì)論時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共14小題，每小題6分，共84分。其中1～5題為單選，6～14題為多選)1．如圖所示的四個(gè)圖形中，屬于聞名的泊松亮斑衍射圖樣的是()答案B解析泊松亮斑的圖樣特點(diǎn)為中心是一個(gè)亮點(diǎn)，亮點(diǎn)四周有一個(gè)大的陰影區(qū)，然后才是明暗相間的圓環(huán)。2．(2024·北京市豐臺(tái)區(qū)高三下月考)甲、乙兩單色光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個(gè)亮條紋的中心距離為Δx，若Δx甲>Δx乙，比較甲、乙兩種單色光，則下列說(shuō)法正確的是()A．真空中甲光的波長(zhǎng)較短B．甲光的光子能量較小C．甲光發(fā)生全反射時(shí)的臨界角較小D．甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而乙光不能答案B解析依據(jù)雙縫干涉的相鄰的兩個(gè)亮條紋的中心間距Δx＝eq\f(L,d)λ可知，對(duì)于同一個(gè)試驗(yàn)裝置，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，條紋間距越大，由Δx甲>Δx乙可知甲光的波長(zhǎng)肯定大于乙光的波長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤。依據(jù)c＝λν可知甲光的頻率小于乙光的頻率，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的能量，故B正確。由于甲光的頻率比乙光小，則對(duì)同一勻稱(chēng)介質(zhì)，甲光的折射率小于乙光的折射率，由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)，甲光發(fā)生全反射時(shí)的臨界角大于乙光發(fā)生全反射時(shí)的臨界角，故C錯(cuò)誤。偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，由于光是橫波，故甲、乙都可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。3．如圖所示，市場(chǎng)上有種燈具俗稱(chēng)“冷光燈”，用它照耀物品時(shí)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)的緣由之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消退不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線。以λ表示薄膜中紅外線的波長(zhǎng)，則所鍍薄膜的最小厚度應(yīng)為()A.eq\f(1,8)λ B.eq\f(1,4)λC.eq\f(1,2)λ D.λ答案B解析紅外線最顯著的特點(diǎn)之一就是熱效應(yīng)，當(dāng)光照耀物體時(shí)，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表面上鍍一層薄膜(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(zhǎng)的eq\f(1,4)時(shí)，燈泡發(fā)出的紅外線射到增透膜后，從增透膜的前后表面反射回來(lái)的兩束紅外線發(fā)生干涉，相互抵消，使反射的紅外線強(qiáng)度減弱，達(dá)到冷光效果。4．(2024·蘇州虎丘新區(qū)一中一模)如圖所示，參考系B相對(duì)于參考系A(chǔ)以速度v沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，固定在參考系A(chǔ)中的點(diǎn)光源S射出一束單色光，光速為c，則在參考系B中接收到的光的狀況是()A．光速小于c，頻率不變，波長(zhǎng)變短B．光速小于c，頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)C．光速等于c，頻率不變，波長(zhǎng)不變D．光速等于c，頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)答案D解析依據(jù)相對(duì)論光速不變?cè)砜芍趨⒖枷礏中接收到的光的速度等于c，由于B相對(duì)A的距離增大，發(fā)生多普勒效應(yīng)，則知在參考系B中接收到的光的頻率變小，依據(jù)c＝fλ，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。5．(2015·北京高考)利用所學(xué)物理學(xué)問(wèn)，可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問(wèn)題。IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路，公交卡上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外放射某一特定頻率的電磁波。刷卡時(shí)，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到肯定的電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說(shuō)法正確的是()A．IC卡工作所須要的能量來(lái)源于卡內(nèi)的電池B．僅當(dāng)讀卡機(jī)放射該特定頻率的電磁波時(shí)，IC卡才能有效工作C．若讀卡機(jī)放射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D．IC卡只能接收讀卡機(jī)放射的電磁波，而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息答案B解析讀卡機(jī)放射的電磁波，被IC卡內(nèi)部的LC振蕩電路接收，使IC卡充電，因此IC卡的能量源于讀卡機(jī)放射的電磁波，A錯(cuò)誤；僅當(dāng)讀卡機(jī)放射的電磁波頻率與該IC卡內(nèi)的LC振蕩電路的固有頻率相等時(shí)，才發(fā)生共振，IC卡才能有效工作，B正確；若讀卡機(jī)放射的電磁波偏離該特定頻率，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈L中仍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；由題意，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容C充電，達(dá)到肯定電壓后，驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸，D錯(cuò)誤。6．(2024·吉林省長(zhǎng)春市二模改編)以下說(shuō)法中正確的是()A．用透亮的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振B．麥克斯韋用試驗(yàn)證明了電磁波的存在C．交警通過(guò)放射超聲波測(cè)量車(chē)速是利用了波的多普勒效應(yīng)D．