2013届高考物理一轮复习知能演练 13.2 光的波动性 电磁波 相对论 沪科版

1 20132013 届高考物理一轮复习知能演练届高考物理一轮复习知能演练 13 213 2 光的波动性光的波动性 电磁波电磁波 相对论相对论 沪科版沪科版 1 在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样 下列四幅图片中属于光的单缝 衍射图样的是 图 13 2 6 解析 选 BD 在题中的四幅图片中 A 是单色光的干涉图样 B 是单色光的单缝衍射图样 D 是白光的单缝衍射图样 C 是水波的衍射图样 故本题选 BD 2 2011 高考天津理综卷 甲 乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图 样 设相邻两个亮条纹的中心距离为 x 若 x甲 x乙 则下列说法正确的是 A 甲光能发生偏振现象 乙光则不能发生 B 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 解析 选 BD x x甲 x乙 故 甲 乙 故 B 正确 光都具有偏振现象 故 l d A 错误 由c f可知f甲 f乙 故甲光的光子能量小于乙光的光子能量 故 C 错误 在同 一均匀介质中 波长大的光传播速度大 故 D 项正确 3 2011 高考江苏单科卷 如图 13 2 7 所示 沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A B 和C 假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶 当铁塔B发出一个闪光 列车上的观测者测 得A C两铁塔被照亮的顺序是 图 13 2 7 A 同时被照亮 B A先被照亮 C C先被照亮 D 无法判断 解析 选 C 由 同时 的相对性可知 列车上的观察者观察到光信号先到达C 选项 C 正确 4 2012 福建名校联考改编 目前雷达发射的电磁波频率多在 200 MHz 至 1000 MHz 的范围 内 下列关于雷达和电磁波说法正确的是 A 真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在 0 3 m 至 1 5 m 之间 B 电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C 测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D 波长越短的电磁波 反射性能越强 解析 选 ACD 根据 c f知频率在 200 MHz 至 1000 MHz 间的电磁波波长在 0 3 m 至 1 5 m 之间 故 A 正确 电磁波是由变化的电磁场形成的故 B 错误 由电磁波的特性和用途知 C D 正确 2 5 1 在研究材料A的热膨胀特性时 可采用如图 13 2 8 所示的干涉实验法 A的上表面 是一光滑平面 在A的上方放一个透明的平行板B B与A上表面平行 在它们之间形成一 厚度均匀的空气膜 现在用波长为 的单色光垂直照射 同时对A缓慢加热 在B上方观 察到B板的亮度发生周期性变化 当温度为t1时最亮 然后亮度逐渐减弱至最暗 当温度升 高到t2时 亮度再一次回到最亮 图 13 2 8 在B板上方观察到的亮暗变化是由哪两个表面的反射光叠加形成的 温度由t1升高到t2时 A的高度升高多少 2 肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是 现象 露珠在太阳光照射下呈现的彩色 是 现象 通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是 现象 凡是波都具有衍射现象 而把光看做直线传播的条件是 要使光产生明显的衍射 条件是 当狭缝的宽度很小并保持一定时 用红光和紫光照射狭缝 看到的衍射条纹的主要区别是 如图 13 2 9 所示 让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q 以光的传播方向为轴旋转偏 振片P或Q 可以看到透射光的强度会发生变化 这是光的偏振现象 这个实验表明 图 13 2 9 解析 1 A B间为空气薄膜 在B板上方观察到的亮暗变化 是由B的下表面反射的光 和A的上表面反射的光叠加产生的 当温度为t1时 设空气薄膜厚度为d1 此时最亮说明 2d1 k 当温度为t2时 设空气薄膜厚度为d2 此时再一次最亮说明 2d2 k 1 得d1 d2 2 故温度由t1升高到t2 A的高度升高 2 2 肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象 露珠呈现的彩色是光的色散 通过狭缝看太阳光 呈现的彩色是光的衍射现象 障碍物或孔的尺寸比波长大得多时 可把光看做沿直线传播 障碍物或孔的尺寸跟波长相 