2019高考物理二輪復(fù)習(xí)小題狂做專練(打包31套).zip
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29 光 電磁波與相對論
一、選擇題(均有三個選項正確)
1.【青海調(diào)研】一平行板電容器與一自感線圈組成振蕩電路,要使此振蕩電路的周期變大,以下措施中正確的是( )
A.減小電容器兩極板間的距離
B.減少線圈的匝數(shù)
C.增大電容器兩極板間的正對面積
D.減小電容器兩極板間距離的同時減少線圈的匝數(shù)
E.減小電容器兩極板間距離的同時增加線圈的匝數(shù)
2.【棠湖中學(xué)月考】下列說法中正確的是( )
A.單擺在周期性外力作用下做受迫振動,其振動周期與單擺的擺長無關(guān)
B.線性變化的電場一定產(chǎn)生恒定的磁場,線性變化的磁場一定產(chǎn)生恒定的電場
C.在楊氏雙縫實驗中,若僅將入射光由紅光改為藍(lán)光,則干涉條紋間距變窄
D.光纖通信的工作原理是光的反射,光纖通信具有容量大,抗干擾性強等優(yōu)點
E.用標(biāo)準(zhǔn)玻璃樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏轉(zhuǎn)
3.【榆林模擬】以下說法正確的是( )
A.無論是什么波,只要振幅足夠大,就可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象
B.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生電磁波
C.波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時,觀察者接收到的波的頻率都會發(fā)生變化
D.火車以接近光速行駛時,我們在地面上測得車廂前后距離變小了,而車廂的高度沒有變化
E.全息照片往往用激光拍攝,主要是利用了激光的相干性
4.【赤峰市重點高中聯(lián)考】下列說法中正確的是( )
A.橫波在傳播過程中,處于波峰位置的質(zhì)點運動到相鄰的波峰所用的時間為一個周期
B.光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段,它是利用光的全反射原理來傳遞信息的
C.利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜和光纜傳輸
D.電磁波和機械波本質(zhì)不相同,但是電磁波和機械波一樣都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象
E.相對論認(rèn)為:真空中的光速在不同的參考系中都相同
5.【廣元教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測】下列說法正確的是( )
A.變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場
B.相對論認(rèn)為:真空中的光速大小在不同慣性參照系中都是相同的
C.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度
D.機械波和電磁波本質(zhì)上不相同,但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象
E.如果測量到來自遙遠(yuǎn)星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)出的光波波長長,這說明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去
6.【云南月考】下列說法正確的是( )
A.一根長為L的長桿相對觀察者沿桿方向以速度v運動時,觀察者測得的長度為
B.光的偏振現(xiàn)象說了光是一種電磁波
C.無線電波的發(fā)射能力與頻率有關(guān),頻率越高發(fā)射能力越弱
D.一個單擺在海平面上的振動周期為T,那么將其放在某高山之巔,其振動周期一定大
E.根據(jù)單擺的周期公式,在地面附近,如果L→∞,則其周期T→∞
F.利用紅外攝影可以不受天氣(陰雨,大霧等)的影響,因為紅外線比可見光波長長,更容易繞過障礙物
7.【鶴壁聯(lián)考】下列說法正確的是( )
A.醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理
B.鳴笛汽車駛近路人的過程中,路人聽到的聲波頻率與波源相比增大
C.地面上的人觀察在宇宙中高速飛行的飛船中的時鐘變快
D.照相機鏡頭的偏振濾光片可使水下影像清晰
E.無線網(wǎng)絡(luò)信號能繞過障礙物傳遞到接收終端是利用了干涉原理
