高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 振動和波 光 相對論 課時(shí)達(dá)標(biāo)40 光的波動性電磁波和相對論

高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 振動和波 光 相對論 課時(shí)達(dá)標(biāo)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(jì)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(jī)在通話時(shí)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(xiàng)A錯(cuò)誤；手機(jī)通話過程中，手機(jī)之間通過電磁波傳遞信息，人和手機(jī)之間通過聲波傳遞信息，選項(xiàng)B正確；太陽中的可見光傳播速度為光速，即為3×108 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(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)D錯(cuò)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(xué)作用CX射線的穿透本領(lǐng)比射線更強(qiáng)DX射線與射線的產(chǎn)生機(jī)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(shí)驗(yàn)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，射線是原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的，產(chǎn)生機(jī)理確實(shí)不同，但X射線和射線都有一個(gè)較大的頻率范圍，較高頻率的X射線與較低頻率的射線產(chǎn)生了重疊，其他相鄰電磁波間也存在重疊綜上所述，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B與事實(shí)一致，選項(xiàng)C與事實(shí)相反所以只有選項(xiàng)B正確3驗(yàn)鈔機(jī)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(jī)的遙控器用它發(fā)出的電磁波來控制電視機(jī)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(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的是紅外線，遙控器發(fā)出的是紫外線D驗(yàn)鈔機(jī)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(jī)的遙控器發(fā)出的電磁波屬于紅外線，選項(xiàng)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(qiáng)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(qiáng)度最大的在紅外線波段；宇宙空間內(nèi)的電磁輻射相當(dāng)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(jìn)行觀測研究，則應(yīng)選擇的觀測波段為(D)AX射線 B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(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡接收天體輻射的無線電波，進(jìn)行天體物理研究選項(xiàng)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(yùn)動方向上的邊長變短，垂直運(yùn)動方向的邊長不變，故選項(xiàng)C正確6(多選)電子的電荷量為1.6×1019 C，質(zhì)量為9.1×1031 kg，一個(gè)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(dá)到1.9cD電子的速度不可能達(dá)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(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；此時(shí)不能根據(jù)qUm0v2求速度，任何物體的速度都不可能超過光速c，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確7(多選)某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)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(diǎn)，你認(rèn)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(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用黃光作為入射光為了增大干涉條紋的間距，該同學(xué)可以采用的方法有(AC)A改用紅光作為入射光 B改用藍(lán)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x可知要增大干涉條紋的間距，可增大，紅>黃，選項(xiàng)A正確；黃>藍(lán)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；增大到屏的距離l，x增大，選項(xiàng)C正確；增大雙縫間距d，x減小，選項(xiàng)D錯(cuò)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(gè)亮條紋的中心距離為x，且x甲>x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(xiàng)A錯(cuò)誤；由x甲>x乙和x可知甲光的波長大于乙光，選項(xiàng)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(xiàng)C錯(cuò)誤；波長短的光頻率大，在介質(zhì)中的傳播速度慢，選項(xiàng)D正確10(多選)在研究材料A的熱膨脹特性時(shí)，可采用如圖所示的干涉實(shí)驗(yàn)法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個(gè)透明的平行板B，B與A上表面平行，在它們間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜現(xiàn)在用波長為的單色光垂直照射，同時(shí)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(dāng)溫度為t1時(shí)最亮，然后亮度逐漸減弱至最暗；當(dāng)溫度升到t2時(shí)，亮度再一次回到最亮，則(BD)A出現(xiàn)最亮?xí)r，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng)B出現(xiàn)最亮?xí)r，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng)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?xí)r，為B的下表面反射光與A上表面的反射光疊加后加強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；薄膜干涉中，當(dāng)薄膜厚度為光在薄膜中半波長的整數(shù)倍，反射光加強(qiáng)，為最亮，因此溫度由t1升至t2時(shí)，A的高度變化為波長，選項(xiàng)C錯(cuò)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(shí)會發(fā)生偏折而改變行進(jìn)方向，如圖所示下列相關(guān)說法正確的是(D)A圖中光是紅光，光是藍(lán)光B在光盤的透明介質(zhì)中，光比光傳播更快C若光、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若光、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(lán)光的折射率比對紅光的折射率大，故以相同入射角入射時(shí)，折射角較小的是藍(lán)光，折射角較大的是紅光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)折射率n可知，光速度較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；通過同一干涉裝置，紅光的波長大于藍(lán)光的波長，由x可知，紅光干涉條紋較寬，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；通過同一單縫衍射裝置，藍(lán)光的中央條紋較窄，選項(xiàng)D正確121801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn))如圖為洛埃利鏡實(shí)驗(yàn)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，在光屏上形成干涉條紋則相鄰的兩條亮紋間距離x為(C)A B C D解析由于反射光線過像點(diǎn)，作出光路圖，如圖，S和S相當(dāng)雙縫，其間距離d2a，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x.故選項(xiàng)C正確13下列所示的圖片、示意圖或?qū)嶒?yàn)裝置圖大都來源于課本，則下列判斷錯(cuò)誤的是(B)A甲圖是薄膜干涉的圖樣，照相機(jī)、望遠(yuǎn)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(fēng)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(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭鍍的一層膜是薄膜干涉的應(yīng)用，選項(xiàng)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(xiàng)B錯(cuò)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(rèn)為光線是沿直線傳播的，故上方是蜃景，下方是景物，選項(xiàng)C正確；衍射圖樣最明顯的特征是條紋間距不等，選項(xiàng)D正確14登山運(yùn)動員在登雪山時(shí)要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時(shí)間被紫外線照射，否則將會嚴(yán)重地?fù)p傷視力，有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)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n1.5，所要消除的紫外線的頻率8.1×1014 Hz，那么他設(shè)計(jì)的這種“增反膜”的厚度至少是(C)A9.25×108 m B1.85×107 mC1.24×107 m D6.18×108 m解析為了減少進(jìn)入眼睛的紫外線，應(yīng)使入射光分別從該膜的前后兩個(gè)表面反射出來形成的光疊加后加強(qiáng)，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的整數(shù)倍，即2dN(N1,2)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3.7×107 m，在膜中的波長是2.47×107 m，故膜的厚度至少是1.24×107 m15如圖所示，豎直墻上掛著一面時(shí)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(yùn)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(xiàng)前的字母)AS>S BSSCS<S D無法判斷16如圖所示，當(dāng)用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時(shí)，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個(gè)亮斑這是光的_衍射_(選填“干涉”“衍射”或“直線傳播”)現(xiàn)象，這一實(shí)驗(yàn)支持了光的_波動說_.(選填“波動說”“微粒說”或“光子說”)解析當(dāng)用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時(shí)，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個(gè)亮斑，亮斑的周圍是明暗相間的環(huán)狀衍射條紋，這就是泊松亮斑，是激光繞過不透光的圓盤發(fā)生衍射形成的泊松最初做本實(shí)驗(yàn)的目的是推翻光的波動性，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻證明了光的波動性