新教材高考物理一轮复习课时规范练39光的波动性电磁波相对论含答案

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1.(多选)(波动性的理解)(2023浙江模拟)人类利用激光干涉法探测到13亿年前黑洞合并发出的传到地球的引力波,证实了爱因斯坦100多年前在广义相对论中有关引力波的预言。如图所示,引力波是一种时空涟漪,其发现的意义就像一个失聪的人突然拥有了听觉,从此获得感知世界的新能力。以下说法正确的是( )
A.人类可以从引力波中获得13亿年前的信息
B.具有质量的物体能产生引力波
C.干涉是波特有的性质,所以激光也是一种波
D.引力波的传播需要空气作为介质
2.(光的偏振)小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化。下列说法能够解释这一现象的是( )
A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用
B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用
C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用
D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用
3.(电磁振荡、电容器)(2022山东烟台期末)为了测量储液罐中液体的液面高度,有人设计了如图甲所示装置。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储液罐中,电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从 a拨到b时,由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波,再使用图乙中的调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波,这样就可通过测量乙中接收频率而获知甲中的发射频率,进而再通过振荡电路的振荡频率公式f=12πLC即可获知电容C的值(L值已知),从而测量储液罐内的液面高度。已知平行板电容器正对面积、间距一定的条件下,电容C两极板间充入电介质增加(液面上升)时,电容C增大。则下列分析判断正确的是( )
A.该装置适用于测量任意种类液体的液面高度
B.该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关
C.当装置使用过久电源电动势减小时,测量的液面高度比真实值偏小
D.当储液罐内的液面高度降低时,所测得的LC回路中电流的振荡频率变小
4.(偏振、干涉现象)(2022广东佛山期末)下图为显微镜下大蓝闪蝶翅膀的光学结构示意图。大蓝闪蝶翅膀上的鳞片本身是无色的,但当白光照在翅膀的鳞片上时,会在其一系列薄薄的鳞片上反射,反射光彼此干涉,从而显现出蓝色的光泽。下列说法正确的是( )
A.大蓝闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的偏振现象
B.大蓝闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中波长的12的整数倍
C.大蓝闪蝶翅膀上下鳞片间的距离d近似等于蓝光在空气中波长的14的奇数倍
D.除蓝光外的其他色光,在大蓝闪蝶的翅膀上不发生干涉
5.(光的干涉)(2022河南郑州期末)如图所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上,一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜,当蓝光从上方入射后,从上往下看到明暗相间的等距条纹,下列说法正确的是( )
A.该条纹是光的衍射形成的,此现象可以说明光是一种波
B.若把蓝光改为黄光,条纹间距将变窄
C.若下方平板玻璃某处出现凸起,则会看到该处条纹向左侧弯曲
D.若抽去一张纸片,条纹间距将变宽
6.(波的干涉)(2023浙江绍兴模拟)如图所示,把一个底角很小的圆锥玻璃体倒置(上表面为圆形平面,纵截面为等腰三角形)紧挨玻璃体下放有一平整矩形玻璃砖,它和圆锥玻璃体间有一层薄空气膜,现用红色光垂直于上表面照射,从装置的正上方向下观察,可以看到( )
A.一系列不等间距的三角形条纹
B.一系列明暗相间的等间距圆形条纹
C.若将红光换成白光,则看到黑白相间的条纹
D.若将红光换成紫光,则看到的亮条纹数将变少
7.(光的干涉)(2023江苏南通海安检测)如图所示,a、b两束不同单色光相互平行,从平行玻璃砖PQ表面入射,从MN面出射时变为一束光c,则下列说法正确的是( )
A.a、b中有一束光在MN面发生了全发射
B.在玻璃中a光传播速度大于b光的传播速度
C.在同一个双缝干涉装置中,a光干涉条纹间距较大
D.减小玻璃砖的厚度,光从MN面出射时变为两束平行光
8.(光的偏振)假设所有的汽车前窗玻璃和车灯玻璃均按同一要求设置偏振片,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°
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9.如图甲、乙所示,将一块平板玻璃ABCD放置在另一平板玻璃之上,在CD下夹入两张纸片,当光竖直向下射入后,从上往下看,下列说法正确的是( )
A.观察到的条纹如图丙所示
B.干涉条纹由空气薄膜上下两个表面反射的光线叠加而成
C.抽去一张纸片,干涉条纹变密
D.更换波长较长的光,重新观察,干涉条纹变密
10.(2023山东威海高三期末)增透膜是一种表面镀层,它利用光的干涉原理,减少反射光来增加光在表面的透过率。某同学的眼镜片镀有一层材料为氟化镁的增透膜,反射光呈现蓝紫色,已知绿光的频率为5.45×1014 Hz,在真空中的波速为3×108 m/s,氟化镁对绿光的折射率为1.38,为增加绿光的透过率,该增透膜的最小厚度约为( )
A.100 nmB.200 nm
