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2019年高考物理人教版一轮复习第13章机械振动与机械波 光 电磁波与相对论:练案39光的波动性 电磁波 相对论

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             练案[39] 第十三章 机械振动与机械波 
                          光 电磁波与相对论
                 第   4 讲 光的波动性 电磁波 相对论

    一、选择题(本题共        14 小题,1~2   题为单选,3~14      题为多选)
    1.(2018·四川成都月考)以下说法中正确的是导学号 21993359( B )
    A.横波和纵波都能发生干涉、衍射和偏振现象
    B.相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
    C.麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在
    D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,则干涉条纹间距将变窄
    [解析] 横波和纵波都能发生干涉、衍射,只有横波才能发生偏振现象,A                              错误;相
对论认为空间和时间与物质的运动状态有关,B                    正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫
                                                               L
兹用实验证实了电磁波的存在,C              错误;红光的波长比绿光的长,由               Δx=dλ 知,若仅将入
射光由绿光变为红光,则条纹间距将变宽,D                   错误。

    2.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置,P                     是附有肥皂膜的铁丝圈,S          是一点
燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的

导学号 21993360( D )


    [解析] 往火焰上洒些盐后,酒精灯放出黄色的光线,当黄色的光线照射到肥皂膜上
时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光,这两列光的频率相同,故为相干光源,当光
程差为波长的整数倍时呈现亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时呈现暗条纹,由于重
力的作用,下侧的肥皂膜厚度比较大,而上侧的比较薄,相同的高度肥皂膜的厚度相同,
故出现水平的明暗相间的干涉条纹,故                 D 正确。

    3.(2018·江苏南通质检)下列说法中正确的有导学号 21993361( BC )
    A.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽
    B.地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在远离地球
    C.拍摄玻璃橱窗内的物体时,在镜头前可以加装一个偏振片以减弱反射光的强度
    D.真空中的光速在不同的惯性系中不相同
    [解析] 干涉条纹间距与波长成正比,若仅将入射光由红光改为绿光,干涉条纹间距
变窄,选项     A 错误;波源远离,接收到的光频率变小,波长变长,选项                        B 正确;偏振片可
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以减弱反射光的强度,从而使拍摄的橱窗内的景物变清晰,选项                           C 正确;真空中的光速在
不同的惯性系中都是相同的,选项               D 错误。

    4.(2018·河北衡水二中月考)以下说法正确的是导学号 21993362( ABE )
    A.太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光,这是利用了光的干涉原理
    B.在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
    C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
    D.宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时,地球上的人观察到飞船上的时钟变
快

    E.液晶显示器应用光的偏振制成
    [解析] 太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光.这是利用了光的干涉原理,选
项  A 正确;在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率,只是在驱动力的频
率等于物体的固有频率时会发生共振现象,选项                    B 正确;拍摄玻璃橱窗内的物品时,要在
镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度,选项                     C 错误;宇航员驾驶宇宙飞船以接近光
速经过地球时,根据时间的相对性,知时间间隔变长,地球上的人观察到飞船上的时钟变
慢,故   D 错误;液晶显示器应用光的偏振制成,选项                   E 正确。

    5.(2018·广西桂林质检)下列说法正确的是导学号 21993363( CDE )
    A.只有横波才能产生干涉和衍射现象
    B.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
    C.泊松亮斑支持了光的波动说
    D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先
消失的是绿光

    E.用同一实验装置观察,光的波长越长,光的双缝干涉条纹间距就越大
    [解析] 干涉、衍射是波特有的现象,选项                 A 错误;均匀变化的磁场产生恒定的电场,
选项   B 错误;泊松亮斑是光的衍射现象,支持了光的波动说,选项                        C 正确;绿光的折射率
比红光的大,现容易发生全反射,所以当光从水中射向空气,在不断增大入射角时,水面
                                                        L
上首先消失的是绿光,选项            D 正确;根据干涉条纹间距公式             Δx=dλ,用同一实验装置观察,
光的波长越长,光的双缝干涉条纹间距就越大,选项                      E 正确。

    6.(2018·河北名校月考)下列说法中正确的是导学号 21993364( ACE )
    A.军队士兵过桥时要便步走,是为了防止桥发生共振现象
    B.机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定
    C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影
响

    D.假设火车以接近光速通过站台时,站台上旅客观察到车上乘客在变矮
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    E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
    [解析] 齐步走会对桥产生周期性的驱动力,可能使桥发生共振而致使桥梁断裂,因
此要便步走,选项        A 正确;机械波的传播速度仅由介质决定,电磁波在介质中的传播速度
还与频率有关,选项         B 错误;拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加装一个偏振片可以减
弱玻璃反射光的影响,选项            C 正确;假设火车以接近光速通过站台时,站台上旅客观察到
车上乘客在变瘦,不是在变矮,选项                D 错误;赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,选
项  E 正确。

