高考物理二轮复习 考点对接模拟题经典特训 专题十五 光学 电磁波 相对论(含3年模拟题详解)(1)
河北省衡水市高考物理 专题十五 光学 电磁波 相对论简介专项练习
专题十五光学电磁波相对论简介考点57 光的折射全反射 (2、5、10、16、17、20、21）考点58 光的波动性（1、3、4、7、11、12、15）考点59 电磁波相对论（6、8、9、13、14）考点60 实验二：测定玻璃的折射率（18）考点61 实验三：用双缝干涉测光的波长（19）第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。
每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．【宁夏罗平中学2017届高三12月适应性考试】考点58 易光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A．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偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄2．【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷正式版）】考点57易如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光.如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）A．红光 B．黄光C．绿光 D．紫光3.【2017·安徽省黄山市屯溪一中高三第二次月考】考点58 易下列说法正确的是（）A．光波在介质中传播的速度与光的频率无关B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D．光的偏振特征说明光是横波E ．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的4.【河北省衡水中学2017届高三上学期四调考】 考点58 易光在科学技术、生产和生活有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是（ ）A ．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象B ．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C ．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象D ．全息照相是利用光的干涉现象5.【2017·辽宁省本溪市高三联合模拟考试】考点57 易如图所示，12O O 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A 、B 是关于12O O 轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN 是垂直于12O O 放置的光屏，沿12O O 方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P ，根据该光路图，下列说法正确的是 （ ）A ．该玻璃体对A 光的折射率比对B 光的折射率小B ．A 光的频率比B 光的频率高C ．在该玻璃体中，A 光比B 光的波长长D ．在真空中，A 光的波长比B 光的波长E ．A 光从空气进入该玻璃体后，其频率变高6.【广西桂林中学2017届高三12月月考】 考点59 易关于下列光学现象，说法中正确的是（ ）A ．电磁波和其他可见光一样，也能产生衍射现象B ．水中蓝光的传播速度比红光的慢C ．光的偏振现象说明光是纵波D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽E ．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光7.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷正式版）】考点58中物理学原理在现代科技中有许多重要应用.例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航.如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝.两天线同时．．都发出波长为1λ和2λ的无线电波.飞机降落过程中，当接收到1λ和2λ的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道.下列说法正确的是（ ）A ．天线发出的两种无线电波必须一样强B ．导航利用了1λ与2λ两种无线电波之间的干涉C ．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D ．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合8.【2017·吉林省长春市高三质量检测】 考点59易下列说法正确的是（ ）A.肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色的是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B.光纤通信，全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏P 上观察到干涉条纹，用红光替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样D.相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了E.在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短9.【2017·河南省开封市高三上学期定位考试】 考点59中关于电磁波谱，下列说法中正确的是 （ ）A ．X 射线对生命物质有较强的作用，过量的X 射线辐射会引起生物体的病变B ．γ射线是波长最短的电磁波，它比X 射线的频率还要高C ．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D ．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线E ．