2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)60光的波動性電磁波相對論含解析魯科版

PAGEPAGE7課時作業(yè)60光的波動性電磁波相對論時間：45分鐘1．(2024·北京卷)利用圖1所示的裝置示意圖，視察光的干涉、衍射現(xiàn)象，在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣．下列關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的是(A)A．甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫B．甲對應(yīng)雙縫，乙對應(yīng)單縫C．都是單縫，甲對應(yīng)的縫寬較大D．都是雙縫，甲對應(yīng)的雙縫間距較大解析：本題考查光的干涉和衍射現(xiàn)象．由題圖可知，同一光源發(fā)出的光經(jīng)過光學(xué)元件，且形成的圖樣為明暗相間的條紋，說明可能發(fā)生衍射或干涉，依據(jù)單縫衍射的條紋間距不相等，雙縫干涉的條紋間距相等可知，甲對應(yīng)單縫，乙對應(yīng)雙縫，故A正確．2．(多選)下列說法正確的是(ACE)A．在不同的慣性參考系中，一切物理定律都是相同的B．真空中的光速在不同的慣性參考系中是不同的C．一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比靜止時的長度小D．物體運動時的質(zhì)量m總要小于靜止時的質(zhì)量m0E．在質(zhì)能方程E＝mc2中，m是物體的質(zhì)量，E是它具有的能量解析：依據(jù)相對論原理可知，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故A項正確；依據(jù)光速不變可知，真空中的光速在不同的慣性參考系中是相同的，故B項錯誤；依據(jù)尺縮效應(yīng)得一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小，故C項正確；微觀粒子的運動速度很高，它的質(zhì)量明顯地大于靜止質(zhì)量，故D項錯誤；依據(jù)質(zhì)能方程的意義可知，在質(zhì)能方程E＝mc2中，m是物體的質(zhì)量，E是它具有的能量，故E項正確．3．(多選)如圖所示是a、b兩光分別經(jīng)過同一雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣，則(BDE)A．在同種勻稱介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的大B．在真空中a、b兩光傳播速度相同C．從真空射入同種介質(zhì)發(fā)生全反射時，a光全反射臨界角小D．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時，a光全反射臨界角小E．在相同的條件下，b光比a光更簡單產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象解析：依據(jù)題圖可知，b光的干涉條紋間距大于a光的干涉條紋間距，由雙縫干涉條紋間距公式Δx＝eq\f(Lλ,d)可知，b光的波長比a光的大．由λ＝eq\f(c,f)可知，b光的頻率比a光的小，則在同種介質(zhì)中，b光的折射率小于a光的折射率，依據(jù)n＝eq\f(c,v)可知，a光的傳播速度比b光的小，A錯誤；在真空中a、b兩光傳播速度相同，均為光速，B正確；從真空射入同種介質(zhì)不會發(fā)生全反射，C錯誤；由介質(zhì)射入真空的全反射臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)可知，a光折射率較大，從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光全反射臨界角小，D正確；由于b光的波長比a光的大，依據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，在相同的條件下，b光比a光更簡單產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，E正確．4．(多選)下列關(guān)于科學(xué)技術(shù)的運用的說法正確的是(ABC)A．交通警察用監(jiān)視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應(yīng)B．用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射C．在攝像機中，攝像管的作用是攝取景物的圖象并將其轉(zhuǎn)換為電信號D．雷達是利用超聲波來測定物體位置的無線電設(shè)備E．醫(yī)生利用B超探測人體內(nèi)臟的位置，發(fā)覺可能的病變，其原理是利用了波的衍射解析：交通警察用監(jiān)視器測量汽車的速度時可利用多普勒效應(yīng)，選項A正確；用聲吶探測水中的暗礁、潛艇，利用了波的反射，選項B正確；在攝像機中，攝像管的作用是攝取景物的圖象并將其轉(zhuǎn)換為電信號，選項C正確；雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備，選項D錯誤；醫(yī)生利用B超探測人體內(nèi)臟的位置，發(fā)覺可能的病變，其原理是利用了波的反射，選項E錯誤．5.(多選)把一個平行玻璃板壓在另一個平行玻璃板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光從上方射入，如圖所示，這時可以看到明暗相間的條紋．下面關(guān)于條紋的說法中正確的是(AC)A．將薄片遠離劈尖移動使劈角變小時，條紋變疏B．將薄片向著劈尖移動使劈角變大時，條紋變疏C．將上玻璃板平行上移，條紋向著劈尖移動D．