    7.(2018·山东青岛月考)下列说法正确的是导学号 21993365( ACE )
    A.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速时利用了多普勒效应
    B.发生全反射的条件是光由光疏介质射入光密介质
    C.两束单色光以相同角度斜射到同一平行玻璃砖,透过平行表面后,频率大的单色
光侧移量大

    D.照相机的镜头表面镀有一层膜,能使照相效果更好,是利用了光的衍射现象
    E.两束单色光分别用同一装置进行双缝干涉实验时,频率小的单色光条纹间距大
    [解析] 医生利用超声波探测病人血管中血液的流速时利用了多普勒效应,选项                                A 正
确;光必须由光密介质射入光疏介质才能发生全反射,选项                         B 错误;两束单色光以相同角
度斜射到同一平行玻璃砖,频率越大的光折射率越大,透过平行表面后,侧移量越大,选
项  C 正确;照相机镜头表面镀有一层膜,能使照相效果更好,利用了光的干涉现象,选项
D 错误;干涉条纹间距与波长成正比,频率小的光波长长,条纹间距大,选项                                E 正确。

    8.(2018·河北衡水中学质检)如图所示用             a、b 两种单色光分别通过同一双缝干涉装置
获得的干涉图样。现让          a、b 两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时,光的传播方
向中可能正确的是导学号 21993366( AD )


                                           L
    [解析] 根据双缝干涉相邻条纹间距公式                Δx=dλ 可知,a    光的波长大,则同一介质对
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

a 光的折射率小,对        b 光的折射率大。根据平行玻璃砖的光学特性可知,出射光线与入射
光线平行,由于       a 光的折射率小,偏折程度小,所以出射时                 a 光应在右侧,故       A 正确;
                1
B 错误;由    sinC=n分析可知,a      光的临界角较大,当光从棱镜射入空气中时,若                    b 不发生
全反射,能射出棱镜,则           a 光一定也不发生全反射,故           C 错误;当光从棱镜射入空气中时,
若  a 不发生全反射,能射出棱镜,b            光可能发生全反射不从棱镜射出,此图是可能的,故
D 正确。

    9.(2018·云南质检)如图所示,一束光斜射向水面,入水后分成                      a、b 两束,下列说法
正确的是导学号 21993367( ADE )


    A.a  光比  b 光更容易发生衍射现象
    B.a  光的频率大于      b 光的频率
    C.在水中     a 光的速度比    b 光的速度小
    D.当   a、b 两种光从水射向空气时,a           光的临界角大于       b 光的临界角
    E.用同一双缝干涉实验装置分别以               a、b 光做实验,a     光的干涉条纹间距大于          b 光的
干涉条纹间距
    [解析] 由题图可看出,a         光的偏折程度小于        b 光的偏折程度,则        a 光的折射率小于
b 光的折射率,a      光的频率小,由       c=λf 可知,a   光的波长大,因此        a 光比  b 光更容易发生
衍射,故    A 项正确,B     错误;由公式      n=c/v 可知,在同种介质中         a 光的传播速度比      b 光的
大,故   C 错误;因为     a 光的折射率小,根据         sinC=1/n 可知,a   光的临界角大,故        D 正确;
                                         L
a 光的波长大,根据双缝干涉条纹间距公式                 Δx=dλ  可知,a   光产生的相邻亮条纹间距比
b 光的大,故     E 正确。 

    10.(2018·河南开封检测)关于电磁波谱,下列说法中正确的是导学号 21993368( ABE )
    A.X  射线对生命物质有较强的作用,过量的                 X 射线辐射会引起生物体的病变
    B.γ  射线是波长最短的电磁波,它比             X 射线的频率还要高
    C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
    D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是                   γ 射线
    E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信
    [解析] X   射线对生命物质有较强的作用,过量的                 X 射线辐射会引起生物体的病变,
故  A 正确。γ   射线是波长最短的电磁波,它比             X 射线的频率还要高,故          B 正确。紫外线比
紫光的波长短,更不容易发生衍射,而只有频率相同时,才能发生稳定的干涉现象,故
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C 错误。在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是无线电波,故                          D 错误。在电磁波谱中,
无线电波一般可用于通信,选项              E 正确。

    11.(2018·浙江温州高考)在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,经调节后在目镜中
观察到如图甲所示的单色光干涉条纹,仅改变一个实验条件后,观察到的条纹如图乙所示,

则改变的实验条件可能是导学号 21993369( BD )