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信10.【2017·浙江省名校协作体高三上学期联考】考点57 难某大学研制出了正六棱柱 “隐形衣”.有同学将正六棱柱放进装满水的透明鱼缸，向着棱的方向看，可以看到鱼缸另一侧大学的校徽；用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞，再向棱方向观察，铅笔插进孔洞的那段消失不见了（如图甲所示，图乙为光路说明图），关于此实验说法正确的是（）A．隐形的原理是光发生了全反射 B．光由水进入该介质，折射角大于入射角C．隐形的原理是光被玻璃吸收了 D．光在该介质中的传播的速度大于水中速度11.【2017·贵州省遵义市第四中学高三上学期第一次月考】考点58 中下列说法正确的是（）A.只有横波才能产生干涉和衍射现象B.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C.泊松亮斑支持了光的波动说D.由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光E.用同一实验装置观察，光的波长越大，光的双缝干涉条纹间距越大12.【2017·河北省定州中学高三第二次月考】考点58中如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯.往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（）13.【2017·湖南省长沙市长郡中学高三摸底测试】考点59 中下列说法中正确的是（）A、光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小B、在光的双缝干涉实验中，若入射光为白光，则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹，中央为暗条纹C、在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显D、一束阳光通过三棱镜形成彩色光带，表明阳光是各种色光组成的复合光E、电磁波具有偏振现象14.【2017·四川省三台中学高三上学期第二次月考】考点59 中下列说法正确的是（）A．如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动B．含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散C．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”D．狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于其静止时的质量E．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射15.【2017·河北省定州中学高三上学期第二次月考】考点58 中下列说法正确的是（）A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B．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C．变化的电场能在其周围空间产生磁场D．拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度E．地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些16.【贵州省铜仁市第一中学2017届高三上学期第三次月考理科】考点57 中如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（）A．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B．a比b更容易发生衍射现象C．在水中a光的速度比b光的速度小D．在水中a光的临界角大于b光的临界角E．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a 光17.【2017年全国普通高等学校招生统一考试物理（天津卷正式版）】考点57 中明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。
2021届高考备考物理二轮复习专题汇编：光学电磁波相对论(原卷+解析卷)
光学电磁波相对论【原卷】1．（2021·山东省淄博第四中学高三期末）如图所示，ABD为半圆柱透明体的横截面，圆心在O点、半径为PR。
一细束单色光在真空中从AD面上无限靠近A处以入射角i（sini ）斜射入半圆柱，结果恰好在B点发生全反射。
已知3光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（）A．半圆柱对该单色光的折射率为3BC．该单色光在半圆柱中传播的时间为cD．该单色光在半圆柱中传播的时间为cO O是半圆形玻璃砖过圆心的法线，2．（2021·四川高三专题练习）如图所示，12O O对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光A、B是关于12路如图所示，则下列说法正确的是（）A ．该玻璃砖对a 光的折射率比对b 光的折射率小B ．有可能a 是绿光，b 是红光C ．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变D ．在真空中，a 光的波长比b 光的波长长E.在两光束交汇处一定能看到干涉条纹3．（2021·江苏苏州市·高三开学考试）某品牌瓶装水的瓶体为圆柱体，容积为500mL V =。
（1）瓶内装满纯净水，在垂直瓶子轴线的平面内向瓶内射入一束单色光，光线射入瓶内经过内壁反射一次后再射出瓶外，最终出射光线与最初入射光线恰好平行（不重合）。
已知水对该单色光的折射率为n ，真空中光速为c ，瓶子半径为R ，求光在瓶中传播的时间t ，瓶壁很薄，忽略瓶壁对光的影响；（2）将没有水的空瓶子敞口放置，环境温度由3C -缓慢升高到27C ，求升温后瓶内气体质量m ，大气压保持为标准气压，标准大气压3C -时空气密度为31.310g/mL -⨯。
4．（2021·广东佛山市·西樵高中高三月考）如图所示，某透明体的截面是半R，过圆径为R的圆的一部分，AB是直径，CD∥AB，且CD到AB的距离为12心O的线段EF⊥CD且垂足为E，一束单色光从A点射入透明体，折射光线恰好射到E点，该单色光恰好在CD边上发生全反射。
2021届高考物理二轮复习练：光 电磁波 相对论简介含答案