將上玻璃板平行上移，條紋遠離劈尖移動解析：楔形空氣層的上、下兩個表面反射的兩列光波發(fā)生干涉，空氣層厚度相同的地方，兩列波的路程差相同，故假如被測表面是平的，干涉條紋就是一組平行的直線，當(dāng)劈角α增大為β時，相鄰的條紋由A、C處左移至A′、C′處，設(shè)CD－AB＝Δs，則C′D′－A′B′＝Δs，故AC＝eq\f(Δs,sinα)，A′C′＝eq\f(Δs,sinβ)，因為β>α，所以AC>A′C′，故劈角變大時，條紋變密，A正確，B錯誤；同理，當(dāng)上玻璃板平行上移時，條紋向著劈尖移動，但間距不變，C正確，D錯誤．6．(多選)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說法正確的是(ABE)A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息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E．由空氣進入水中時，電磁波速度變小，聲波速度變大解析：電磁波可以傳遞信息，如電視信號；聲波也可以傳遞信息，如人說話，故A正確；手機用電磁波傳遞信息，人說話發(fā)出聲波，故B正確；太陽光中的可見光是電磁波，在真空中的傳播速度約為3×108m/s，“B超”中的超聲波是聲波，常溫下，在空氣中的速度大約為340m/s，故C錯誤；遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線頻率不同，波速相同，依據(jù)c＝λf可知波長不同，故D錯誤；由v＝eq\f(c,n)知電磁波進入水中速度變小，而聲波由空氣進入水中的速度變大，E正確．7．(多選)如圖甲所示，在一塊平板玻璃上放置一平薄凸透鏡，在兩者之間形成厚度不勻稱的空氣膜，讓一束單一波長的光垂直入射到該裝置上，結(jié)果在上方視察到如圖乙所示的同心內(nèi)疏外密的圓環(huán)狀干涉條紋，稱為牛頓環(huán)，以下說法正確的是(AC)A．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的B．干涉現(xiàn)象是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的C．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度不是勻稱改變的D．干涉條紋不等間距是因為空氣膜厚度是勻稱改變的解析：干涉現(xiàn)象是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，A正確，B錯誤；由于凸透鏡的下表面是圓弧面，所以形成的薄膜厚度不是勻稱改變的，形成不等間距的干涉條紋，C正確，D錯誤．8．通過如圖1所示的裝置可探討光的干涉和衍射現(xiàn)象．從光源發(fā)出的光經(jīng)過一縫板，在縫板后有一裝有感光元件的光屏，通過信號轉(zhuǎn)換，可在電腦上看到屏上的光強分布狀況．圖2分別顯示出A光和B光通過同一縫板得到的光強分布狀況．下列有關(guān)A、B兩種色光的說法中正確的有(BDE)A．光通過的可能是縫板上的單縫B．A光的波長比B光的波長長C．A光的頻率比B光的頻率大D．A光在玻璃中的傳播速度大于B光的玻璃中的傳播速度E．A光比B光更簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象解析：從光的強度分布可以看出，光屏上的光是等間距、等亮度的，所以光是通過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故A項錯誤；由圖樣可看出，A光的條紋間距大于B光的，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，A光的波長大于B光的波長，A光的頻率小于B光的頻率，故B項正確，C項錯誤；A光的頻率小于B光的頻率，則玻璃對A光的折射率小于對B光的折射率，所以A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度，故D項正確；由于A光的波長較長，所以更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故E項正確．9．如圖，把酒精燈放在肥皂液薄膜前，從薄膜上可看到明暗相間的條紋，能說明這一現(xiàn)象產(chǎn)生緣由的是示意圖(圖中實線、虛線為光照耀到薄膜上時，從膜的前后表面分別反射形成的兩列波)(C)解析：當(dāng)光程差為半個波長的偶數(shù)倍時，即波峰與波峰、波谷與波谷疊加的點，是亮紋；當(dāng)光程差為半個波長的奇數(shù)倍時，波峰與波谷疊加的點，是暗紋，故C項正確．10．(多選)關(guān)于波的干涉、衍射等現(xiàn)象，下列說法正確的是(BCD)A．有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象，有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象B．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件之一，就是兩列波的頻率相等C．薄膜干涉條紋是光在膜的前后兩表面反射形成的兩列光波疊加的結(jié)果D．屋外的人雖然看不到屋里的人，卻能聽到屋里人的聲音，這屬于波的衍射現(xiàn)象E．泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象解析：干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，波既可以發(fā)生干涉，也可以發(fā)生衍射，A錯誤；當(dāng)兩列波發(fā)生干涉時，兩列波的頻率相等，B正確；由于重力的影響，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，薄膜干涉條紋的產(chǎn)生是光在膜的前后兩表面反射，形成的兩列光波疊加的結(jié)果，C正確；屋外的人雖然看不到屋里的人，卻能聽到屋里人的聲音，這屬于聲波的衍射現(xiàn)象，D正確；光通過小圓盤，在屏中心出現(xiàn)亮斑，說明光偏離原來直線方向傳播，是光的衍射現(xiàn)象，E錯誤．11．(多選)2024年央視春節(jié)晚會大量運用激光，為觀眾供應(yīng)了一場視覺盛宴．下列關(guān)于光的應(yīng)用說法正確的是(BCE)A．