差不多或比波长更小时 可产生明显的衍射现象 红光的中央亮纹宽 红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 这个实验说明了光是一种横波 答案 见解析 3 一 选择题 1 2010 高考北京卷 属于狭义相对论基本假设的是 在不同的惯性系中 A 真空中光速不变 B 时间间隔具有相对性 C 物体的质量不变 D 物体的能量与质量成正比 解析 选 A 狭义相对论基本假设为 一是在不同的惯性参考系中 一切物理规律都是相同的 二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 即光速不变原理 由此可知 A 属于狭 义相对论基本假设 故 A 正确 B C D 错误 2 2012 大连育明高中一模 下列说法中正确的是 A 光的偏振现象证明了光波是纵波 B 在发射无线电波时 需要进行调谐和解调 C 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹 这是光的干涉现象 D 考虑相对论效应 一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长 解析 选 C 光的偏振现象证明了光波是横波 选项 A 错误 在发射无线电波时 需要进行调 制 选项 B 错误 根据相对论效应 运动的尺子变短 选项 D 错误 本题正确选项为 C 3 2012 江苏南京二模 以下说法正确的有 A 在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变快了 B 可以通过多普勒效应测量运动物体的速度 C 微波的频率大于 X 射线的频率 D 如果摆钟变快了 可以通过适当增加摆的长度校准摆钟 解析 选 ABD 由狭义相对论可知 高速运动的飞船中的时钟变慢 相比起来地球上的时钟变 快 选项 A 正确 由电磁波谱知识可知 X 射线的频率要大于微波的频率 选项 C 错误 4 在单缝衍射实验中 下列说法正确的是 A 将入射光由黄光换成绿光 衍射条纹变窄 B 使单缝宽度变小 衍射条纹变窄 C 衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果 D 增大单缝到屏的距离 衍射条纹变宽 解析 选 ACD 在单缝衍射实验中 单缝越窄 入射光的波长越长 衍射现象越明显 表现为 衍射条纹越宽 所以 B 错误 因黄光的波长比绿光长 故 A 正确 可将单缝视作几组双缝的 组合 所以衍射现象中的明暗条纹同样是光相遇叠加的结果 C 正确 与双缝干涉相似 增 大单缝到屏的距离 衍射条纹变宽 故 D 正确 5 下列关于光的偏振现象的说法正确的是 A 自然光通过起偏器后成为偏振光 利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向 B 自然光透过一个偏振片后就成为偏振光 偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光 C 茶色眼镜利用了光的偏振现象 D 拍摄日落时水面下的景物时 在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 解析 选 AD 起偏器 检偏器 均是偏振片 自然光通过起偏器后将变为偏振光 当 检偏器 与 起偏器 的透振方向垂直时 无光通过 检偏器 故可利用检偏器检验出 偏振光的振动方向 A 正确 偏振光通过一个偏振片 除非两个偏振片透振方向垂直 后仍为 偏振光 B 错误 茶色眼镜的镜片是滤光片 而不是偏振滤光片 C 错误 在照相机镜头前 加一透振方向与反射光的偏振方向相垂直的偏振片 可减弱水面反射光的影响 提高成像的 清晰度 D 正确 6 2011 高考北京理综卷 如图 13 2 10 所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝S时 在光屏P上观察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 4 图 13 2 10 A 增大S1与S2的间距 B 减小双缝屏到光屏的距离 C 将绿光换为红光 D 将绿光换为紫光 解析 选 C 由双缝干涉条纹间距公式 x 可知 增大S1与S2的间距d x将减小 l d A 项错误 减小双缝屏到光屏的距离l x将减小 B 项错误 红光波长大于绿光 变大 x将变大 C 正确 紫光波长小于绿光波长 变小 x将变小 D 项错误 7 如图 13 2 11 所示 甲 乙 丙 丁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 图 13 2 11 A 甲 乙是光的干涉图样 B 丙 丁是光的干涉图样 C 形成甲图样的光的波长比形成乙图样光的波长短 D 形成丙图样的光的波长比形成丁图样光的波长短 解析 选 A 