2021届高考物理二轮练：光电磁波相对论简介含答案专题：光电磁波相对论简介1、(多选)如图所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中，测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是()A．介质2相对介质1的相对折射率为 3B．光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度C．介质1相对介质2来说是光密介质D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象a、b垂直AB射入玻璃砖后，在屏幕CD上只收集到a光的亮斑，下列说法正确的是()A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大C．在真空中，a光的波长比b光的长D．a光比b光更容易发生衍射现象E．玻璃对b光的折射率一定等于 23、（多选）下列说法正确的是()A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的D．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹E．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近4、(多选)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。
下列说法中正确的是()A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于 2C．当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象D．当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象E．光进入介质后波长变短5、(多选)如图所示，MN是介质1和介质2的分界面，介质1、2的绝对折射率分别为n1、n2，一束细光束从介质1射向介质2中，测得θ1＝60°，θ2＝30°，根据你所学的光学知识判断下列说法正确的是()A．介质2相对介质1的相对折射率为 3B．光在介质2中的传播速度小于光在介质1中的传播速度C．介质1相对介质2来说是光密介质D．光从介质1进入介质2可能发生全反射现象E．光从介质1进入介质2，光的波长变短6、(多选)如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是()甲乙A．干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B．干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E．若使用半径小一些的凸薄透镜，则干涉条纹的间距要变大7、(多选)下列说法正确的是()A．“3D电影”的播放和观看利用了光的衍射B．色散现象表明白光是复色光C．泊松亮斑是光的干涉现象D．增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的1 4E．光的偏振现象表明光是横波8、（多选）如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。
高考物理二轮复习考点第十五章选考部分专题电磁波和相对论
专题15.10 电磁波和相对论1.(2020·河北张家口二模)下列说法中正确的是。
A.一列士兵过桥时使用便步,是为了防止桥发生共振现象B.机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定C.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响D.假设火车以接近光速通过站台时,站台上旅客观察到车上乘客在变矮E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在【参考答案】 ACE2.(多选) (2020·四川成都二模)2020年底以来,共享单车风靡全国各大城市,如图所示,单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等,便于监控单车在路上的具体位置。
用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码,即可自动开锁,骑行时手机APP上能实时了解单车的位置;骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。
此外,单车能够在骑行过程中为车内电池充电,满足定位和自动开锁等过程中的用电。
根据以上信息,下列说法不正确的是( )A.单车和手机之间是利用声波传递信息的B.单车某个时刻的准确位置信息是借助通讯卫星定位确定的C.单车是利用电磁感应原理实现充电的D.由手机APP上的显示信息,可求出骑行的平均速度【参考答案】BC【名师解析】单车和手机之间是利用电磁波传递信息的,A错;由手机APP上显示的是路径,可求出骑行的平均速率,不能计算平均速度,D错。
3．(5分)下列说法正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C．“彩超”是向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率编号就能知道血流的速度，这是利用了多普勒效应D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了E．在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短【参考答案】ACE4．(5分)下列说法中正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D．光在玻璃中的传播速度比真空中小E．机械波和电磁波都可以在真空中传播【参考答案】BCD5．(5分)下列说法正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．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B．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现彩色是光的色散现象C．电磁波中电场能量最大时，磁场能量为零；磁场能量最大时，电场能量为零D．照相机镜头上会镀一层膜，有时会在镜头前加一个偏振片，这样做都是为了增加光的透射强度E．