    A.减小光源到单缝的距离                        B.增大双缝之间的距离
    C.增大双缝到光屏之间的距离                      D.将红色滤光片改为绿色滤光片
                                               L
    [解析] 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距                  Δx=dλ,可知要使条纹间距减小可以增
大双缝间距     d,减小双缝到屏之间的距离            L,减小入射光波长        λ,正确选项为      B、D。

    12.(2018·湖北枣阳月考)可见光通信技术,是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼
看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的,将高速因特网的电线装置连接在照明装置上,
插入电源插头即可使用。利用这种技术做成的系统能覆盖室内灯光达到的范围,电脑不需

要电线连接,因而具有广泛的开发前景。可见光通信的实时通信速率已经提高到                                  50 
Gbps,相当于     0.2s 即可下载一部高清电影,关于可见光,下列说法正确的是
导学号 21993370( AC )
    A.可见光中的红光比紫光的频率低
    B.可见光不能在真空中传播
    C.可见光波长越长,越容易发生衍射
    D.可见光能发生光的干涉和衍射现象,说明光的横波
    [解析] 红光的波长比紫光的长,频率比紫光的低,选项                       A 正确;光能在真空中传播,
选项   B 错误;波长越长越容易发生衍射,选项                C 正确,干涉、衍射是波特有的现象,说明
光是波,偏振现象说明光是横波,选项                 D 错误。

    13.(2018·河北省唐山市丰南区月考)下列说法正确的是导学号 21993371( BCD )
    A.海豚有完善的声呐系统,海豚发出的声波比无线电波传播得快,方向性好
    B.蝙蝠利用超声脉冲导航,当它飞向某一墙壁时,接收到的脉冲频率大于它发出的
频率

    C.声波击碎玻璃杯的实验原理是共振
    D.频率相同、相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉
    E.狭义相对论原理指出:在不同的参考系中,一切物理规律都是相同的
    [解析] 海豚有完善的声呐系统,海豚发出的声波比无线电波传播得慢,方向性好,
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选项   A 错误;蝙蝠利用超声脉冲导航,根据多普勒效应可知,当它飞向某一墙壁时,接收
到的脉冲频率大于它发出的频率,选项                 B 正确;声波击碎玻璃杯的实验原理是共振,选项
C 正确;频率相同、相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉,选项                           D 正确;狭义相对性原
理指出:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,选项                            E 错误。

    14.以下说法中正确的是导学号 21993372( ACE )


    A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中                       a 束光在水珠中传播的速度一
定大于   b 束光在水珠中传播的速度
    B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,当入射角                           i 逐渐增大到某一值
后不再会有光线从        bb′面射出
    C.图丙是双缝干涉示意图,若只减小屏到挡板间距离                       L,两相邻亮条纹间距离          Δx 将
减小

    D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样,弯曲的干涉条纹说明
被检测的平面在此处是凸起的

    E.图戊中的     M、N   是偏振片,P     是光屏。当     M  固定不动缓慢转动        N 时,光屏    P 上的
光亮度将一明一暗交替变化,此现象表明光波是横波
    [解析] 从图甲中可以看出,b           光线在水珠中偏折较大,即            b 的折射率大于      a 的折射率,
则  a 在水珠中的传播速度大于          b 的传播速度,故      A 正确;当入射角       i 逐渐增大,折射角逐
渐增大,由于折射角小于入射角,不论入射角如何增大,玻璃砖中的
    光线都不会消失,故肯定有光线从               bb′面射出,故      B 错误;根据双缝干涉相邻两亮条
            L
纹的间距    Δx=dλ,可知只减小屏到挡板间距离              L,两相邻亮条纹间距离          Δx 将减小,故
C 正确;由于不知道被测样表面的放置方向,故不能根据图丁判断此处是凸起的,故                                  D 错
误;只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故                                E 正确。
    二、非选择题

    15.雷达测距防撞控制系统(Distronic,简称            DTR)是用脉冲电磁波来测定目标的位置
和速度的设备。某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来,已知该雷达显示

屏上相邻刻度线之间的时间间隔为               1.0×10-4s,某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所
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示,A   脉冲为发射波,B       脉冲为目标反射波,经          t=170s 后雷达向正上方发射和被反射的波
形如图乙所示,则该飞机的飞行速度约为多少?导学号 21993373


    答案:306m/s
    [解析] 由图示信息知,比较远时,脉冲波显示的距离为
       ct 3 × 108 × 4 × 10-4
    s=2=         2       m=6×104m
    当到达正上方后,距离为
         ct′ 3 × 108 × 2 × 10-4
    s′=  2 =        2       m=3×104m
    由于开始时飞机在斜上方,后来飞机到达正上方,所以该飞机的速度为

        6 × 1042-3 × 1042
    v=          170          m/s≈306m/s。
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