狹義相對(duì)論認(rèn)為，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的答案CD解析用透亮的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，故A錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用試驗(yàn)證明了電磁波的存在，故B錯(cuò)誤；交警通過(guò)放射超聲波依據(jù)反射波的頻率變更狀況測(cè)量車(chē)速，是利用了波的多普勒效應(yīng)，故C正確；依據(jù)狹義相對(duì)性原理，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故D正確。7．(2024·銀川高三質(zhì)檢改編)下列說(shuō)法正確的是()A．紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變短，頻率不變B．白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶，是光的干涉現(xiàn)象C．對(duì)同一障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光越簡(jiǎn)單衍射D．用同一裝置做雙縫干涉試驗(yàn)，在干涉圖樣中紫光的條紋間距比紅光寬答案AC解析光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)的頻率不變，依據(jù)λf＝eq\f(c,n)，紅光由空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)變短，故A正確；白光通過(guò)三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色光帶，是光的折射產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；依據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件可知，對(duì)同一障礙物，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光越簡(jiǎn)單衍射，故C正確；由公式Δx＝eq\f(L,d)·λ可知，用同一裝置做雙縫干涉試驗(yàn)，在干涉圖樣中，波長(zhǎng)較小的紫光的條紋間距比紅光窄，故D錯(cuò)誤。8．(2024·江西高三九校3月聯(lián)考改編)下列說(shuō)法中正確的是()A．依據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，可推斷物體的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān)B．在電磁波接收過(guò)程中，使聲音信號(hào)或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程叫調(diào)制C．偏振光的振動(dòng)方向與偏振片的偏振化方向(也稱(chēng)透振方向)的夾角從0°增大到90°的過(guò)程中，透過(guò)的光的強(qiáng)度越來(lái)越弱D．赫茲在試驗(yàn)中發(fā)覺(jué)，當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使導(dǎo)線環(huán)的空隙中產(chǎn)生火花，由此證明了電磁波的存在答案CD解析依據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，可推斷高速運(yùn)動(dòng)的物體的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)，故A錯(cuò)誤；在電磁波接收過(guò)程中，使聲音信號(hào)或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程叫解調(diào)，故B錯(cuò)誤；從試驗(yàn)現(xiàn)象可知，偏振光的振動(dòng)方向與偏振片的偏振化方向(也稱(chēng)透振方向)的夾角從0°增大到90°的過(guò)程中，透過(guò)的光的強(qiáng)度越來(lái)越弱，故C正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用試驗(yàn)證明了電磁波的存在，赫茲在試驗(yàn)中發(fā)覺(jué)，當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使導(dǎo)線環(huán)的空隙中產(chǎn)生火花，由此證明了電磁波的存在，為麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論奠定了堅(jiān)實(shí)的試驗(yàn)基礎(chǔ)，故D正確。9．(2024·山東威海三模改編)下列說(shuō)法正確的是()A．紅外線在水中的傳播速度大于紫外線在水中的傳播速度B．電磁波是橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象C．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關(guān)D．電磁波在真空中傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直答案ABD解析紅外線的頻率比紫外線小，所以水對(duì)紅外線的折射率n比紫外線小，依據(jù)v＝eq\f(c,n)，知紅外線在水中的傳播速度大于紫外線在水中的傳播速度，故A正確；電磁波是橫波，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象和偏振現(xiàn)象，故B正確；電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)，是固定不變的，故C錯(cuò)誤；電磁波是橫波，每一處的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是相互垂直的，且與波的傳播方向垂直，故D正確。10．(2024·貴州安順高三上學(xué)期期末改編)下列說(shuō)法中正確的是()A．入射角足夠大，肯定能發(fā)生全反射B．電磁波可以在真空中傳播C．X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的D．若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消逝答案BC解析當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角等于或大于臨界角時(shí)，才能發(fā)生全反射，A錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播，B正確；X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的，C正確；若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波不會(huì)隨即消逝，D錯(cuò)誤。11．(2024·河南信陽(yáng)高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期期末改編)下列說(shuō)法正確的是()A．變更的電場(chǎng)肯定產(chǎn)生變更的磁場(chǎng)，變更的磁場(chǎng)肯定產(chǎn)生變更的電場(chǎng)B．電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號(hào)來(lái)?yè)Q頻道的C．在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)中，用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距相等的條紋D．