火箭以接近光速飞越地球，火箭上的人看到的火箭的长度比地球上的人看到的火箭的长度长【参考答案】ABE【名师解析】光纤通信，医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，A项正确；肥皂泡呈现的彩色是薄膜干涉产生的现象，露珠呈现的彩色是光折射后发生色散产生的现象，B项正确；电磁波是电磁场在空间的传播，能量并不是相互转化的，C错误；照相机镜头上会镀一层膜，为增透膜，这是为了增强光的透射强度，而加一偏振片是为了减弱某些光的透射，D项错误；火箭以接近光速飞越地球，火箭上的人看到的火箭的长度等于火箭的固有长度，而地面上的人看到的长度比火箭的固有长度小，E项正确．6．(2020·南京二模)现代生活中，人们已更多地与电磁波联系在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是( )A．把带电体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波B．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C．医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的【参考答案】A7．(2020·湖南十三校联考)隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。
2022届高考物理二轮复习题：相对论简介光电磁波
备战2022届高考物理（相对论简介光电磁波）二轮题附答案一、选择题。
1、关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是()A．变化的电磁场由发生区域向周围空间传播，形成电磁波B．电场周围总能产生磁场，磁场周围总能产生电场C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播D．电磁波的传播速度总是与光速相等2、下列说法正确的是()A．肥皂泡在阳光的照射下呈现彩色是光的色散现象B．机械波和电磁波本质上相同，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象C．拍摄玻璃橱窗内的物体时，为了提高成像质量，往往在镜头前贴上增透膜D．在光的单缝衍射实验中，缝越宽，衍射现象越不明显3、中国制造出了具有“隐身能力”和强大攻击力的作战飞机“歼—20”．隐形飞机的原理是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击．根据你所学的物理知识，判断下列说法中正确的是()A．运用隐蔽色涂层，无论距你多近，即使你拿望远镜也不能看到它B．使用能吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现C．使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流D．主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现一细光束从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面，下列说法正确的是()A．在第一块玻璃板下表面一定有出射光B．在第二块玻璃板下表面一定没有出射光C．第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行D．第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧E．第一块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的右侧5、惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()6、如图所示，一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平行玻璃砖的上表面以入射角θ(0°<θ<90°)射入，穿过玻璃砖自下表面射出．已知该玻璃对红光的折射率为1.5.则在θ逐渐增大但仍小于90°的过程中，下列说法不正确的是()A．红光在玻璃中的传播路程小于蓝光在玻璃中的传播路程B．红光在玻璃中的传播速度大于蓝光在玻璃中的传播速度C．红光在玻璃中的传播时间小于蓝光在玻璃中的传播时间D．红光在玻璃中的波长大于蓝光在玻璃中的波长7、(多选)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。
高考物理专题训练：光学 电磁波 相对论
高考物理专题训练：光学 电磁波 相对论1、一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝.(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(ⅱ)一细束光线在O 点左侧与O 相距23R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．(ⅰ)R (ⅱ)略[解析] 在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图所示，由全反射条件有sin θ＝n 1①由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③联立①②③式，代入已知数据得l ＝R ④(ⅱ)设光线在距O 点23R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射．最后由G 点射出，如图所示，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝23R ⑥射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出．2、一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．