山东专用2020版高考物理一轮复习第4节光的波动性电磁波相对论练习含解析新人教版选修3.pdf
第 4 节 光的波动性 电磁波 相对论第 4 节 光的波动性 电磁波 相对论 1.(多选)下列说法正确的有( AD ) A.英国物理学家托马斯·杨发现了光的干涉现象 B.激光和自然光都是偏振光 C.麦克斯韦用实验证明了光是一种电磁波 D.爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同 解析:1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象,A正确;激光的偏振方 向一定,是偏振光,而自然光包含着垂直传播方向上沿一切方向振动的光,B错误;麦克斯韦只 是从理论上提出光是一种电磁波,C 错误;根据爱因斯坦光速不变原理,真空中的光速在不同 惯性参考系中都是相同的,D 正确. 2.(多选)在五彩缤纷的大自然中,我们常常会见到一些彩色光的现象,下列现象中属于光的 干涉的是( BC ) A.洒水车喷出的水珠在阳光照耀下出现的彩色现象 B.小孩儿吹出的肥皂泡在阳光照耀下出现的彩色现象 C.雨后天晴马路上油膜在阳光照耀下出现的彩色现象 D.用游标卡尺两测量爪的狭缝观察日光灯的灯光出现的彩色现象 解析:A 属于光的色散现象;B,C 属于光的薄膜干涉现象;D 属于光的单缝衍射现象. 3.(多选)以下关于电磁波的说法中正确的是( CD ) A.只要电场或磁场发生变化,就能产生电磁波 B.电磁波传播需要介质 C.电磁振荡一旦停止,电磁波仍能独立存在 D.电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随有能量向外传递的 解析:如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是稳定的,就不能再产生新的电 场(或磁场),也就不能产生电磁波;电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质;电磁振荡停止 后,电磁波仍独立存在;电磁波具有能量,它的传播是伴随有能量传递的.故选 C,D. 4.(多选)电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下面说法中正确的是( AD ) A.手机通话使用的无线电波,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都是紫外线 C.电磁波不能发生偏振现象 D.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用 X 射线的穿透本领 解析:手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光,A正确;遥控器采用的是红外线而不是 紫外线,B 错误;电磁波是横波,可以发生偏振现象,C 选项错误;机场、 车站用来检查旅客行李 包的透视仪是利用 X 射线的穿透本领,D 正确. 5.(多选)如图所示,a,b,c,d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样.分析各 图样的特点可以得出的正确结论是( AC ) A.a,b 是光的干涉图样 B.c,d 是光的干涉图样 C.形成 a 图样的光的波长比形成 b 图样光的波长长 D.形成 c 图样的光的波长比形成 d 图样光的波长短 解析:干涉条纹是等距离的条纹,因此,a,b 图是干涉图样,c,d 图是衍射图样,故 A 正确,B 错 误;由公式x= 可知,条纹宽的入射光的波长长,所以形成 a 图样的光的波长比形成 b 图 样的光的波长长,故 C 正确;形成 c 图样的光的波长比形成 d 图样的光的波长长,故 D 错误. 6.(2019·江西南昌模拟)(多选)以下说法中正确的是( AD ) A.对于同一障碍物,波长越大的光波越容易绕过去 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.用透明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 解析:波长越长的光越容易发生衍射现象,故越容易绕过障碍物,A正确;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,B 错误;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,C 错误;用透明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,D 正确. 7.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,使之不易被敌方发现、 跟踪和 攻击.根据你所学的物理知识,判断下列说法中正确的是( B ) A.运用隐蔽色涂层,无论距你多近,即使你拿望远镜也不能看到它 B.使用能吸收雷达电磁波的材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现 C.使用吸收雷达电磁波涂层后,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容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、 降温等措施, 使其不易被对方发现 解析:隐形飞机的原理是在飞机制造过程中使用能吸收雷达电磁波的材料,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,飞机很难被发现,故只有 B 正确. 8.(多选)为了有效地把磁场的能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间,除了用开放的电路, 还有行之有效的办法是( ABC ) A.增大电容器极板间的距离 B.减小电容器极板的面积 C.减小线圈的匝数 D.采用低频振荡电流 解析:实行开放电路和提高辐射频率是发射电磁波的两种有效方法.由 f=,C=可 知,A,B,C 选项正确. 9.(多选)关于红外线的作用与来源,下列说法正确的是( AD ) A.