干涉条纹是等距离的条纹 因此 甲 乙图是干涉图样 丙 丁图是衍射图样 故 A 选项正确 B 项错误 由公式 x 可知 条纹宽的入射光的波长长 所以形成甲图 l d 样的光的波长比形成乙图样的光的波长长 故 C 项错误 形成丙图样的光的波长比形成丁图 样的光的波长长 故 D 项错误 8 关于电磁波 下列说法正确的是 A 雷达是用 X 光来测定物体位置的设备 B 使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C 用紫外线照射时 大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D 变化的电场可以产生变化的磁场 解析 选 C 雷达是用无线电波来测定物体位置的设备 故 A 错误 使电磁波随各种信号而改 变的技术叫做调制 故 B 错误 利用紫外线的荧光效应可以使大额钞票上用荧光物质印刷的 文字发出可见光 故 C 正确 变化的电场产生磁场 均匀变化的电场产生稳定的磁场 不均 匀变化的电场产生变化的磁场 故 D 错误 9 下列说法正确的是 A 红外线 紫外线 伦琴射线和 射线在真空中传播的速度均一样 为 3 0 108 m s B 红外线应用在遥感技术中 是利用它穿透本领强的特性 C 紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度 D 日光灯是紫外线的荧光效应的应用 解析 选 ACD 所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速 故 A 正确 红外线应用在遥感技 术中是利用它有较强的衍射能力 故 B 错误 对同一介质紫外线比红外线的折射率大 故紫 外线比红外线在水中的传播速度小 故 C 正确 日光灯应用了紫外线的荧光效应 故 D 正确 5 图 13 2 12 10 2012 潍坊五校联考 用如图 13 2 12 所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象 图 a 是 点燃酒精灯 在灯芯上撒些盐 图 b 是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈 将金属丝 圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转 观察到的现象是 A 当金属丝圈旋转 30 时干涉条纹同方向旋转 30 B 当金属丝圈旋转 45 时干涉条纹同方向旋转 90 C 当金属丝圈旋转 60 时干涉条纹同方向旋转 30 D 干涉条纹保持原来状态不变 解析 选 D 金属丝圈的转动 改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状 由干涉原理可知干涉 条纹与金属丝圈在该竖起平面内的转动无关 仍然是水平的干涉条纹 D 对 二 非选择题 11 1 列举下列三种电磁波的一种应用 红外线 紫外线 X 射线 图 13 2 13 2 某居住地A位于某山脉的一边 山脉的另一边P处建有一无线电波发射站 如图 13 2 13 所示 该发射站可发送频率为 400 kHz 的中波和频率为 400 MHz 的微波 已知无 线电波在空气中的传播速度都为 3 108 m s 求 该中波和微波的波长各是多少 发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地A处的 若两种波的接收效果不同 请说明哪一种波的接收效果更好 为什么 解析 1 红外线主要是热作用 如红外线烤箱 紫外线有荧光和杀菌作用 如验钞机 消毒 X 射线主要是穿透作用 如 X 射线透视 2 由 知 中波波长 1 750 m 微波波长 2 0 75 m c f 无线电波绕过山脉到达A处 发生了衍射现象 频率为 400 kHz 的中波接收效果更好 因为它的波长长 衍射现象更明显 答案 见解析 12 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射 尤其是眼睛更不能长时间被紫外 线照射 否则将会严重地损伤视力 有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线 对眼睛伤害的眼镜 他选用的薄膜材料的折射率为n 1 5 所要消除的紫外线的频率为 8 1 1014 Hz 1 他设计的这种 增反膜 所依据的原理是 2 这种 增反膜 的厚度是多少 3 请判断以下有关薄膜干涉的说法正确的是 6 A 薄膜干涉说明光具有波动性 B 如果薄膜的厚度不同 产生的干涉条纹一定不平行 C 干涉条纹一定是彩色的 D 利用薄膜干涉也可以 增透 解析 1 为了减少进入眼睛的紫外线 应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射后形成 的反射光叠加后加强 从而使透射的紫外线减弱 2 光程