[答案] (1)BCE (2)2h[解析] (1)由Q 点的振动图像可知，t ＝0.10 s 时质点Q 沿y 轴负方向运动，A 项错误；由波的图像可知，波向左传播，波的周期T ＝0.2 s ，振幅A ＝10 cm ，t ＝0.10 s 时质点P向上运动，经过0.15 s ＝43T 时，即在t ＝0.25 s 时，质点振动到x 轴下方位置，且速度方向向上，加速度方向也沿y 轴正方向，B 项正确；波动速度v ＝T λ＝0.28 m/s ＝40 m/s ，故从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，波沿x 轴负方向传播的距离为x ＝vt ＝6 m ，C 项正确；由于P点不是在波峰或波谷或平衡位置，故从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s 的43周期内，通过的路程不等于3A ＝30 cm ，D 项错误；质点Q 做简谐振动的振动方程为y ＝A sin T 2πt ＝0.10sin 10πt (国际单位制)，E 项正确．(2)如图所示，考虑从圆形发光面边缘的A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A ′点折射，根据折射定律有n sin θ＝sin α①式中n 是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角．现假设A ′恰好在纸片边缘，由题意，在A ′点刚好发生全反射，故α＝2π②设AA ′线段在玻璃上表面的投影长为L ，由几何关系有sin θ＝L2＋h2L ③由题意，纸片的半径应为R ＝L ＋r ④联立以上各式可得n ＝2h ⑤3、以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0) ，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r 依然满足sin r sin i ＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )A BC DB 本题考查光的折射．是一道创新题，但本质上还是光的折射定律，本题给定信息“光的折射光线和入射光线位于法线的同侧”，无论是从光从空气射入介质，还是从介质射入空气，都要符合此规律，故A 、D 错误．折射率为－1，由光的折射定律可知，同侧的折射角等于入射角，C 错误，B 正确．4、在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，则双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 mC [解析] 本题考查双缝干涉条纹间距离公式．双缝干涉相邻条纹间距Δx ＝d l λ，则d ＝Δxl λ＝1.68×10－4 m ，C 正确．5、如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是( )A BC DA [解析] 光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，在其分界面处当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象，故A项正确；光线由空气射向玻璃砖时，由于光线与分界面不垂直，所以除了有反射现象之外还应发生折射现象，其折射角小于入射角，故B、D项错误；光线由空气沿半径射入玻璃砖时，传播方向不变，由玻璃砖射向空气时，折射角应大于入射角，故C项错误．6、某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到题12B1(甲)图所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如题12B1(乙)图所示．他改变的实验条件可能是______．(题12B1图)A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源B [解析] 根据Δx ＝d l λ知，要使条纹间距变大，可减小双缝之间的距离，增大光的波长(即降低光的频率)或增大双缝到屏的距离，故只有B 正确．6、电磁波已广泛运用于很多领域．下列关于电磁波的说法符合实际的是( )A ．电磁波不能产生衍射现象B ．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机C ．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D ．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同C [解析] 衍射现象是波的特有现象，A 错误；常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，B 错误；遥远天体和地球的距离发生变化时，遥远天体的电磁波由于相对距离发生变化而出现多普勒效应，所以能测出遥远天体相对地球的运动速度，C 正确；光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值是相同的，即光速不变原理，D 错误．7、 如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则( )A ．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B ．小球所发的光能从水面任何区域射出C ．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D ．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大D [解析] 光从水中进入空气，只要在没有发生全反射的区域，就可以看到光线射出，所以A 、B 错误；光的频率是由光源决定的，与介质无关，所以C 错误；由v ＝n c 得，光从水中进入空气后传播速度变大，所以D 正确．8、 一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a 、b 两束，如图所示，则a 、b 两束光( )A ．垂直穿过同一块平板玻璃，a 光所用的时间比b 光长B ．从同种介质射入真空发生全反射时，a 光临界角比b 光的小C ．分别通过同一双缝干涉装置，b 光形成的相邻亮条纹间距小D ．若照射同一金属都能发生光电效应，b 光照射时逸出的光电子最大初动能大AB [解析] 本题考查了光的折射率、全反射、双缝干涉及光电效应等知识点，根据图中光线的偏转角度可以判断出三棱镜对a 光的折射率比b 光的大，所以a 光的频率大，在玻璃中速度小，通过玻璃所用的时间长，A 正确；a 光发生全反射的临界角小于b 光发生全反射的临界角，B 正确；发生双缝干涉时相邻条纹间的距离公式Δx ＝ d l λ，由于b 光的波长长，所以b 光形成的相邻亮条纹间距大，C 错误；由于a 光的频率大于b 光的频率，根据公式E k ＝h ν－W 得出a 光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大，D 错误．