2019年高考物理大一輪復習 第十四章 振動和波 光 相對論 課時達標40 光的波動性電磁波和相對論.doc
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2019年高考物理大一輪復習 第十四章 振動和波 光 相對論 課時達標40 光的波動性電磁波和相對論 [解密考綱]考查光的干涉、衍射條件、干涉條紋和衍射條紋的區(qū)別、干涉條紋寬度的計算、電磁波的理解、狹義相對論的簡單了解． 1．關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是( B ) A．電磁波可以傳遞信息，聲波不能傳遞信息 B．手機在通話時涉及的波既有電磁波又有聲波 C．太陽光中的可見光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同 D．遙控器發(fā)出的紅外線波長和醫(yī)院“CT”中的X射線波長相同 解析 聲波也能傳遞信息，選項A錯誤；手機通話過程中，手機之間通過電磁波傳遞信息，人和手機之間通過聲波傳遞信息，選項B正確；太陽中的可見光傳播速度為光速，即為3108 m/s，而超聲波的傳播速度等于聲音在空氣中(15 ℃下)的傳播速度，即為340 m/s，選項C錯誤；紅外線的頻率小于X射線的頻率，故紅外線的波長大于X射線的波長，選項D錯誤． 2．下列說法正確的是( B ) A．麥克斯韋證明了光的電磁說的正確性 B．紅外線的顯著作用是熱作用，紫外線最顯著的作用是化學作用 C．X射線的穿透本領(lǐng)比γ射線更強 D．X射線與γ射線的產(chǎn)生機理不同，因此它們的頻率范圍界線分明，不可能重疊 解析 麥克斯韋提出了光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性．X射線是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的，γ射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的，產(chǎn)生機理確實不同，但X射線和γ射線都有一個較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的γ射線產(chǎn)生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊．綜上所述，選項A、D錯誤，選項B與事實一致，選項C與事實相反．所以只有選項B正確． 3．驗鈔機發(fā)出的電磁波能使鈔票上用于防偽的熒光物質(zhì)發(fā)光，電視機的遙控器用它發(fā)出的電磁波來控制電視機．對于它們發(fā)出的電磁波，下列判斷正確的是( D ) A．它們發(fā)出的都是紅外線 B．它們發(fā)出的都是紫外線 C．驗鈔機發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線 D．驗鈔機發(fā)出的是紫外線，遙控器發(fā)出的是紅外線 解析 激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)出熒光的是紫外線，用來控制電視機的遙控器發(fā)出的電磁波屬于紅外線，選項D正確． 4．太陽表面的溫度約為6 000 K，所輻射的電磁波中輻射強度最大的在可見光波段；人體的溫度約為310 K，所輻射的電磁波中輻射強度最大的在紅外線波段；宇宙空間內(nèi)的電磁輻射相當于溫度為3 K的物體發(fā)出的，這種輻射稱為“3 K背景輻射”．若要對“3 K背景輻射”進行觀測研究，則應(yīng)選擇的觀測波段為( D ) A．X射線 B．γ射線 C．紫外線 D．無線電波 解析 無線電波用于通信、廣播及其他信號傳輸．天文學家用射電望遠鏡接收天體輻射的無線電波，進行天體物理研究．選項D正確． 5．慣性系S中有一邊長為l的正方形，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象可能是( C ) 解析 由相對論知識易得運動方向上的邊長變短，垂直運動方向的邊長不變，故選項C正確． 6．(多選)電子的電荷量為1.610－19 C，質(zhì)量為9.110－31 kg，一個電子被電壓為106 V的電場加速后，關(guān)于該電子的質(zhì)量和速度，以下說法正確的是( BD ) A．電子的質(zhì)量不變 B．電子的質(zhì)量增大 C．電子的速度可以達到1.9c D．電子的速度不可能達到c 解析 電子被電場加速后，根據(jù)相對論效應(yīng)m＝可知，隨電子速度的增大，其質(zhì)量也增大，故選項A錯誤，選項B正確；此時不能根據(jù)qU＝m0v2求速度，任何物體的速度都不可能超過光速c，故選項C錯誤，D正確． 7．(多選)某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，你認為正確的是( ACD ) A．若狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行 B．若狹縫與線狀白熾燈垂直，衍射條紋與狹縫垂直 C．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān) D．衍射條紋的間距與光的波長有關(guān) 解析 若狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行且現(xiàn)象明顯；衍射條紋的疏密程度與縫寬有關(guān)，狹縫越小，條紋越疏；條紋間距與波長有關(guān)，波長越長，間距越大． 8．(多選)在雙縫干涉實驗中，某同學用黃光作為入射光．為了增大干涉條紋的間距，該同學可以采用的方法有( AC ) A．改用紅光作為入射光 B．改用藍光作為入射光 C．增大雙縫到屏的距離 D．增大雙縫之間的距離 解析 根據(jù)條紋間距Δx＝λ可知要增大干涉條紋的間距，可增大λ，λ紅>λ黃，選項A正確；λ黃>λ藍，選項B錯誤；增大到屏的距離l，Δx增大，選項C正確；增大雙縫間距d，Δx減小，選項D錯誤． 9．(多選)甲、乙兩單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到各自的干涉圖樣，設(shè)相鄰兩個亮條紋的中心距離為Δx，且Δx甲>Δx乙，則下列說法正確的是( BD ) A．甲光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，乙光則不能發(fā)生 B．真空中甲光的波長一定大于乙光的波長 C．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D．