一切物体都在不停地辐射红外线 B.红外线具有很强的热作用和荧光作用 C.红外线的显著作用是化学作用 D.红外线容易穿透云雾 解析:一切物体都会辐射红外线,故 A 正确;荧光作用和化学作用都是紫外线的重要用途,故 B,C 错误;红外线波长比可见光长,绕过障碍物能力强,易穿透云雾,D 正确. 10.(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的是( AB ) A.所有惯性系中基本规律都是等价的 B.在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关 C.在不同惯性系中,光在真空中沿不同方向传播速度不相同 D.质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对运动状态的改变而改变 解析:根据狭义相对性原理:在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的,A 正确;在一切惯 性系中,光在真空中的传播速度都相等,光速与光的频率、光源的运动状态无关,B 正确,C 错 误;质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对运动状态的改变而改变,D 错误. 11.(2018·广东广州模拟)(多选)如图所示是观察水面波衍射的实验装置,AC 和 BD 是两块挡 板,AB 是一个孔,O 是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲 线)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是( ABC ) A.此时能明显观察到波的衍射现象 B.挡板前后波纹间距离相等 C.如果将孔 AB 扩大,有可能观察不到明显的衍射现象 D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显地观察到衍射现象 解析:发生明显衍射的条件是孔或障碍物的尺寸小于或接近于波长,选项 A 正确;发生衍射后 不改变机械波的性质,如波长、频率、周期等均不改变,选项 B 正确;若孔 AB 扩大,可能会由 于孔的直径大于波长而不能观察到明显的衍射现象,选项 C 正确;能否发生明显衍射,取决于 孔的大小和波长之间的关系,波源频率增大,波长变小,不能更明显地观察到衍射现象,选项 D 错误. 12.(2019·广东湛江“四校”联考)(多选)下列说法中正确的是( ACD ) A.交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘 B.光在同一种介质中沿直线传播 C.用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射 D.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置.形成的干涉条纹间距较大的是绿光 解析:交通警示灯选用红色是因为红光的波长较长,更容易穿透云雾烟尘,选项A正确;光在同 一种均匀介质中沿直线传播,选项 B 错误;用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射,选 项 C 正确;根据条纹间距表达式x= 可知,因为绿光的波长大于蓝光,故让蓝光和绿光通 过同一双缝干涉装置.形成的干涉条纹间距较大的是绿光,选项 D 正确. 13.(多选)如图(甲)所示,用单色光照射透明标准板 M 来检查平面 N 的上表面的水平情况,观 察到如图(乙)所示的条纹 P 和 Q 的情况,这说明( BC ) A.N 的上表面 A 处向上凸起 B.N 的上表面 B 处向上凸起 C.N 的上表面 A 处向下凹陷 D.N 的上表面 B 处向下凹陷 解析:P处所在的条纹是同一条纹,若为直线,则说明该处同一水平线,线上各点对应的空气层 厚度都相同,但实际上 P 处条纹向左弯曲,意味着后一级条纹(图中白色条纹)提前出现,可见 P 处对应的检测平板上的 A 点所对应的空气层厚度与后一级条纹对应的空气层厚度相同,而 后一级条纹本来对应的空气层厚度比前一级大,可见 A 处向下凹陷,才能出现该处空气层厚 度与下一级条纹对应的空气层厚度一样,C 项正确;同理 B 项正确. 14.(多选)关于 LC 振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是( BC ) A.电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大 B.电荷量为零时,线圈中振荡电流最大 C.电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能 D.电荷量减少的过程中,电路中的磁场能转化为电场能 解析:电容器电荷量最大时,振荡电流为零,A 错误;电荷量为零时,放电结束,振荡电流最大, B 正确;电荷量增大时,磁场能转化为电场能,C 正确;同理可判断 D 错误. 15.(多选)某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示,则此时刻( AD ) A.振荡电流 i 在减小 B.振荡电流 i 在增大 C.电场能正在向磁场能转化 D.磁场能正在向电场能转化 解析:图中电容器上极板带正电荷,图中给出的振荡电流方向,说明负电荷向下极板聚集,所 以电容器正在充电,电容器充电的过程中,电流减小,磁场能向电场能转化,所以选项 A,D 正 确. 16.(2019·广西百色学院附中月考)用氦氖激光器进行双缝干涉实验,已知使用的双缝间距 离 d=0.1 mm,双缝到屏的距离 l=6.0 m,测得屏上干涉条纹中亮纹的间距是 3.8 cm,氦氖激光 器发出的红光的波长是多少?假如把整个装置放入折射率是 的水中,这时屏上的条纹间距 是多少? 解析:根据x= ,解得红光的波长为 = x=×3.8×10-2 m=6.3×10-7 m. 由波长、波速、频率关系式 v=f 和 v= 可得,红光进入水中的波长为 = = 所以屏上的条纹间距x= =2.85×10-2 m. 答案:6.3×10-7 m 2.85×10-2 m
