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課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十六)　光的波動(dòng)性　電磁波　相對(duì)論

1．(2020·浙江7月選考)在抗擊新冠肺炎的過(guò)程中，廣泛使用了紅外體溫計(jì)測(cè)量體溫，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．當(dāng)體溫超過(guò)37.3 ℃時(shí)，人體才輻射紅外線
B．當(dāng)體溫超過(guò)周圍空氣溫度時(shí)，人體才輻射紅外線
C．紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)發(fā)射紅外線來(lái)測(cè)體溫的
D．紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強(qiáng)度越大來(lái)測(cè)體溫的
解析：選D　一切物體都在輻射紅外線，溫度越高，其輻射紅外線的強(qiáng)度越大，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。
2．(2020·天津等級(jí)考)新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風(fēng)雨同舟、守望相助，筑起了抗擊疫情的巍峨長(zhǎng)城。志愿者用非接觸式體溫測(cè)量?jī)x，通過(guò)人體輻射的紅外線測(cè)量體溫，防控人員用紫外線燈在無(wú)人的環(huán)境下消殺病毒，為人民健康保駕護(hù)航。紅外線和紫外線相比較(　　)
A.紅外線的光子能量比紫外線的大
B．真空中紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的長(zhǎng)
C．真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大
D．紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而紫外線不能
解析：選B　根據(jù)電磁波譜可知，紅外線的頻率小于紫外線的頻率，真空中紅外線的波長(zhǎng)大于紫外線的波長(zhǎng)；由光子能量公式可知，紅外線光子能量小于紫外線光子能量。選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。真空中任何光的傳播速度都相等，所以真空中紅外線的傳播速度等于紫外線的傳播速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于光是橫波，能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，所以紅外線和紫外線都能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3．(2020·山東等級(jí)考)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置的截面圖如圖所示。光源S到S1、S2的距離相等，O點(diǎn)為S1、S2連線中垂線與光屏的交點(diǎn)。光源S發(fā)出的波長(zhǎng)為λ的光，經(jīng)S1出射后垂直穿過(guò)玻璃片傳播到O點(diǎn)，經(jīng)S2出射后直接傳播到O點(diǎn)，由S1到O點(diǎn)與由S2到O點(diǎn)，光傳播的時(shí)間差為Δt。玻璃片厚度為10λ，玻璃對(duì)該波長(zhǎng)光的折射率為1.5，空氣中光速為c，不計(jì)光在玻璃片內(nèi)的反射。以下判斷正確的是(　　)
A.Δt＝5λc 　　　　　　　 B．Δt＝15λ2c
C．Δt＝10λc D．Δt＝15λc
解析：選A　波長(zhǎng)為λ的光在玻璃片中的傳播速度v＝cn ，通過(guò)10λ的距離，光傳播的時(shí)間差Δt＝10λnc －10λc ＝5λc ，選項(xiàng)A正確。
4．(2018·北京高考)用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后(　　)
A．干涉條紋消失
B．彩色條紋中的紅色條紋消失
C．中央條紋變成暗條紋
D．中央條紋變成紅色
解析：選D　在光源與單縫之間加上紅色濾光片后，只透過(guò)紅光，屏上出現(xiàn)紅光(單色光)的干涉條紋。
5．(多選)關(guān)于生活中遇到的各種波，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息
B．手機(jī)在通話時(shí)涉及的波既有電磁波又有聲波
C．太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同
D．遙控器發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)和醫(yī)院“CT”中的X射線波長(zhǎng)相同
解析：選AB　電磁波可以傳遞信息，如電視信號(hào)，聲波也可以傳遞信息，如人說(shuō)話，故A正確；手機(jī)用電磁波傳遞信息，人說(shuō)話發(fā)出聲波，故B正確；太陽(yáng)光中的可見(jiàn)光是電磁波，在真空中的傳播速度約為3×108 m/s，“B超”中的超聲波是聲波，常溫下，在空氣中的速度大約為340 m/s，故C錯(cuò)誤；遙控器發(fā)出的紅外線和醫(yī)院“CT”中的X射線頻率不同，波速相同，根據(jù)c＝λf可知波長(zhǎng)不同，故D錯(cuò)誤。
6．(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的是(　　)

A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象
B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象
C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)
解析：選AD　由于是激光束越過(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候，絲的直徑較接近激光的波長(zhǎng)，條紋間距變寬，A、D正確。
7．(多選)(2021·湖南長(zhǎng)沙模擬)下列說(shuō)法正確的是(　　)