8.【成都摸底】下列說法中正確的是( )
A.圖甲是一束復(fù)色光進(jìn)入水珠后傳播的示意圖,其中a束光在水珠中傳播的速度一定大于b束光在水珠中傳播的速度
B.圖乙是一束單色光進(jìn)入平行玻璃磚后傳播的示意圖,當(dāng)入射角i逐漸增大到某一值后不會再有光線從bb′面射出
C.圖丙是雙縫干涉示意圖,若只減小屏到擋板間的距離L,兩相鄰亮條紋間距離將減小
D.圖丁是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣,彎曲的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凸起的
E.圖戊中的M、N是偏振片,P是光屏。當(dāng)M固定不動緩慢轉(zhuǎn)動N時,光屏P上的光亮度將會發(fā)生變化,此現(xiàn)象表明光波是橫波
二、解答題
9.【綿陽2019屆一診模擬】雨過天晴,人們??吹教炜罩谐霈F(xiàn)彩虹,它是由陽光照射到空中彌漫的水珠上時出現(xiàn)的現(xiàn)象.在說明這種現(xiàn)象時,需要分析光線射入水珠后的光路,一細(xì)束光線射入水珠,水珠可視為一個半徑為R=10 mm的球,球心O到入射光線的垂直距離為d=8 mm,水的折射率為。
(1)在圖中畫出該束光線射入水珠后,第一次從水珠中射出的光路圖;
(2)求這束光線從射向水珠到第一次射出水珠,光線偏轉(zhuǎn)的角度。
10.【大連高考模擬】如圖甲所示是由透明材料制成的半圓柱體,一束細(xì)光束由真空沿著徑向與AB成θ角射入后對射出的折射光線的強度進(jìn)行記錄,發(fā)現(xiàn)它隨著θ角的變化而變化,變化關(guān)系如圖乙所示,如圖丙所示是這種材料制成的玻璃磚,左側(cè)是半徑為R的半圓,右側(cè)是長為4R,寬為2R的長方形,一束單色光從左側(cè)A′點沿半徑方向與長邊成45°角射入玻璃磚,求:
(1)該透明材料的折射率;
(2)光線在玻璃磚中傳播的總時間 (光在空氣中的傳播速度為c)。
答案與解析
1.【解析】由于振蕩電路的周期T=2πLC,所以要想增大周期可以增大電容和自感系數(shù),減小電容器兩極板間的距離會增大電容,周期變大,A正確;減少線圈的匝數(shù)可減小自感系數(shù),周期變小,B錯誤;增大電容器兩極板間的正對面積會增大電容,則周期變大,C正確;減小電容器兩極板間的距離的同時,增大線圈的匝數(shù),C和L都增大,則周期增大,D錯誤,E正確。
【答案】ACE
2.【解析】單擺在周期性外力作用下做受迫振動,其振動周期與單擺的擺長無關(guān),只與周期性外力(驅(qū)動力)的周期有關(guān),故A項正確;據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知,線性變化的電場一定產(chǎn)生恒定的磁場,線性變化的磁場一定產(chǎn)生恒定的電場,故B項正確;紅光的波長大于藍(lán)光的波長,據(jù)Δx=Ldλ知,在楊氏雙縫實驗中,若僅將入射光由紅光改為藍(lán)光,干涉條紋間距變窄,故C項正確;光纖通信的工作原理是光的全反射,光纖通信具有容量大,抗干擾性強等優(yōu)點,故D項錯誤;用標(biāo)準(zhǔn)玻璃樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉。故E項錯誤。
【答案】ABC
3.【解析】能否產(chǎn)生產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象看障礙物與波長的尺寸關(guān)系,與振幅無關(guān),當(dāng)障礙物的尺寸小于波長或與波長差不多時能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,故A錯誤;根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生磁場,但不一定能產(chǎn)生電磁波,只有周期性變化的電場周圍才一定可以產(chǎn)生電磁波,故B錯誤;波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時,會產(chǎn)生多普勒效應(yīng),觀察者接收到的波的頻率都會增大或減小,故C正確;火車以接近光速行駛時,根據(jù)相對論,沿著物體的運動方向,我們在地面上測得車廂前后距離變小了,而車廂的高度沒有變化,故D正確;全息照片往往用激光拍攝,主要是利用了激光的高相干性,故E正確。
【答案】CDE