在同一均勻介質(zhì)中甲光的傳播速度大于乙光 解析 偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象，甲、乙都可以有偏振現(xiàn)象發(fā)生，選項A錯誤；由Δx甲>Δx乙和Δx＝λ可知甲光的波長大于乙光，選項B正確；光子能量取決于光子的頻率，而光子頻率與波長成反比，選項C錯誤；波長短的光頻率大，在介質(zhì)中的傳播速度慢，選項D正確． 10．(多選)在研究材料A的熱膨脹特性時，可采用如圖所示的干涉實驗法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個透明的平行板B，B與A上表面平行，在它們間形成一個厚度均勻的空氣膜．現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照射，同時對A緩慢加熱，A均勻膨脹，在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性的變化．當溫度為t1時最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當溫度升到t2時，亮度再一次回到最亮，則( BD ) A．出現(xiàn)最亮時，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強 B．出現(xiàn)最亮時，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強 C．溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加 D．溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加 解析 出現(xiàn)最亮時，為B的下表面反射光與A上表面的反射光疊加后加強，選項A錯誤，選項B正確；薄膜干涉中，當薄膜厚度為光在薄膜中半波長的整數(shù)倍，反射光加強，為最亮，因此溫度由t1升至t2時，A的高度變化為波長，選項C錯誤，D正確． 11．在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介．光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的．若激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進方向，如圖所示．下列相關(guān)說法正確的是( D ) A．圖中①光是紅光，②光是藍光 B．在光盤的透明介質(zhì)中，①光比②光傳播更快 C．若①光、②光先后通過同一雙縫干涉裝置，前者得到的條紋比后者的寬 D．若①光、②光先后通過同一單縫衍射裝置，前者得到的中央亮紋比后者的中央亮紋窄 解析 同種介質(zhì)對藍光的折射率比對紅光的折射率大，故以相同入射角入射時，折射角較小的①是藍光，折射角較大的②是紅光，選項A錯誤；根據(jù)折射率n＝可知，②光速度較大，選項B錯誤；通過同一干涉裝置，紅光的波長大于藍光的波長，由Δx＝λ可知，紅光干涉條紋較寬，選項C錯誤；通過同一單縫衍射裝置，藍光的中央條紋較窄，選項D正確． 12．1801年，托馬斯楊用雙縫干涉實驗研究了光波的性質(zhì).1834年洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃利鏡實驗)．如圖為洛埃利鏡實驗的原理圖，S為單色光源，M為平面鏡，光源S到平面鏡的距離和到屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋．則相鄰的兩條亮紋間距離Δx為( C ) A．λ B．λ C．λ D．λ 解析 由于反射光線過像點，作出光路圖，如圖，S和S′相當雙縫，其間距離d＝2a，而光源s到光屏的距離可看作雙孔屏到像屏距離L，根據(jù)雙縫干涉的相鄰條紋之間距離公式，則Δx＝λ＝λ.故選項C正確． 13．下列所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置圖大都來源于課本，則下列判斷錯誤的是( B ) A．甲圖是薄膜干涉的圖樣，照相機、望遠鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干涉的應(yīng)用 B．乙圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑” C．丙圖是在平靜無風的海面上出現(xiàn)的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物 D．丁圖是衍射圖樣，其最明顯的特征是條紋間距不等 解析 照相機、望遠鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干涉的應(yīng)用，選項A正確；乙圖是小圓盤衍射的圖樣，不是小孔衍射的圖樣，選項B錯誤；海面上的下層空氣的溫度比上層低，則下層空氣的密度比上層要大，故下層空氣的折射率比上層空氣的折射率要大，由于人眼認為光線是沿直線傳播的，故上方是蜃景，下方是景物，選項C正確；衍射圖樣最明顯的特征是條紋間距不等，選項D正確． 14．登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損傷視力，有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛傷害的眼鏡．他選用的薄膜材料的折射率n＝1.5，所要消除的紫外線的頻率ν＝8.11014 Hz，那么他設(shè)計的這種“增反膜”的厚度至少是( C ) A．9.2510－8 m B．1.8510－7 m C．1.2410－7 m D．6.1810－8 m 解析 為了減少進入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射出來形成的光疊加后加強，則光程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)應(yīng)等于光在薄膜中的波長λ′的整數(shù)倍，即2d＝Nλ′(N＝1,2…)因此，薄膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的.紫外線在真空中的波長是λ＝＝3.710－7 m，在膜中的波長是λ′＝＝2.4710－7 m，故膜的厚度至少是1.2410－7 m． 15．如圖所示，豎直墻上掛著一面時鐘，地面上的靜止的觀察者A觀測到鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速平行y軸正方向運動，觀測到鐘的面積為S′.則S和S′的大小關(guān)系是__A__.(選填寫選項前的字母) A．S>S′ B．S＝S′ C．S下載提示(請認真閱讀)
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