光學(xué)鏡頭的增透膜是利用光的衍射原理B．全息照相主要是利用激光的相干性好的特點C．用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點D．用透亮的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查平面的平整度是利用光的偏振E．光導(dǎo)纖維傳遞信息是利用了光的全反射解析：光學(xué)鏡頭的增透膜是利用光的干涉原理，選項A錯誤；全息照相主要是利用激光的相干性好的特點，選項B正確；用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點，選項C正確；用透亮的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查平面的平整度是利用光的干涉，選項D錯誤；光導(dǎo)纖維傳遞信息是利用了光的全反射，選項E正確．12．(多選)關(guān)于波的干涉和衍射，下列說法正確的是(BCE)A．波遇到障礙物時，肯定會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B．當(dāng)孔的大小比波長小時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．“聞其聲而不見其人”，說明聲波也能發(fā)生衍射D．頻率不相同的兩列波也能發(fā)生干涉E．聲波、電磁波等一切波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象解析：當(dāng)障礙物的尺寸與波長相差不多或者更小時才能視察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項A錯誤，B正確；聲波波長在1.7cm～17m之間，所以聲波可以繞過一般的障礙物，“聞其聲而不見其人”，就是說明聲波也能發(fā)生衍射，C正確；波的頻率相同是干涉的必要條件，D錯誤；干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象，聲波、電磁波等一切波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象，選項E正確．13．(多選)某一質(zhì)檢部門為檢測一批礦泉水的質(zhì)量，利用干涉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)，如圖所示，特制容器未畫出，通過對比填充后的干涉條紋間距x2和填充前的干涉條紋間距x1就可以計算出該礦泉水的折射率．則下列說法正確的是(設(shè)空氣的折射率為1)(AC)A．x2<x1B．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：把空氣換成礦泉水后，依據(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?。罁?jù)干涉的條紋間距公式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)，故A、C項正確．14．(多選)如圖所示，光源S從水下向真空放射一束由紅光和藍光組成的復(fù)合光，在A點該復(fù)色光分成a、b兩束，則下列說法正確的是(ABE)A．b光是藍光B．射出水面前a光的傳播速度較大，射出水面后a、b光傳播速度相同C．漸漸增大入射角，a光最先發(fā)生全反射D．b光比a光更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象E．a(chǎn)、b兩束光在任何狀況下都不行能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象解析：依據(jù)n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，結(jié)合光路圖可知，b光折射率較大，b光是藍光，選項A正確；a光是紅光，折射率較小，由n＝eq\f(c,v)知，射出水面前a光的傳播速度較大，射出水面后a、b光傳播速度相同，均為光速c，選項B正確；由n＝eq\f(1,sinC)可知，b光的全反射臨界角較小，故漸漸增大入射角，b光最先發(fā)生全反射，選項C錯誤；a光波長比b光波長長，故a光更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項D錯誤；產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是兩束光頻率相同，故知a、b兩束光在任何狀況下都不行能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，選項E正確．15．如圖甲所示，在“用雙縫干涉測光的波長”試驗中，將試驗儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距d＝0.20mm的雙縫屏．然后，接通電源使光源正常工作．已知像屏與雙縫屏間的距離L＝700mm.(1)已知測量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺(游標(biāo)尺)上有20分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋A中心對齊，如圖乙所示，此時測量頭上主尺和游標(biāo)尺的示數(shù)如圖丙所示，則此示數(shù)為0.25mm；接著再轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋B中心對齊，測得A條紋到B條紋間的距離為8.40mm.利用上述測量結(jié)果，經(jīng)計算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長λ＝4.8×10－7m(保留2位有效數(shù)字)．(2)另一同學(xué)按試驗裝置安裝好儀器后，視察到光的干涉現(xiàn)象很明顯．若他對試驗裝置進行改動后，在像屏上仍能視察到清楚的條紋，且條紋數(shù)目有所增加．以下改動可能會實現(xiàn)這個效