高考物理一轮复习第14章振动和波光相对论第41讲光的波动性电磁波和相对论练习(含解析)

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1．(2019·上海普陀区二模)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( )
A．频率不同 B．强度不同
C．振动方向不同 D．传播速度不同
A 解析 白光包含各种颜色的光，它们的频率不同，则波长不同，在相同条件下做双缝干涉实验时，它们的干涉条纹间距不同，所以在中央亮条纹两侧出现彩色条纹，选项A正确．
2．(2019·浙江教育绿色评价联盟检测)(多选)如图所示，水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线，折射光线分成 a、b 两束，则( )
A．在水中 a 光的速度比 b 光的速度小
B．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
C．做光电效应实验时，a 光产生的光电子的最大初动能较 b 光大
D．若保持入射点 A 位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失
BD 解析 由题知，两光束的入射角i相同，折射角raλb，根据Δx＝eq \f(L,d)λ，可知用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验时，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项B正确；根据光电效应方程有Ek＝hν－W0，可知对同一金属，逸出功W0相同，因频率νa<νb，故a 光产生的光电子的最大初动能较 b 光小，选项C错误；根据临界角公式sin C＝eq \f(1,n)，a光的折射率小，其临界角大，若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，入射角增大，先达到b光的临界角，所以b光先发生全反射，从水面上方消失，选项D正确．
3．(2019·合肥二模)如图甲和乙所示是两个著名物理实验的示意图，这两个实验使人们对光的本性有了全面、深刻的认识．有关这两个实验，下列说法正确的是( )
A．图甲为单缝衍射实验的示意图，实验证明了光具有波动性
B．图乙为光电效应实验的示意图，实验证明了光具有粒子性
C．图甲实验中光屏上接收到的条纹是与双缝垂直的竖条纹
D．图乙实验中用紫外线照射锌板，验电器的指针张开，若改用黄光照射，验电器的指针也张开
B 解析 由图甲可知，该实验装置是英国物理学家托马斯·杨做的双缝干涉实验的示意图，该实验是光具有波动性的有力证据，故选项A错误；由图乙所示可知，图乙是光电效应实验的示意图，该实验是光的粒子说的有力证据，故选项B正确；图甲实验中光屏上接收到的条纹是与双缝平行的明暗相间的横条纹，故选项C错误；因为黄光频率低于紫外线频率，紫外线照射锌板能发生光电效应，黄光照射不一定发生光电效应，故选项D错误．
4．(2019·南京、盐城二模)(多选)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究创新的里程碑．米波雷达发射无线电波的波长在1～10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的有( )
A．必须依靠介质传播
B．频率比厘米波的频率低
C．比可见光更容易产生衍射现象
D．遇到厘米波有可能产生干涉现象
BC 解析 无线电波不需要介质传播，故选项A错误；根据f＝eq \f(c,λ)可知，波长越大的波，波的频率越低，故米波的频率比厘米波的频率低，故选项B正确；米波的波长比可见光长，比可见光更容易产生衍射现象，故选项C正确；两列波发生干涉的条件是频率相等，波长相等，所以米波遇到厘米波不可能产生干涉现象，故选项D错误．
5．(多选)下列说法错误的是( )
A．由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空中，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
B．光的双缝干涉实验中，在光屏上的某一位置会时而出现亮条纹时而出现暗条纹
C．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
D．只有横波才能产生干涉现象
BCD 解析 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，全反射临界角sin C＝eq \f(1,n)，绿光频率大于红光，则水对绿光的折射率大于对红光的折射率，因此绿光的全反射临界角小于红光的全反射临界角，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光，故选项A正确；光的双缝干涉实验中，在光屏上会出现明、暗相间条纹，而且在某一位置出现明条纹就一直是明条纹，故选项B错误；只有周期性变化的磁场才能产生周期性变化的电场，变化的电场和磁场交替出现，从而形成电磁波，故选项C错误；纵波也能产生干涉现象，故选项D错误．
6．(2019·北京朝阳区一模)下面是四种与光有关的事实：①白光通过棱镜在屏上呈现彩色；②雨后的天空出现彩虹；③肥皂泡的表面呈现彩色；④白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹；其中，与光的干涉有关的是( )
A．①② B. ①③
C. ②③ D. ③④
D 解析 白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散，故折射的结果与光的干涉无关，雨后天空中的彩虹是光的色散现象，肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹，太阳光经过肥皂泡内外膜的反射后叠加，从而出现彩色条纹，这是光的干涉，白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹是光的干涉现象，综上所述，选项D正确．
7．(2019·北京房山区一模)热反射玻璃一般是在玻璃表面镀一层或多层诸如铬、钛或不锈钢等金属或其化合物组成的薄膜，使产品呈丰富的色彩，对于可见光有适当的透射率，对红外线有较高的反射率，对紫外线有较高吸收率，因此，也称为阳光控制玻璃，主要用于建筑和玻璃幕墙，其透视方向是由光的强度决定．当室外比室内明亮时，单向透视玻璃与普通镜子相似，室外看不到室内的景物，但室内可以看清室外的景物．而当室外比室内昏暗时，室外可看到室内的景物，且室内也能看到室外的景物，其清晰程度取决于室外亮度的强弱．根据以上信息和你所学过的物理知识判断，下列说法错误的是( )
A．热反射玻璃可以有效的阻止过强紫外线对人体的伤害
B．热反射玻璃应该具有保温隔热作用
C．热反射玻璃和普通玻璃一样，能有效的减弱噪声
D．热反射玻璃的单向透视性不遵从光路可逆性
D 解析 热反射玻璃对紫外线有较高吸收率，可以有效的阻止过强紫外线对人体的伤害，选项A正确；热反射玻璃对红外线有较高的反射率，应该具有保温隔热作用，选项B正确；热反射玻璃和普通玻璃一样，能有效的减弱噪声，选项C正确；热反射玻璃的单向透视性仍遵从光路可逆性，选项D错误．
8．(2018·江苏卷)(多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波( )
A．是横波
B．不能在真空中传播
C．只能沿着梳子摇动的方向传播
D．在空气中的传播速度约为3×108 m/s