A.狹義相對(duì)論認(rèn)為，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)
B．電視遙控器發(fā)出的紅外線的波長(zhǎng)比醫(yī)院里“CT”中發(fā)出的X射線的波長(zhǎng)要短
C．分別用紅光、紫光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，紅光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距大于紫光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距
D．如圖1所示，a、b兩束光以不同的入射角由玻璃射向真空，結(jié)果折射角相同，則在玻璃中a光的全反射臨界角大于b光的全反射臨界角
E．如圖2所示，偏振片P的透振方向?yàn)樨Q直方向，沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一側(cè)能觀察到透射光
解析：選ACE　狹義相對(duì)論認(rèn)為，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，光速與光源、觀察者間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確；電視遙控器發(fā)出的紅外線的波長(zhǎng)比醫(yī)院里“CT”中發(fā)出的X射線的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，衍射明顯，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；分別用紅光、紫光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，由于紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)條紋間距公式可知，紅光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距大于紫光的相鄰兩個(gè)亮條紋的中心間距，選項(xiàng)C正確；如圖1所示，a、b兩束光以不同的入射角由玻璃射向真空，結(jié)果折射角相同，由于b光入射角較大，光的偏向角小，說(shuō)明b光的折射率較小，根據(jù)全反射臨界角公式可知，則在玻璃中a光的全反射臨界角小于b光的全反射臨界角，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；如圖2所示，偏振片P的透振方向?yàn)樨Q直方向，沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一側(cè)能觀察到透射光，選項(xiàng)E正確。
8．(多選)光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波。下列現(xiàn)象中能反映光的偏振特性的是(　　)
A．一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化
B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光
C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景象更清晰
D．通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋
E．陽(yáng)光在水面的反射光是自然光
解析：選ABC　一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，當(dāng)看到透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，則說(shuō)明光的振動(dòng)方向與傳播方向相垂直，能反映光的偏振特性，故A正確；一束自然光入射到兩種介質(zhì)的表面時(shí)，一定有反射光線，不管折射光線與反射光線是否垂直，反射光都為偏振光，故B正確；在日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振光片，由于反射光太強(qiáng)，偏振光強(qiáng)，加偏振片可以將反射的偏振光過(guò)濾，使圖象清晰，故C正確；通過(guò)手指間縫隙觀察日光燈，看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，而不是偏振現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；陽(yáng)光在水面的反射光是偏振光，故E錯(cuò)誤。

