高考物理第一轮复习课时跟踪练:第十四章第四讲光的波动性电磁波和相对论(有解析)

xiaoxiao 2月前 25

 
 
第十四章   波与相对论 
第四讲   光的波动性  电磁波和相对论 
课时跟踪练 
A组 基础巩固 
1.(2018·东营模拟)现代生活中,人们已更多地与电磁波联系在一起,并且越来越依赖于电磁波,关于电磁场和电磁波,以下说法正确的是(  ) 
A.把带电体和永磁体放在一起,即可以在其周围空间中产生电磁波 B.手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的 C.医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理 
D.车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的 解析:要产生电磁波,必须要有变化的磁场与变化的电场,即电磁场,电磁场在介质中传播产生电磁波,A错误;通过电磁波可以实现各种通信,B正确;“B超”是利用了超声波的反射原理,C错误;车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X射线实现成像的,D错误. 
答案:B 
2.关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是(  ) A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息 B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 
C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同 
解析:声波、电磁波都能传递能量和信息,选项A错误;在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,选项B正确;可见光属于电磁波,“B超”中的超声波是
 
声波,波速不同,选项C错误;红外线波长较X射线波长长,故选项D错误. 
答案:B 
3.(2018·临沂模拟)下列说法不正确的是(  ) 
A.麦克斯韦预言了光是横波,并且首次用实验验证了光是横波 B.高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了 C.在磁场中做圆周运动的带电粒子会发出电磁波 
D.过强或过长时间的紫外辐射、X射线或γ射线的作用,会对人体(眼镜、皮肤、血液、神经系统、生殖系统等)造成危害 
解析:麦克斯韦预言了光是电磁波,证明光是电磁波的是赫兹,马吕斯用光的偏振实验证明了光是横波,选项A错误;由爱因斯坦的相对论可知,选项B正确;在磁场中做圆周运动的带电粒子产生周期性变化的电场,又会产生周期性变化的磁场,并向外传播,即会产生电磁波,选项C正确;过强或过长时间照射紫外线、X射线或γ射线,会对人体造成危害,D正确.所以本题选A. 
答案:A 
4.(2018·大连模拟)如图所示,一根10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的,以下哪种叙述最好的描述了梭镖穿过管子的情况(  ) 
 
A.梭镖收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它 B.管子收缩变短,因此在某些位置上,梭镖从管子的两端伸出来 C.两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住梭镖 D.所有这些都与观察者的运动情况有关 
解析:如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖,那么梭镖看起来就比管子短,在某些位置梭镖会完全处在管子内部.然而当你和梭镖一起运动时,你看到的管子就缩短了,所以在某些位置,你可以看到梭镖两端都伸出管子.假如你在梭镖和管子之间运动,运动的速度是在梭镖运动的方向上,而大小是其一半,那么梭镖和管子都相对于你运动,且速度的大小一样,你看到这两样东西都缩短了,且缩
 
 
短的量相同.所以你看到的一切都是相对的,依赖于你的参考系,故选项D正确. 
答案:D 
5.(2018·南京模拟)间谍卫星上装有某种遥感照相机,可用来探测军用和民用目标.这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车,即使车队离开,也瞒不过它.这种遥感照相机敏感的电磁波属于(  ) 
A.可见光波段    C.紫外线波段   
B.红外线波段 D.X射线波段 
 
解析:所有的物体都能发出红外线,热的物体的红外线辐射比冷的物体强,间谍卫星上装的遥感照相机,实际上是红外线探测器,它能在较冷的背景上探测出较热物体的红外线辐射,这是红外线摄影的基础.再者,红外线波长比其他波(如可见光、紫外线、X射线)的长,有较好的穿透云雾的能力,故选B. 
答案:B 
6.(2018·石家庄模拟)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激,也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.以下措施中可行的是(  ) 
A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向也是竖直的 
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45° 解析:首先,司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线,所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行;其次,他不能看到对面车灯发出的强光,所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直.满足上述要求的只有选项D. 
答案:D 
7.光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是(  ) A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化 
 