9、 关于下列光学现象，说法正确的是( )A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 CD [解析] 本题考查光速、光的全反射、折射、双缝干涉等知识．在同一种介质中，波长越短，波速越慢，故红光的传播速度比蓝光大，选项A 错误；光从空气射向玻璃是从光疏介质射向光密介质，不能发生全反射，选项B 错误；在岸边观察水中的鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的深度要深，选项C 正确；在空气中红光的波长比蓝光要长，根据Δx ＝dl λ可知红光的双缝干涉条纹间距大，选项D 正确．10、打磨某剖面如题11图1所示的宝石时，必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1＜θ＜θ2的范围内，才能使从MN 边垂直入射的光线在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况)，则下列判断正确的是( )题11图1A ．若θ＞θ2，光线一定在OP 边发生全反射B ．若θ＞θ2，光线会从OQ 边射出C ．若θ＜θ1，光线会从OP 边射出D ．若θ＜θ1，光线会在OP 边发生全反射[答案] (1)D[解析]本题第一问考查光的折射和全反射，第二问考查波的图像．11、Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图见题12B2图．一束光以入射角i 从a 点入射，经过折射和反射后从b 点出射．设鳞片的折射率为n ，厚度为d ，两片之间空气层厚度为h .取光在空气中的速度为c ，求光从a 到b 所需的时间t .(题12B2图)n2－sin2i 2n2d ＋ccos i 2h[解析] 设光在鳞片中的折射角为γ，根据折射定律有sin i ＝n sin γ.在鳞片中传播的路程l 1＝cos γ2d ，传播速度v ＝n c ，传播时间t 1＝v l1，解得t 1＝n2－sin2i 2n2d ，同理，在空气中的传播时间t 2＝ccos i 2h ，则t ＝t 1＋t 2＝n2－sin2i 2n2d ＋ccos i 2h .12、如图所示，三角形ABC 为某透明介质的横截面，O 为BC 边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O 以角i 入射，第一次到达AB 边恰好发生全反射．已知θ＝15°，BC 边长为2L ，该介质的折射率为.求：(ⅰ)入射角i ；(ⅱ)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c ，可能用到：sin 75°＝42或tan 15°＝2－.[答案] (2)(ⅰ)45° (ⅱ)2c 2L[解析] (2)(ⅰ)根据全反射规律可知，光线在AB 面上P 点的入射角等于临界角C ，由折射定律得sin C ＝n 1①代入数据得C ＝45°②设光线在BC 面上的折射角为r ，由几何关系得r ＝30°③由折射定律得n ＝sin r sin i ④联立③④式，代入数据得i ＝45°⑤(ⅱ)在△OPB 中，根据正弦定理得sin 75°OP ＝sin 45°L ⑥设所用时间为t ，光线在介质中的速度为v ，得OP ＝vt ⑦v ＝n c ⑧联立⑥⑦⑧式，代入数据得t ＝2c 2L ⑨13、下列说法中正确的是( )A ．当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长B ．在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度C ．a 、b 两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a 光的相邻亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距，则可以判断a 光的折射率比b 光的大D ．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的AC [解析] 声波从空气中传入水中时，频率不变，波速增大，由v ＝λf 得波长变长，选项A 正确；在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度与波的传播速度是两个运动形式的速度，两者不存在联系，选项B 错误；a 光的相邻亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距， 由Δx ＝l λd知，a 光的波长小，频率大，折射率大，选项C 正确；肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象，选项D 错误．14、两束不同频率的单色光a 、b 以相同的入射角从空气射入水中，发生了如图X281所示的折射现象(α>β)．下列说法中正确的是( )图A ．光束b 的频率比光束a 的频率低B ．相同条件下b 光的双缝干涉条纹间距比a 光的大C ．光束b 在水中的传播速度比光束a 在水中的传播速度大D ．若a 光照射某金属能发生光电效应，则b 光照射该金属也能发生光电效应D [解析] 由折射定律sin i sin r＝n 知，b 光的折射角小，折射率大，频率高，波长小，选项A 、B 错误，选项D 正确；由v ＝c n知，b 光在玻璃里的速度小，选项C 错误．图X28415、彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．彩虹形成的示意图如图X284所示，一束白光L 由左侧射入水滴，a 、b 是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a 、b 是单色光)．下列关于a 光与b 光的说法中正确的是( )A ．水滴对a 光的折射率大于对b 光的折射率B ．a 光在水滴中的传播速度小于b 光在水滴中的传播速度C ．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光相邻的亮条纹间距大于b 光的相邻亮条纹间距D ．a 、b 光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E ．