【物理】2020届一轮复习人教版光的波动性电磁波和相对论作业

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【物理】2020届一轮复习人教版光的波动性电磁波和相对论作业

‎2020届一轮复习人教版 光的波动性电磁波和相对论 作业 ‎1.(2018·扬州中学下学期开学考)目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz~1000MHz的范围内,下列关于雷达和电磁波的说法正确的是(  )‎ A.真空中,上述频率范围的电磁波的波长在30m~150m之间 B.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的 C.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播 D.测出电磁波从发射到接收的时间,就可以确定障碍物的位置 答案 D ‎2.(多选)(2018·扬州中学月考)如图9所示是用干涉法来检查某块厚玻璃板上表面是否平整的装置,所用红色光是用普通光源加红色滤光片产生的,从上往下观察到的干涉条纹如图所示,则下列判断正确的是(  )‎ 图9‎ A.若观察到的条纹如图甲所示,则说明厚玻璃板上表面是平整的 B.若观察到的条纹如图乙所示,则厚玻璃板上表面有下凹的位置 C.若观察到的条纹如图乙所示,则厚玻璃板上表面有上凸的位置 D.若是用黄色滤光片产生的黄色光做该实验,则干涉条纹变密 答案 ABD 解析 薄膜干涉形成的条纹是膜的上、下表面的反射光干涉产生的,若观察到的条纹如题图甲所示,则说明厚玻璃板上表面是平整的,故A正确;薄膜干涉是等厚干涉,即亮条纹处空气膜的厚度相同,从弯曲的条纹可知,检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,知该处凹陷,故B正确,C错误;若是用黄色滤光片产生的黄色光做该实验,因波长变短,则干涉条纹变密,故D正确.‎ ‎3.(2018·南通等六市一调)地球与月球相距为L0,若飞船以接近光速的速度v经过地球飞向月球,地面上的人测得飞船经过t1时间从地球到达月球,在飞船内宇航员测得飞船经过t2时间从地球到达月球,则t1(选填“>”“=”或“<”)t2;在飞船内宇航员测得地球、月球相距为L,则L(选填“>”“=”或“<”)L0.‎ 答案 > <‎ 解析 根据相对论长度公式:L=L0,可知,飞船内宇航员观测到地球、月球两点 距离小于地面上人观测的距离,即L<L0;又t1=,t2=,所以t1>t2.‎ ‎1.(2018·南京师大附中5月模拟)电磁波已广泛运用于很多领域.下列关于电磁波的说法符合实际的是(  )‎ A.电磁波不能产生衍射现象 B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 答案 C 解析 任何波都能发生衍射现象,故A选项错误;常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机,故B选项错误;根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度,故C选项正确;由相对论知光在真空中的传播速度在不同的惯性参考系中数值相同,D选项错误.‎ ‎2.(2018·盐城中学4月检测)下列说法中正确的是(  )‎ A.光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象 B.用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象 C.当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象 D.在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢 答案 B ‎3.(多选)(2018·江苏百校12月大联考)在下面的几种说法中,对现象与规律的描述正确的有(  )‎ A.在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是相同的 B.光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性,还说明了光是横波 C.当观察者远离波源运动时,接收到的波的频率减小,但波源自身的频率不变 D.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场 答案 AC ‎4.(多选)(2018·扬州中学月考)以下说法中正确的是(  )‎ A.光的偏振现象说明光是一种纵波 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验证了电磁波的存在 D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,则条纹间距变宽 答案 BD 解析 光的偏振现象说明光是一种横波,而不是纵波,故A错误;相对论认为空间和时间与物质的运动快慢有关,故B正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹用实验证实了电磁波的存在,故C错误;光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,波长变长,则由Δx=λ可知,条纹间距变宽,故D正确.‎ ‎5.(多选)(2018·江苏省调考压轴卷)下列关于光的说法中正确的是(  )‎ A.雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的 B.“和谐号”动车组高速行驶时,地面上测得其车厢长度将明显变短 C.在双缝干涉实验中,用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距 D.