9．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，保持入射光的頻率不變，增大雙縫間的距離，干涉條紋間距也增大
B．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)
C．我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球體，在水平方向上長(zhǎng)度變短了
D．用紫外線照射大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，這是利用紫外線的熒光效應(yīng)
E．太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡的兩次折射，會(huì)發(fā)散成彩色光帶
解析：選BDE　根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx＝ld λ可知，增大雙縫間的距離d，干涉條紋間距減小，故A錯(cuò)誤；電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與頻率無(wú)關(guān)，故B正確；豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球體在水平方向上長(zhǎng)度不變，沿運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)變短，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用紫外線照射大額鈔票上用熒光物質(zhì)印刷的文字會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，利用了紫外線的熒光效應(yīng)，故D正確；太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡的兩次折射，由于三棱鏡對(duì)各種色光的折射率不同，所以折射角也就不同，那么經(jīng)過(guò)兩次折射就會(huì)發(fā)散成彩色光帶，故E正確。
10．(多選)以下說(shuō)法中正確的是(　　)
A．在同一種玻璃中，頻率越大的光速度越小
B．用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振
C．麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D．交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)
E．狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的
解析：選ADE　在同一種玻璃中，頻率越大的光折射率越大，由n＝cv 可知光的傳播速度越小，選項(xiàng)A正確；用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；麥克斯韋理論上提出了電磁波，赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；交警通過(guò)發(fā)射超聲波測(cè)量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)D正確；狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的，選項(xiàng)E正確。
11．(多選)(2020·河南開(kāi)封模擬)關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．X射線對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)的作用，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變
B．γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高
C．紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射
D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線
E．在電磁波譜中，無(wú)線電波一般可用于通信
解析：選ABE　X射線具有較強(qiáng)的穿透能力，過(guò)量的X射線輻射會(huì)引起生物體的病變，故A正確；γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高，故B正確；紫外線比紫光的波光短，更不容易發(fā)生衍射，故C錯(cuò)誤；電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波，故D錯(cuò)誤；在電磁波譜中，無(wú)線電波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，一般可用于通信，故E正確。
12．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．相對(duì)論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論
B．真空中的光速在任何慣性參考系中都是相同的
C．狹義相對(duì)論只適用于慣性參考系
D．肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，通過(guò)狹縫看太陽(yáng)光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象
E．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用光的全反射原理
解析：選BCD　相對(duì)論并不否定經(jīng)典力學(xué)理論，經(jīng)典力學(xué)理論是相對(duì)論在一定條件下的特殊情形，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)光速不變?cè)恚婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中都是相同的，選項(xiàng)B正確；根據(jù)狹義相對(duì)論的基本假設(shè)可知，選項(xiàng)C正確；根據(jù)光現(xiàn)象的成因知，選項(xiàng)D正確；全息照相不是利用光的全反射原理，而是利用光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)E錯(cuò)誤。
13．(多選)(2020·河北石家莊模擬)下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A．圖甲中，小球在傾角很小的光滑斜面上來(lái)回運(yùn)動(dòng)，小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
B．圖乙中，a是一束白光，射向半圓玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后發(fā)生色散，最左側(cè)為紫光，最右側(cè)為紅光
C．圖丙為雙縫干涉示意圖，雙縫間距d越大，相鄰亮條紋的中心間距越大
D．圖丁為光導(dǎo)纖維示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大
E．圖戊為單色光單縫衍射示意圖，如果換成白光，屏上得到的條紋是彩色的
解析：選BDE　小球在兩個(gè)斜面上來(lái)回滾動(dòng)時(shí)，小球受到的力與位移不成正比，不屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；a是一束白光，射向半圓玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后發(fā)生色散，紫光的折射率大于紅光，因此最左側(cè)為紫光，最右側(cè)為紅光，所以B正確；根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的中心間距公式Δx＝ld λ，雙縫間距d越大，相鄰亮條紋間距越小，故C錯(cuò)誤；根據(jù)光的全反射條件可以知道，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率大，所以D正確；如果換成白光，因白光是各種色光組合而成的，波長(zhǎng)不同，導(dǎo)致屏上得到的條紋間距不同，因此是彩色的，故E正確。
14．(多選)中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開(kāi)始邁向5G時(shí)代，5G即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，采用3 300～5 000 MHz頻段，相比于現(xiàn)有的4G(即第四代移動(dòng)通信技術(shù)，采用1 880～2 635 MHz頻段)技術(shù)而言，具有更大的優(yōu)勢(shì)。5G信號(hào)與4G信號(hào)相比，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．5G信號(hào)比4G信號(hào)在真空中的傳播速度快
B．4G信號(hào)波動(dòng)性更顯著
C．4G和5G信號(hào)都是橫波
D．5G信號(hào)更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
E．5G信號(hào)能量比4G信號(hào)能量更大
解析：選BCE　任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，傳播速度相同，故A錯(cuò)誤；4G信號(hào)頻率較低，波動(dòng)性更顯著，故B正確；電磁波均為橫波，故C正確；因5G信號(hào)的頻率高，則波長(zhǎng)小，可知4G信號(hào)更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤；5G信號(hào)的頻率更高，所以能量更大，故E正確。
15．(多選)(2020·河南模擬)通過(guò)如圖甲所示的裝置可研究光的干涉和衍射現(xiàn)象。從光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)一縫板，在縫板后有一裝有感光元件的光屏，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換，可在電腦上看到屏上的光強(qiáng)分布情況。圖乙分別顯示出A光和B光通過(guò)同一縫板得到的光強(qiáng)分布情況。下列有關(guān)A、B兩種色光的說(shuō)法中正確的有(　　)

A.光通過(guò)的可能是縫板上的單縫
B．A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng)
C．A光的頻率比B光的頻率大
D．A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度
E．A光比B光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
解析：選BDE　從光的強(qiáng)度分布可以看出，光屏上的光是等間距、等亮度的，所以是光通過(guò)雙縫產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可看出，A光的條紋間距大于B光的條紋間距，由Δx＝ld λ可知，A光的波長(zhǎng)大于B光的波長(zhǎng)，A光的頻率小于B光的頻率，故B正確，C錯(cuò)誤；A光的頻率小于B光的頻率，則玻璃對(duì)A光的折射率小于對(duì)B光的折射率，所以A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度，故D正確；由于A光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故E正確。

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