若a 、b 光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b 光能够发生全反射，则a 光也一定能够发生全反射ABE [解析] 进入水滴时，由折射定律sin i sin r＝n 知，a 光在水滴里的折射角小，折射率大，选项A 正确；由v ＝c n ，a 光在水滴里的速度小，选项B 正确；由C ＝arcsin 1n，a 光的临界角小，容易发生全发射，选项E 正确；a 光在水滴里的折射率大，频率大，波长小，由Δx ＝l λd，a 光的相邻亮条纹间距小于b 光的相邻亮条纹间距，选项C 错误；在真空和在水滴中，分别有c ＝λ0f 和v ＝λf ，则c v ＝λ0λ，故a 、b 光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要短，选项D 错误．16、图X288为由某种透明材料做成的三棱镜的横截面，其形状是边长为a 的等边三角形．现用一束宽度为a 的单色平行光束以垂直于BC 面的方向入射到该三棱镜的AB 及AC 面上，结果所有从AB 、AC 面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC 面．(1)求该材料对此平行光束的折射率．(2)这些到达BC 面的光线从BC 面射出后，如果照射到一块平行于BC 面的屏上形成光斑，则当屏到BC 面的距离d 满足什么条件时，此光斑分为两块？图X288 (1) 3 (2)d ＞36a [解析] (1)从AB 面入射的光线，在棱镜中是平行于AC 面的，则光线进入AB 面时的入射角α、折射角β分别为α＝60°，β＝30°由折射定律知，该材料对此平行光束的折射率n ＝sin αsin β＝ 3. (2)如图所示，O 为BC 的中点，在B 点附近折射的光线从BC 面射出后与直线AO 交于D 点，只要屏放得比D 点远，光斑就会分成两块．由几何关系可得OD ＝36a 所以当屏到BC 面的距离d ＞36a 时，此光斑分为两块．17、ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB ⊥BC .由a 、b 两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB 射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC 射出，且在CD 、AE 边只有a 光射出，光路图如图G112所示．则a 、b 两束光( )图G112A ．在真空中，a 光的传播速度比b 光的大B ．在棱镜内，a 光的传播速度比b 光的小C ．以相同的入射角从空气斜射入水中，b 光的折射角较小D ．分别通过同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距小C [解析] 所有光在真空中有相同的速度，选项A 错误；在CD 、AE 边只有a 光射出，b 光发生了全反射，说明b 光的临界角小，在五棱镜中的折射率大，由v ＝c n知，b 光在棱镜里的速度小，选项B 错误；由折射定律sin i sin r＝n 知，b 光的折射率大，折射角小，选项C 正确；a 光的频率小于b 光的频率，则a 光的波长大于b 光的波长，由Δx ＝l λd 知， a 光的相邻亮条纹间距大于b 光的相邻亮条纹间距，选项D 错误．18、如图G113所示，实线为空气和水的分界面，一束蓝光从空气中的A 点沿AO 1方向(O 1点在分界面上，图中O 1点和入射光线都未画出)射向水中，折射后通过水中的B 点．图中O 点为A 、B 连线与分界面的交点．下列说法正确的是( )图G113A ．O 1点在O 点的右侧B ．蓝光从空气中射入水中时，速度变小C ．若沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D ．若沿AO 1方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点E ．若蓝光沿AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点BCD [解析] 由折射定律sin i sin r＝n 知，蓝光从空气射向水中，入射角大，O 1点在O 点的左侧，选项A 错误；由v ＝c n知，蓝光进入水中的速度变小，选项B 正确；若沿AO 1方向射向水中的是—束紫光，紫光折射率大，折射角小，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，选项C 正确；若沿AO 1方向射向水中的是—束红光，红光折射率小，折射角大，则折射光线有可能通过B 点正上方的D 点，选项D 正确；若蓝光沿AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，不可能通过B 点正上方的D 点，选项E 错误．19、如图G 118所示，在MN 的下方足够大的空间是玻璃介质，其折射率n ＝3，玻璃介质的上边界MN 是屏幕．玻璃中有一个正三角形空气泡，其边长l ＝40 cm ，顶点与屏幕接触于C 点，底边AB 与屏幕平行．一束激光a 垂直于AB 边射向AC 边的中点O ，结果在屏幕MN 上出现两个光斑．(1)求两个光斑之间的距离L.(2)若任意两束相同的激光同时垂直于AB 边向上射入空气泡，求屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离．图G 118(1)40 cm (2) 80 cm[解析] (1)画出光路图如图甲所示．在界面AC ，入射角i ＝60°，由折射定律sin i sin r＝n 解得折射角r ＝30° 由光的反射定律得反射角θ＝60°由几何关系得，△ODC 是边长为12l 的正三角形，△OEC 为等腰三角形，且CE ＝OC ＝l 2则两个光斑之间的距离L ＝DC ＋CE ＝40 cm.甲 乙(2)作出入射点在A 、B 的光线的光路图，如图乙所示，由图可得屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离PQ ＝2l ＝80 cm.20、下列说法正确的是( )A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同BD [解析] 本题是对玻尔理论、天然放射现象及多普勒效应等知识的考查，α粒子散射实验导致原子核式结构模型的建立，A错误；紫外线可以使荧光物质发光，B正确；天然放射现象中产生的γ射线在电场或磁场中不会发生偏转，C错误；观察者和波源发生相对运动时，观察者接收到的频率就会发生改变，D正确．21、下列有关光纤及光纤通信的说法正确的是( )A．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小B．光在光纤中的传输利用了全反射的原理C．