白光通过双缝后产生的干涉条纹是彩色的,其原因是不同色光的波长不同 答案 CD 解析 雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的,故选项A错误;“和谐号”动车组高速行驶时,其速度远小于光速c,故狭义相对论的“尺缩效应”不明显,车厢长度不会明显变短,故选项B错误;在双缝干涉实验中,用红光代替黄光后,波长变长,则导致干涉条纹的间距增大,故选项C正确;白光通过双缝后产生干涉,因不同色光的波长不同,导致干涉条纹间距不同,从而出现彩色条纹,故选项D正确.‎ ‎6.如图1所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹).在下面的4幅图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是(  )‎ 图1‎ A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫 答案 B 解析 双缝干涉条纹是等间距的,而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外,两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小,因此1、3为双缝干涉条纹,2、4为单缝衍射条纹.双缝干涉条纹的间距Δx=λ,红光波长比蓝光波长长,则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距,即1、3分别对应红光和蓝光.而在单缝衍射中,当单缝宽度一定时,波长越长,衍射越明显,即中央条纹越宽、越亮,2、4分别对应紫光和黄光.综上所述,1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是:红、紫、蓝、黄,B正确.‎ ‎7.劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图2甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图乙所示,干涉条纹有如下特点:‎ 图2‎ ‎(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;‎ ‎(2)任意相邻亮条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.‎ 现若在图甲的装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到的干涉条纹(  )‎ A.变疏B.变密C.不变D.消失 答案 A 解析 如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,则干涉条纹变疏,A正确.‎ ‎8.(2017·扬州市5月考前调研)如图3所示,两束单色光a、b同时从空气中斜射入平行玻璃砖的上表面,进入玻璃砖后形成复合光束c,则穿过玻璃砖的过程中光所用时间较长;在相同的条件下,光更容易发生衍射.‎ 图3‎ 答案 b a ‎9.(2016·江苏单科·12B(2)、(3))(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波,一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干涉的必要条件,即两列光的相同.如图4所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在(选填“A”“B”或“C”)点会出现暗条纹.‎ 图4‎ ‎(2)在上述杨氏干涉实验中,若单色光的波长λ=5.89×10-7m,双缝间的距离d=1mm,双缝到屏的距离l=2m.求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距.‎ 答案 (1)频率 C (2)1.178×10-2m 解析 (1)产生稳定干涉图样的条件是两束光的频率相同;A、B两点为振动加强点,出现亮条纹,C点为波峰与波谷相遇,振动减弱,为暗条纹.‎ ‎(2)相邻亮条纹的中心间距Δx=λ 由题意知,亮条纹的数目n=10‎ 解得x=,代入数据得x=1.178×10-2m.‎ ‎10.(2018·如皋市调研)如图5所示,在双缝干涉实验中,S1和S2为双缝,右侧AA′为光屏,A与S2的距离与A与S1的距离之差为1.5×10-6m,S1、S2连线的中垂线与光屏的交点为O,A′点与A点关于O点对称.用波长为600nm的黄色激光照射双缝,则A点为(填“亮条纹”或“暗条纹”),点A′与A点之间共有条亮条纹.‎ 图5‎ 答案 暗条纹 5‎ 解析 单色光的波长为:λ=600nm=6.0×10-7m,1.5×10-6m=2.5λ=5×,可知A点到双缝的距离之差是半波长的奇数倍,该点出现暗条纹;令2.5λ=(2k-1),可得k=3,这是第3条暗条纹,那么A′点与A点之间共有5条亮条纹.‎ ‎11.(2018·如皋市调研)一艘太空飞船静止时的长度为30m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,地球上的观测者测得该飞船的长度(选填“小于”“等于”或“大于”)30m,飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度(选填“小于”“等于”或“大于”)c.‎ 答案 小于 等于 解析 地球上的观测者测得该飞船的长度是以0.6c的速度沿长度方向飞行时的长度,为:l=l0=24m<30m;根据狭义相对论的光速不变原理,飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c.‎ ‎12.(2018·兴化一中四模)根据气体吸收谱线的红移现象推算,有一类星体远离我们的速度高达光速c的80%,则在该类星体上测得它发出光的速度是,我们观测到它的体积比它实际体积(填“大”或“小”),‎ 该类星体上的π介子平均寿命比在地球上(填“长”或“短”).‎ 答案 c 小 长 解析 根据爱因斯坦相对论的原理可知,在该类星体上测得它发出光的速度等于c,根据相对论效应可知,我们观测到它的尺寸比它实际尺寸小,则观测到它的体积比它实际体积也小,该类星体上的π介子平均寿命比在地球上长.‎
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