课时跟踪检测(四十四) 光的波动性 电磁波 相对论
高考常考题型：选择题＋计算题
1．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )
A．真空中光速不变 B．时间间隔具有相对性
C．物体的质量不变 D．物体的能量与质量成正比
2．(2013·南通模拟)下列说法中正确的是( )
A．交通警察通过发射超声波测量车速，利用了波的干涉原理
B．电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息
C．单缝衍射中，缝越宽，衍射现象越明显
D．地面上测得静止的直杆长为L，则在沿杆方向高速飞行的火箭中的人测得杆长应小于L
3．(2012·焦作一模)下列说法中正确的是( )
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射
C．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
D．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
4．(2011·江苏高考)如图1所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔 A、B和 C。假想有一列车沿 AC 方向以接近光速行驶，当铁塔 B 发出一个闪光，列车上的观测者测得 A、C 两铁塔被照亮的顺序是( )
图1
A．同时被照亮
B．A先被照亮
C．C先被照亮[中&国教&育出&版网]
D．无法判断
5．(2012·江苏高考)如图2所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )
图2
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
6．(2012·北京丰台区期末)下列光学现象的说法中正确的是( )
A．用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰
D．透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的色散现象
7．(2012·浙江高考)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图3所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2π的振荡电流。当罐中的液面上升时( )
图3
A．电容器的电容减小
B．电容器的电容增大
C．LC回路的振荡频率减小
D．LC回路的振荡频率增大
8．(2012·河北百所高中联考)下列有关光现象的解释正确的是( )
A．光在同一介质中沿直线传播
B．海市蜃楼是全反射的结果
C．任何两束光都可以发生干涉
D．为了司机在夜间安全行驶，汽车前窗玻璃常采用偏振玻璃
9．(2012·上海华师大附中八校联考)下列关于电磁波的说法正确的是( )
A．电磁波在真空和介质中传播的速度相同
B．变化的磁场能够在空间产生电场
C．电磁波的波长、波速、周期的关系为v＝λT
D．电磁波既可能是横波，也可能是纵波
10．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波的说法正确的是( )
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
11．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减少。若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026 J，试计算太阳在1 s内失去的质量，估算5 000年内其质量总共减小了多少，并与太阳的总质量2×1027 t比较之。
12．如图4所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1、S2距离之差为2.1×10－6m，分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m。
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°。 图4
答 案
课时跟踪检测(四十四) 光的波动性 电磁波 相对论
1．选A 由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项A正确。
2．选BD 交警通过发射超声波测量车速，利用了多普勒效应，A错误；电磁波能携带的信息量与其频率有关，频率越高，能携带的信息量就越大，选项B正确；由发生明显衍射条件知，选项C错误；根据爱因斯坦相对论可知，运动的物体长度变短，选项D正确。
3．选BD 光的偏振现象说明光是横波，选项A错误；人耳能听见的声波波长比超声波波长长，所以人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射，选项B正确；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小，选项C错误；光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理，选项D正确。
4．选C 由“同时”的相对性可知，列车上的观察者观察到光信号先到达C，选项C正确。
5．选C 白炽灯光属于非偏振光，通过偏振片P后的自然光变成了偏振光，当P转动时，通过偏振片P后光强不变，选项B、D错误；同时，P的偏振方向发生变化，使B处光强发生变化，选项A错误，C正确。
6．选C 用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项B错误；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，选项C正确；透过平行于日光灯的窄缝看正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D错误。[ ]
7．选BC 平行板电容器的电容C＝，当液面上升时，极板间不导电液体的介电常数比原来的空气的介电常数要大，电容C增大，A错，B正确；f＝＝会减小，C正确，D选项错误。
8．选BD 光在同一种均匀介质中才会沿直线传播，选项A错误；海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，所以选项B正确；只有相干波才可以发生干涉，选项C错误；汽车前窗玻璃采用偏振玻璃，在夜间行驶时可以减弱对面车辆照射过来的光强，选项D正确。
9．选B 电磁波在真空和介质中传播的速度不同。电磁波的波长、波速、周期的关系为v＝，电磁波是横波。
10．选ACD 由公式v＝λf可得，λmin＝＝ m＝0.3 m，λmax＝＝ m＝1.5 m，A正确；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，B错误；由雷达的工作原理可知C正确；波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，D正确。
11．解析：由太阳每秒钟辐射的能量ΔE可得其在1 s内失去的质量为Δm＝＝ kg＝×1010 kg。
5 000年内太阳总共减小的质量为
ΔM＝5 000×365×24×3 600××1010 kg
＝7.008×1020 kg。
与总质量相比P＝＝＝3.504×10－10，
比值很微小。
答案：×1010 kg 7.008×1020 kg 比太阳的总质量小得多
12．解析：(1)设单色光A在空气和介质中的波长分别为λ1、λ2，根据n＝可得λ1＝n·λ2＝6×10－7 m
由题意可知，S1、S2到P点的光的路程差
Δx＝2.1×10－6 m
则N1＝＝＝3.5倍，故P点为暗条纹。
(2)根据临界角与折射率的关系
sin C＝得n＝＝
由此可知，B光在空气中的波长λ2为
λ2＝nλ介＝×3.15×10－7 m＝5.25×10－7。
所以N2＝＝4，可见，用B光作光源，P点为亮条纹。
答案：(1)暗条纹 (2)亮条纹
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