新高考2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)練案38第十四章第2講光的波動性電磁波相對論

第2講光的波動性電磁波相對論一、選擇題(本題共10小題，1～3題為單選，4～10題為多選)1．(2024·江蘇省高三模擬)華為手機采納了雙麥克風(fēng)降噪技術(shù)，以保證優(yōu)秀的通話體驗。一個麥克風(fēng)為用戶通話時運用的麥克風(fēng)，用于收集人聲，而另一個配置在機身頂端的麥克風(fēng)采集四周環(huán)境噪音，通過特定的模塊對這兩路信號進行技術(shù)處理，實現(xiàn)降噪功能。技術(shù)處理用到的原理是(A)A．干涉 B．衍射C．調(diào)制 D．解調(diào)[解析]降噪麥克風(fēng)是通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相位相反的聲波與噪音疊加從而實現(xiàn)降噪的效果，且環(huán)境噪音與降噪聲波頻率相同，兩列波發(fā)生了干涉現(xiàn)象。故選A。2．(2024·天津市濱海新區(qū)高三模擬)網(wǎng)絡(luò)信號的穩(wěn)定傳輸通常須要用到光纖和Wi－Fi無線路由器，下列表述正確的是(B)A．光纖通訊利用光纖來傳輸包含信息的電流信號B．光纖通訊利用光的全反射原理傳輸包含信息的光信號C．Wi－Fi無線路由器放射包含信息的超聲波信號D．Wi－Fi無線信號可以繞過障礙物傳播是利用了波的干涉原理[解析]光纖通訊利用光的全反射原理傳輸包含信息的光信號，通信中的光波主要是激光，不是電流信號，A錯誤，B正確；Wi－Fi無線路由器放射包含信息的電磁波信號，C錯誤；Wi－Fi無線信號可以繞過障礙物傳播是利用了波的衍射原理，D錯誤。3．(2024·北京人大附中模擬)下列說法中正確的是(C)A．水中的氣泡看上去比較光明是因為有一部分光發(fā)生了薄膜干涉現(xiàn)象B．雷達放射的電磁波是由勻稱改變的電場或磁場產(chǎn)生的C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光D．紅色和藍色的激光在同種介質(zhì)中傳播時波長可能相同[解析]本題考查對光的波動現(xiàn)象的理解。水中的氣泡看上去比較光明是因為光從水中射向氣泡時，有一部分光發(fā)生了全反射現(xiàn)象，故A錯誤；勻稱改變的電場或磁場只能產(chǎn)生恒定的磁場或電場，不能形成電磁波，雷達放射的電磁波是由周期性改變的磁場產(chǎn)生周期性改變的電場，周期性改變的電場產(chǎn)生周期性改變的磁場漸漸向外傳播形成的，故B錯誤；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，可在鏡頭前加一個偏振片來減弱櫥窗玻璃表面的反射光，故C正確；紅色和藍色的激光頻率不同，在同一種介質(zhì)中傳播時波速不同，波長不同，故D錯誤。4．(2024·全國高三專題練習(xí))如圖所示，白熾燈在S點發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則(AC)A．圖中b光為偏振光B．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮D．無論以SP為軸將B轉(zhuǎn)過多大角度，在P處都將看到光亮[解析]從白熾燈干脆發(fā)出的光為自然光，它通過偏振片A后變?yōu)槠窆?，即題圖中b光為偏振光，故A正確；人眼在P處迎著入射光方向看不到光亮，說明A、B兩個偏振片的透振方向垂直，所以以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將仍看不到光亮；以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮，故B、D錯誤，C正確。5．(2024·陜西西安高三模擬)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則下列有關(guān)結(jié)論正確的是(BCD)A．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D．若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大[解析]若該時刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于放電階段，電流增大，則C正確，A錯誤；若該時刻電容器下極板帶正電，可知電容器處于充電狀態(tài)，電流在減小，故B正確；若電容器正在放電，則線圈中電流增大，由楞次定律可判定自感電動勢正在阻礙電流增大，故D正確。6．關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是(AB)A．X射線對生命物質(zhì)有較強的作用，過量的X射線輻射會引起生物體的病變B．γ射線是波長最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更簡單發(fā)生干涉和衍射D．在電磁波譜中，最簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線[解析]紫外線比紫光的波長短，更不簡單發(fā)生干涉和衍射，C錯誤；在電磁波譜中，最簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波，D錯誤。A、B的說法正確。7．(2024·河北張家口月考)關(guān)于光的干涉和衍射，下列說法正確的是(ABD)A．雙縫干涉是兩束相干光相遇時出現(xiàn)的干涉現(xiàn)象，而薄膜干涉是一束光經(jīng)薄膜的前后表面反射后相互疊加形成的干涉現(xiàn)象B．雙縫干涉時，當(dāng)其他條件不變，雙縫間距越小，干涉條紋間距越大，波長越長，干涉條紋間距越大C．照相機鏡頭鍍有增透膜，其作用是讓各種色光都發(fā)生干涉相消，增加透射光D．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，證明白光具有波動性[解析]雙縫干涉是兩束相干光相遇的干涉現(xiàn)象，而薄膜干涉是一束光經(jīng)薄膜的前后表面反射后相互疊加形成的干涉現(xiàn)象，A正確；依據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式Δx＝eq\f(L,d)λ可知，其他條件不變時，雙縫間距d越小，干涉條紋間距越大，波長λ越長，干涉條紋間距越大，B正確；照相機鏡頭鍍有增透膜，增透膜厚度為綠光在增透膜內(nèi)波長的eq\f(1,4)，各種色光的波長不同，不行能讓各種色光都發(fā)生干涉相消，C錯誤；泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，證明白光具有波動性，D正確。8．