4.【解析】橫波在傳播過程中,質(zhì)點只在自己平衡位置上下振動,不隨波遷移,A錯誤;光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段,它是利用光的全反射原理來傳遞信息的,B正確;利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,也能通過電纜、光纜傳輸,C錯誤;電磁波和機械波本質(zhì)不相同,但是電磁波和機械波一樣,都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,D正確;相對論認(rèn)為,真空中的光速在不同的參考系中都相同,E正確。
【答案】BDE
5.【解析】變化的電場一定產(chǎn)生的磁場,變化的磁場一定產(chǎn)生的電場,若是周期性變化的電場則一定產(chǎn)生變化的磁場,故A錯誤;相對論認(rèn)為:真空中的光速是不變,與是否是慣性參考系無關(guān),故B正確;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以過濾櫥窗玻璃的反射光,故C錯誤;機械波和電磁波本質(zhì)上不相同,電磁波能在真空中傳播,而機械波不能,但都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象,因均是波特有現(xiàn)象,故D正確;根據(jù)元素發(fā)出的波的波速不變,則由波長的長短可確定遠(yuǎn)離還是靠近,若波長變長,則說明頻率變小,根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,則該星系正在遠(yuǎn)離我們而去,故E正確。
【答案】BDE
6.【解析】一根長為L的長桿相對觀察者沿桿的方向以速度v運動時,觀察者測得的長度為L1-(vc)2,A正確;光的偏振現(xiàn)象說了光是一種橫波,B錯誤;無線電波的發(fā)射能力與頻率有關(guān),頻率越高發(fā)射能力越強,C錯誤;一個單擺在海平面上的振動周期為T,那么將其放在某高山之巔,由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g,g變小,其振動周期一定變大,D正確;根據(jù)單擺的周期公式T=2πl(wèi)g,在地面附近,如果L→∞,不滿足單擺的理想條件,周期公式不成立,E錯誤;利用紅外攝影可以不受天氣(陰雨,大霧等)的影響,因為紅外線比可見光波長長,更容易繞過障礙物發(fā)生衍射,F(xiàn)正確。
【答案】ADF
7.【解析】超聲波是一種機械波,具有一定的穿透能力,醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理,根據(jù)測量反射時間的不同,可以得到人體的器官狀態(tài),故A正確;根據(jù)多普勒效應(yīng)知,當(dāng)兩物體以很大的速度互相靠近時,感覺頻率會增大,遠(yuǎn)離時感覺頻率會減小,故B正確;根據(jù)愛因斯坦相對論可以知道,時間間隔的相對性:t=t01-vc2 可以知道在宇宙中高速飛行的飛船中的時鐘會變慢,故C錯誤;因為水的反射光是偏振光,所以照相機鏡頭的偏振濾光片可減弱水面的反射光,使水下影像清晰,故D正確;無線網(wǎng)絡(luò)信號能繞過障礙物傳遞到接收終端是利用了衍射原理,故E錯誤。
【答案】ABD
8.【解析】甲圖中a束光折射角大,折射率小,根據(jù)v=cn,a束光在水珠中的傳播速度大,選項A正確;乙圖中,光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角,只要入射角i<90°,bb′面的入射角就小于臨界角,就不會發(fā)生全反射,選項B錯誤;丙圖中,根據(jù)光的干涉條紋公式Δx=Ldλ,減小屏到擋板間的距離L時兩相鄰亮條紋間距離將減小,選項C正確;丁圖中的干涉條紋說明被檢測的平面在此處是凹陷的,選項D錯誤;只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波,選項E正確。
【答案】ACE
9.【解析】(1)光線射入水珠后,第一次從水珠中射出的光路圖如圖所示。
(2)由幾何關(guān)系得sinθ1=dR=0.8
即θ1=53°
由折射定律得sinθ1=nsinθ2
解得sinθ2=0.6
即θ2=37°
則φ=2(θ1-θ2)=32°。
10.【解析】(1)圖乙可知,θ=45°時,折射光線開始出現(xiàn),說明此時對應(yīng)的入射角應(yīng)是發(fā)生全反射的臨界角,即:C=90°-45°=45°
根據(jù)全反射臨界角公式:sinC=1n
解得:n=1sinC=2
(2)因為臨界角是45°,光線在玻璃磚中剛好發(fā)生5次全反射,光路圖如圖所示:
則總的光程為:L=2+82R
光在器具中的傳播速度為:v=cn=22c
光在器具中的傳播時間:t=Lv=16+22Rc。
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