C.300 nmD.400 nm
11.(2023福建龙岩质检)如图所示,把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上,一端用薄片垫起,将红单色光从上方射入,这时可以看到明暗相间的条纹,下列关于这些条纹的说法正确的是( )
A.条纹方向与AB边平行
B.条纹间距不是均匀的,越靠近BC边条纹间距越大
C.减小薄片的厚度,条纹间距变小
D.将红单色光换为蓝单色光照射,则条纹间距变小
12.(多选)(2023广东佛山月考)奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”, α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间,以下说法正确的是( )
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于α
D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α
答案：
1.ABC 解析 波本身就携带信息,A项正确;具有质量的物体能产生引力波,B项正确;一切波都能发生干涉现象,C项正确;引力波可以在真空中传播,D项错误。
2.B 解析 光有强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光,而阳光本身是自然光,在反射时发生了偏振,当偏振片的方向与光的偏振方向平行时,通过的光最强,而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时,通过的光最弱,因此镜片起到检偏器的作用,B项正确。
3.B 解析 电容器极板之间的介质必须为绝缘的,所以该装置不能测量任意种类液体的液面高度,故A错误;根据振荡频率公式f=12πLC,该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关,则当装置使用过久电源电动势减小时,振荡电路的周期和频率不变,则测量的液面高度与真实值相同,故B正确,C错误;当储液罐内的液面高度降低时,根据C=εrS4πkd和题意知,C减小,根据公式f=12πLC测得的LC回路中电流的振荡频率变大,故D错误。
4.B 解析 大蓝闪蝶翅膀显示出蓝色的光泽属于光的薄膜干涉现象,故A错误;根据薄膜干涉的规律,干涉加强区域有2d=nλ(n=1,2,3,…),解得d=n2λ(n=1,2,3,…),故B正确,C错误;大蓝闪蝶翅膀的鳞片上各个地方的厚度不确定是否满足其他色光的干涉条件,除蓝光外的其他色光,亦有可能在大蓝闪蝶的翅膀上发生干涉,故D错误。
5.D 解析 该现象是光的干涉形成的,故A错误;根据可见光波长从大到小的顺序是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,可知蓝光的波长小于黄光,波长变大,条纹间距变宽,故B错误;若下方平板玻璃某处出现凸起,则会看到该处条纹向右侧弯曲,故C错误;若抽去一张纸片,同一位置沿着斜面的方向,光程差的变化变缓,条纹间距将变宽,故D正确。
6.B 解析 由于截面是等腰三角形,从圆心向外,经过相同的宽度空气膜厚度增加量相同,根据光的干涉原理,从装置的正上方向下观察,可以看到一系列明暗相间的等间距圆形条纹,A错误,B正确;若将红光换成白光,则看到明暗相间的彩色条纹,C错误;由于红光的波长比紫光的长,若将红光换成紫光,则条纹间距减小,看到的亮条纹数将增多,D错误。
7.D 解析 根据光路的可逆性原理可知,对于平行玻璃砖界面来说,能够射进玻璃砖的光线,在另一个界面绝对不会发生全反射,因此无论是a光还是b光,都不可能在MN面发生全反射现象,A错误;画出光路图如图甲所示,根据折射定律有sin i=nasin ia,sin i=nbsin ib,由题图可知ib>ia,则nbva,B错误;由波长与折射率的关系可知λb>λa,根据干涉条纹间距公式Δx=ldλ,则Δxb>Δxa,C错误;如图乙所示减小玻璃砖的厚度,下边界变为M'N',则出射时变为两束平行光,D正确。
8.D 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D。
9.B 解析 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等,故干涉条纹如图丁所示,A错误;劈尖干涉是由空气薄膜上下两个表面反射的光线叠加而成,B正确;抽去一张纸片后,空气薄膜的厚度变化范围减小,以致干涉时的光程差的变化范围减小,故条纹数减少,条纹变疏,C错误;同理,更换波长较长的光后,条纹数减少,条纹变疏,D错误。
10.A 解析 由题意知,眼镜片表面所涂的增透膜的厚度只使反射的绿光干涉相消,但薄膜的厚度不宜过大,只需使其厚度为绿光在膜中波长的14,使绿光在增透膜的前、后两个表面上的反射光互相抵消。光从真空进入某种介质后,其波长会发生变化,若绿光在真空中波长为λ0,在增透膜中的波长为λ,由n=cv=λ0fλf,得λ=λ0n,解得增透膜厚度d=14λ=λ04n=1×10-7 m=100 nm,故A正确。
11.D 解析 薄膜干涉的光程差Δs=2d(d为薄膜厚度),厚度相同处产生的条纹明暗情况相同,因此条纹应与BC边平行,故A错误;因为两玻璃间形成的空气膜厚度均匀变化,因此条纹是等间距的,故B错误;减小薄片厚度,条纹间距将增大,故C错误;将红光换成蓝光照射,入射光波长减小,条纹间距将减小,故D正确。
12.ACD 解析 偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,所以到达O处光的强度会明显减弱,故A正确,B错误;偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度α,所以到达O处光的强度会明显减弱,将偏振片B转动一个角度,使得O处光的强度最大,偏振片B转过的角度等于α,故C正确;同理,将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α,故D正确。