AD 解析 摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A正确；电磁波能在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项D正确．
9．(2019·苏北四市高三调研)(多选)下列说法正确的有( )
A．观察者接近恒定频率波源时，接收到的波的频率变小
B．物体做受迫振动，当驱动力频率等于固有频率时，振幅最大
C．雨后美丽的彩虹是光的干涉现象
D．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
BD 解析 当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小，故选项A错误；做受迫振动的物体，当驱动力的频率等于物体固有频率时，物体振幅最大，产生共振现象，故选项B正确；彩虹是太阳光经过空气中的小水珠，发生色散形成的，色散现象属于光的折射，故选项C错误；相对论认为时间和空间与物质的运动状态是相联系的，与物体的运动状态有关，故选项D正确．
10．(2019·江西重点中学协作体高三联考)(多选)下列说法正确的是( )
A．在受迫振动中，振动系统的振动频率仅由驱动力频率决定，与振动系统无关
B．人站在铁轨上看到火车匀速远去，人听到的汽笛声的频率会逐渐降低
C．泊松亮斑说明光具有波动性
D．在任何惯性参考系中，光速总是不变的
E．LC振荡回路中，电流最小时，电容器的电压一定会处于最大值
ABCE 解析 做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，由驱动力的频率决定，与物体固有频率无关，选项A正确；当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，选项B正确；泊松亮斑说明光具有波动性，选项C正确；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，若是非惯性参考系中，则不同，应是在真空中，选项D错误；电容器充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，而电压在增大，当电压达到最大值Um 时，充电完毕，电流强度为零，选项E正确．
11．(2019·山东昌乐二中一模)(多选)下列说法正确的是( )
A．简谐运动的平衡位置是指回复力为零的位置
B．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，说明光具有波动性
E．一束光从某种介质射入空气中时，频率不变
ADE 解析 简谐运动的平衡位置是指回复力为零的位置，选项A正确；电磁波在真空中的速度大于在介质中的传播速度，选项B错误；红外线的显著作用是热作用，任何温度的物体都能辐射红外线，选项C错误；通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，说明光具有波动性，选项D正确；一束光从某种介质射入空气中时，频率不变，波速和波长变化，选项E正确．
12．(多选)下列说法正确的是( )
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B．线性变化的电场一定产生恒定的磁场，线性变化的磁场一定产生恒定的电场
C．在杨氏双缝实验中，若仅将入射光由红光改为蓝光，则干涉条纹间距变窄
D．光纤通信的工作原理是光的反射，光纤通信具有容量大，抗干扰性强等优点
E．用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
ABC 解析 受迫振动的周期等于驱动力的周期，与固有周期无关，故选项A正确；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故选项B正确；根据公式Δx＝eq \f(l,d)λ，由于λ红>λ蓝，所以若仅将入射光由红光改为蓝光，则干涉条纹间距变窄，故选项C正确；光纤通信的工作原理是全反射，故选项D错误；用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故选项E错误．
13．(2019·长春二模)(多选)下列说法正确的是( )
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．满足干涉条件的振幅不同的两列简谐横波相遇时，某时刻振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小
C．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率发生了变化
D．光的双缝干涉实验中，仅将入射光从红光改为紫光，相邻亮条纹间距一定变小
E．机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变
BDE 解析 物体做受迫振动时，发生共振时振幅最大，选项A错误；振动加强点的振幅一定比振动减弱点的振幅大，但位移不一定，选项B正确；在多普勒效应中，观察到的频率发生了变化，选项C错误；紫光波长比红光波长短，由Δx＝eq \f(l,d)λ得条
纹间距变小，选项D正确；机械波从一种介质进入另一种介质后，频率保持不变，选项E正确．
14．(2019·陕西高三质检)(多选)下列说法正确的是( )
A．偏振光可以是横波，也可以是纵波
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D．X射线在磁场中能偏转、穿透能力强，可用来进行人体透视
E．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的颜率
BCE 解析 偏振光只可以是横波，不能是纵波，故选项A错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故选项B正确；光导纤维传输信号及医用纤维式内窥镜都是利用光的全反射现象，故选项C正确；用X光机透视人体是利用X光的穿透性，但在磁场中不能偏转，因其不带电，故选项D错误；根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故选项E正确．
15．—艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是( )
A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c
D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
B 解析 飞船上的观察者相对飞船是静止的，测得飞船长度为静止长度30 m，选项A错误；地球上的观察者相对飞船的速度为0.6 c，测得飞船的长度l＝l0eq \r(1－\f(v,c)2)＝0.8 l0＝24 m，选项B正确；由光速不变原理知光信号的速度与参考系无关，选项C、D错误．
16．(2017·江苏卷)(多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有( )
A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快
B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C．地球上的人观测到地球上的钟较快
D．地球上的人观测到地球上的钟较慢
AC 解析 由狭义相对论的“钟慢效应”原理可知，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，地球上的人观测到飞船上的钟较慢，故选项A、C正确，B、D错误．