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光 
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹 
解析:在垂直于传播方向的平面上,沿着某个特定方向振动的光是偏振光,A、B选项反映了光的偏振特性,C是偏振现象的应用,D是光的衍射现象. 
答案:D 
8.(多选)(2018·岳阳模拟)如图所示为用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,光的传播路径与方向可能正确的是(  ) 
 
 
 
解析:因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线,故选项B错误;根据干涉图样,a光的干涉条纹间距较大,所以a光的波长较长,在同种介质中的折射率较小,故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小,选项A正确;由于a光的折射率小,临界角较大,则更不易发生全反射,选项C错误,选项D正确. 
答案:AD 
9.如图所示,在地面上M点固定一光源,在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器,今使光源发出一闪光,则在地面的参考系中观测________(选填“A先”“B先”或“A、B同时”)接收到光信号;在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测________(选填“A先”“B先”或“A、B同时”)接收到光信号. 
 
 
解析:在地面的参考系中观测,AM=BM,光向A、B两点传播速度相等,故A与B同时接收到光信号.在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测,由于以火车为参考系时,火车与B相互靠近,火车与A相互远离,而光速相同,故光信号先传到B点,后传到A点. 
答案:A、B同时  B先 
10.(2018·太原模拟)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz的范围内.请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题: 
(1)雷达发射电磁波的波长范围是多少? 
(2)能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离? 
8
c3.0×10
解析:(1)由c=λf可得:λ1== m=1.5 m, 
f1200×106
 
3.0×108c
λ2=f= m=0.3 m. 
1 000×1062
故雷达发出的电磁波的波长范围是0.3~1.5 m. 
(2)电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离,所以vt
可根据x=确定雷达和目标间的距离. 
2
答案:(1)0.3~1.5 m (2)能 
B组 能力提升 
11.(多选)(2018·长春模拟)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示变化的场,下图表示变化的场产生的另外的场),正确的是(  ) 
 
 
解析:A图中的上图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会
 

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产生电场,A图中的下图是错误的;B图中的上图是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,下图的磁场是稳定的,所以B图正确;C图中的上图是振荡的磁场,它能π
产生同频率的振荡电场,且相位差为,C图是正确的;D图的上图是振荡的电场,
2可在其周围空间产生同频率振荡的磁场,但是下图中的图象与上图相比较,相位差为π,故D图不正确.所以只有B、C两图正确. 
答案:BC 
12.(多选)(2018·廊坊模拟)如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是(  ) 
 
 
A.干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 B.干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的 C.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的 D.干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的 
解析:由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故选项A正确,B错误;由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,故选项C正确,D错误. 
答案:AC 
13.(多选)(2018·温州模拟)下列说法正确的是(  ) 
A.用光导纤维束传输图象和信息,这是利用了光的全反射原理 B.紫外线比红外线更容易发生衍射现象 
C.经过同一双缝所得干涉条纹,红光比绿光的条纹宽度大 
 
D.光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的 E.光的偏振现象说明光是一种横波 
解析:用光导纤维束传输图象和信息,这是利用了光的全反射原理,所以选项A正确;紫外线的频率比红外线大,故波长比红外线小,所以二者相比红外线更容易发l
生衍射,选项B错误;根据条纹间距公式Δx=dλ知,波长越长,条纹间距越大,因为红光的波长大于绿光的波长,所以经过同一双缝所得干涉条纹,红光比绿光的条纹宽度大,故选项C正确;光的折射、衍射都能引起光的色散,所以选项D错误;偏振是横波特有的,光的偏振现象说明光是横波,所以选项E正确. 
答案:ACE 
14.(2018·青岛模拟)在研究材料A的热膨胀特性时,可采用如图所示的干涉实验法.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λ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. 
 
 
(1)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? (2)温度由t1升高到t2时,A的高度升高多少? 
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. 
(2)当温度为t1时,设空气薄膜厚度为d1,此时最亮说明2d1=kλ. 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)λ. 得d1-d2=
λ2

 
故温度由t1升高到t2,A的高度升高. 

答案:(1)见解析 (2) 

 
λ 
 

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