(2024·北京通州區(qū)月考)5G是“第五代移動通信技術(shù)”的簡稱。信任很多人都經(jīng)驗過手機信號不好或不穩(wěn)定的狀況，5G能有效解決信號問題。由于從前的3G、4G等已經(jīng)將大部分通訊頻段占用，留給5G的頻段已經(jīng)很小了。5G采納了比4G更高的頻段，5G網(wǎng)絡(luò)運用的是毫米波，將網(wǎng)絡(luò)通信速度提高百倍以上，但毫米波也有明顯缺陷，穿透實力弱，目前解決的方法是縮減基站體積，在城市各個角落建立類似于路燈的微型基站。綜合上述材料，下列說法中正確的是(ABD)A．5G信號不適合長距離傳輸B．手機信號不好或不穩(wěn)定的狀況有可能因為多普勒效應(yīng)或地面樓房鋼筋結(jié)構(gòu)對信號有肯定量的屏蔽C．5G信號比4G信號更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象D．隨著基站數(shù)量增多并且越來越密集，可以把基站的功率設(shè)計小一些[解析]本題借助5G考查光的波動性原理。因為5G信號穿透實力弱，故不適合長距離傳輸，A正確；因為5G信號穿透實力弱，手機信號不好或不穩(wěn)定的狀況有可能因為多普勒效應(yīng)或地面樓房鋼筋結(jié)構(gòu)對信號有肯定的屏蔽作用，B正確；5G采納了比4G更高的頻段，即5G信號比4G信號頻率更高，波長更短，更不簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象，C錯誤；隨著基站數(shù)量增多并且越來越密集，可以把基站功率設(shè)計小一些，建立微型基站，D正確。9．(2024·河南信陽月考)下列說法正確的是(BC)A．改變的電場肯定產(chǎn)生改變的磁場，改變的磁場肯定產(chǎn)生改變的電場B．全息照相的拍攝利用了光的干涉原理C．電視機遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號來換頻道的D．在楊氏雙縫干涉試驗中，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[解析]改變的電場肯定產(chǎn)生磁場，改變的磁場肯定產(chǎn)生電場，勻稱改變的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，勻稱改變的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故A錯誤；全息照相的拍攝依據(jù)激光的相干性好的特點，利用了光的干涉原理，故B正確；電視機遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號來換頻道的，故C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，間距越來越大的衍射條紋，故D錯誤。10．(2024·河北高三月考)如圖所示，兩束單色光a、b從水下射向水面上的A點，光線經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說法正確的是(ABD)A．用同一雙縫干涉試驗裝置分別以a、b光做試驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距B．a(chǎn)光比b光更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象C．在水中a光的速度比b光的速度小D．若a光與b光以相同入射角從水中射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消逝的是b光[解析]由圖可知，a光的折射率小于b光的折射率，因此a光的頻率小于b光的頻率，a光的波長大于b光的波長，干涉條紋間距與波長成正比，A正確；波長越長，越簡單發(fā)生衍射，B正確；由v＝eq\f(c,n)，可知C錯誤；折射率越大，越簡單發(fā)生全反射，則若a光和b光以相同入射角從水中射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消逝的是b光，D正確。二、非選擇題11．如圖所示，在雙縫干涉試驗中，S1和S2為雙縫，P是光屏上的一點，已知P點與S1、S2的距離之差為2.1×10－6m，分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉試驗，問P點是亮條紋還是暗條紋？(1)已知A光在折射率為n＝1.5的介質(zhì)中波長為4×10－7m；(2)已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15×10－7m，當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時，臨界角為37°；(3)若讓A光照耀S1，B光照耀S2，試分析光屏上能視察到的現(xiàn)象。[答案](1)暗條紋(2)亮條紋(3)見解析[解析](1)設(shè)A光在空氣中波長為λ1，在介質(zhì)中波長為λ2，由n＝eq\f(λ1,λ2)，得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m。路程差Δr＝2.1×10－6m，所以N1＝eq\f(Δr,λ1)＝eq\f(2.1×10－6,6×10－7)＝3.5，從S1和S2到P點的路程差是波長λ1的3.5倍，即eq\f(λ1,2)的7倍，所以P點為暗條紋。(2)依據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sinC＝eq\f(1,n)得n＝eq\f(1,sin37°)＝eq\f(5,3)，由此可知，B光在空氣中的波長為λ′1＝nλ2′＝eq\f(5,3)×3.15×10－7m＝5.25×10－7m，故N2＝eq\f(Δr,λ1′)＝eq\f(2.1×10－6,5.25×10－7)＝4，可見路程差為波長的整數(shù)倍，則用B光做光源，P點為亮條紋。(3)若讓A光和B光分別照耀S1和S2，因為A光和B光的頻率不同，所以不能發(fā)生干涉，在屏上不會出現(xiàn)干涉條紋，但在光屏上仍能視察到亮光。12．(2024·江蘇高三月考)光纖通信是70年頭以后發(fā)展起來的新興技術(shù)，世界上很多國家都在主動探討和發(fā)展這種技術(shù)。放射導(dǎo)彈時，可在導(dǎo)彈后面連一根細如蛛絲的光纖，就像放風(fēng)箏一樣，這種纖細的光纖在導(dǎo)彈和放射裝置之間，起著雙向傳輸信號的作用。光纖制導(dǎo)的下行光信號是鎵鋁砷激光器發(fā)出的在纖芯中波長為0.85μm的單色光。上行光信號是銦鎵砷磷發(fā)光二極管放射的在纖芯中波長為1.06μm的單色光。這種操縱系統(tǒng)通過這根光纖向?qū)棸l(fā)出限制指令，導(dǎo)彈就猶如長“眼睛”一樣盯住目標(biāo)。依據(jù)以下信息，回答下列問題：(1)在光纖制導(dǎo)