某人在水面上方視察水底同位置放置的紅、黃、綠三盞燈時(shí)，看到綠燈距水面最近答案BD解析變更的電場(chǎng)肯定產(chǎn)生磁場(chǎng)，變更的磁場(chǎng)肯定產(chǎn)生電場(chǎng)；勻稱(chēng)變更的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，勻稱(chēng)變更的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，A錯(cuò)誤；電視機(jī)遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號(hào)來(lái)?yè)Q頻道的，B正確；用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，而會(huì)發(fā)生單縫衍射現(xiàn)象，屏上出現(xiàn)中間寬、兩側(cè)窄、間距越來(lái)越大的衍射條紋，故C錯(cuò)誤；紅、黃、綠三種色光中，綠光的頻率最高，折射率最大，綠燈發(fā)出的光射向水面偏折程度最大，人眼逆著光線的方向看去，綠燈距水面最近，D正確。12．電磁波在日常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應(yīng)用，下面說(shuō)法中正確的是()A．手機(jī)通話運(yùn)用的無(wú)線電波，波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)B．銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線C．只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變更，就會(huì)在其四周產(chǎn)生電磁波D．機(jī)場(chǎng)、車(chē)站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本事答案AD解析手機(jī)通話運(yùn)用的無(wú)線電波，其波長(zhǎng)要大于可見(jiàn)光，A正確；遙控器采納的是紅外線而不是紫外線，B錯(cuò)誤；勻稱(chēng)變更的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁(電)場(chǎng)，恒定的電(磁)場(chǎng)在其四周空間不會(huì)產(chǎn)生磁(電)場(chǎng)，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁波，C錯(cuò)誤；機(jī)場(chǎng)、車(chē)站用來(lái)檢查旅客行李包的透視儀是利用X射線的穿透本事，D正確。13．(2024·江西省大余中學(xué)高三下月考改編)下列說(shuō)法正確的是()A．水面上的油膜在陽(yáng)光照耀下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由光的薄膜干涉造成的B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，會(huì)在鏡頭前加裝偏振片以增加透射光的強(qiáng)度C．狹義相對(duì)論認(rèn)為：光在真空中的傳播速度會(huì)隨光源和視察者所在參考系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而變更D．自然光在玻璃表面的反射光是偏振光答案AD解析陽(yáng)光在油膜的前后兩表面反射，形成相同頻率的兩列光波，從而進(jìn)行疊加，導(dǎo)致呈現(xiàn)彩色，這是由光的薄膜干涉造成的，故A正確；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱反射光的強(qiáng)度，使照片清楚，故B錯(cuò)誤；狹義相對(duì)論認(rèn)為：光在真空中的傳播速度不變，不隨光源和視察者所在參考系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而變更，故C錯(cuò)誤；自然光在玻璃表面的反射光是偏振光，故D正確。14．(2024·江蘇南通一模)下列說(shuō)法正確的是()A．在雙縫干涉試驗(yàn)中，若僅將入射光由綠光改為紅光，則相鄰干涉條紋間距變寬B．光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物C．全息照片的拍攝利用了光的衍射原理D．地面上測(cè)得靜止的直桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，則在高速飛行火箭中的人測(cè)得手中的桿長(zhǎng)應(yīng)小于L答案AB解析在雙縫干涉試驗(yàn)中，依據(jù)條紋間距的公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，若僅將入射光由綠光改為紅光，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，則相鄰干涉條紋間距變寬，故A正確；光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物，利用了激光的頻率單一性的特點(diǎn)，故B正確；全息照片用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的干涉原理，故C錯(cuò)誤；依據(jù)相對(duì)論，地面上測(cè)得靜止的直桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，在沿桿方向高速飛行火箭中的人相對(duì)于手中的桿是靜止的，所以測(cè)得長(zhǎng)度不變，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共1小題，共16分)15．(2024·湖南長(zhǎng)沙一中高三月考)已知某紅寶石激光器發(fā)出的激光由空氣斜射到折射率n＝eq\r(2)的薄膜表面，入射時(shí)與薄膜表面成45°角，如圖所示。已知真空中的光速c＝3.0×108m/s。(1)求從O點(diǎn)射入薄膜中的光的折射角及速率；(2)一般認(rèn)為激光器發(fā)出的是頻率為ν的“單色光”。事實(shí)上它的頻率并不是真正單一的。激光頻率ν是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Δν(也稱(chēng)頻率寬度)。如圖，單色光照耀到薄膜表面a，一部分光從前表面反射回來(lái)(這部分光稱(chēng)為甲光)，其余的光進(jìn)入薄膜內(nèi)部，其中的一小部分光從薄膜后表面b反射回來(lái)，再?gòu)那氨砻嬲凵涑?這部分光稱(chēng)為乙光)，甲、乙這兩部分光相遇疊加而發(fā)生干涉，稱(chēng)為薄膜干涉。乙光與甲光相比，要在薄膜中多傳播一小段時(shí)間Δt。理論和實(shí)踐都證明，能視察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是：Δt的最大值Δtm與Δν的乘積近似等于1，即只有滿意Δtm·Δν≈1才會(huì)視察到明顯穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。若該激光頻率ν＝4.32×1014Hz，它的頻率寬度Δν＝8.0×109Hz。試估算在如圖所示的狀況下，能視察到明顯穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的薄膜的最大厚度dm。答案(1)30°2.12×108m/s(2)1.15×10解析(1)設(shè)從O點(diǎn)射入薄膜