光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光，但红外线光和紫外线光属不可见光，它们都不可用来传输信息D．光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的波长大，在真空中传播的速度都约为3.0×108 m/sB [解析] 光在光纤中的传输利用了光的全反射原理，内芯的折射率比外套的大，选项A错误，选项B正确；只要是光波，就能在光纤中传播，选项C错误；光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长小，选项D错误．22、下列说法正确的是( )A．麦克斯韦预言了电磁波，且首次用实验证实了电磁波的存在B．红外线是一种频率比紫外线还高的电磁波C．在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波D．“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度明显变短C [解析] 麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项A错误；红外线的频率比紫外线低，选项B错误；在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后带电，来回抖动梳子能产生变化的电场，从而产生电磁波，选项C正确；“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度将略微变短，选项D 错误．23、用双缝干涉测光的波长，实验装置如图X287甲所示．已知单缝与双缝的距离L 1＝60 mm ，双缝与屏的距离L 2＝700 mm ，单缝宽d 1＝0.10 mm ，双缝间距d 2＝0.25 mm.用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心(如图乙所示)，记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数x 1＝________ mm ，对准第4条时读数x 2＝________ mm ，相邻两条亮纹间的距离Δx ＝________ mm.(2)计算波长的公式λ＝________；求得的波长值是________nm(保留三位有效数字)．丙图X287(1)2.191 7.868 1.893 (2)d 2L 2Δx 676[解析] (1)对准第1条时读数x 1＝(2＋0.01×19.1) mm＝2.191 mm ，对准第4条时读数x 2＝(7.5＋0.01×36.8 )mm＝7.868 mm ，相邻两条亮纹间的距离Δx ＝x 2－x 14－1≈1.893 mm. (2)由条纹间距Δx ＝l λd 可得计算波长的公式λ＝d 2Δx L 2，代入数据解得λ≈6.76×10－7 m ＝676 m.光学练习1. 一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。
高考物理三轮 考点对接题 专题十五 光学 电磁波 相对论(含解析)
权掇市安稳阳光实验学校专题十五光学电磁波相对论考点一光的折射与全反射★★★★★1.(福建理综,14,6分)一束由红、紫两色光组成的复色光,从空气斜射向玻璃三棱镜.下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是( )解析:不同色光在同一介质中折射率不同,且光线通过三棱镜时均向底边偏折.在玻璃中,由于n红<n紫,所以红光的折射角大于紫光的折射角.因此紫光向底边偏折情况强于红光向底边的偏折,故选项A、C、D错误,B正确.答案:B2.(四川理综,3,6分)光射到两种不同介质的分界面,分析其后的传播情形可知( )A.折射现象的出现说明光是纵波B.光总会分为反射光和折射光C.折射光与入射光的传播方向总是不同的D.发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同解析:光是电磁波,且是横波,而折射现象是因为不同介质对光的(绝对)折射率n=cv不同,即光在不同介质中的传播速度不同,故选项A错误,选项D正确.当光从光密介质射向光疏介质时,满足临界条件后,光就会在分界面处发生全反射现象,不会再分成折射光和反射光,选项B错误;当光垂直射向两种不同介质的分界面时,折射光线不会发生偏转,而与入射光线同向,选项C错误.答案:D 点评：本题考查了光的折射知识,并隐含着光是横波、全反射及折射率的表达式等基本知识点,难度不大,但涉及面却较广.3.(天津理综,8,6分)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图.O点为圆心,OO′为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO′夹角θ较小时,光屏NQ 区域出现两个光斑,逐渐增大θ角.当θ=α时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则( )A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大C.α<θ<β时,光屏上只有1个光斑D.β<θ<π2时,光屏上只有1个光斑解析:当θ较小时,屏上NQ区域有两个光斑,这是两种单色光折射后折射程度不同的结果,当θ=α时,NQ区域A光消失,说明A光发生了全反射,A光发生全反射的临界角为α,同理,B光发生全反射的临界角为β,由于β>α,由n=1sin C可知,B光的折射率小,选项A正确;由v=cn可知,B光在半圆形玻璃砖中传播速度较大,选项B错误;α<θ<β时,由于光的反射和折射,在NP区域和NQ区域各有一个光斑,选项C错误;β<θ<π2时,两种单色光全部发生全反射,在NQ区域没有光斑,在NP区域只有一个由全反射形成的光斑,选项D正确.答案:AD4.(北京理综,14,6分)一束单色光由空气射入玻璃,这束光的( )A.速度变慢,波长变短B.速度不变,波长变短C.频率增高,波长变长D.频率不变,波长变长解析:由光在介质中的波速与折射率的关系式n=cv知,光由空气射入玻璃中,由于n>1,则速度会变慢;而光的频率与介质无关,只由光源决定,即光在玻璃中传播时,频率f不变,据v=λf可得λ气>λ玻,故选项A正确.答案:A点评：当光从真空射入其他介质时,频率不变,波速和波长都要发生改变.5.(四川理综,18,6分)a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时,其折射光束如图所示.用a、b两束光( )A.先后照射双缝干涉实验装置,在缝后屏上都能出现干涉条纹,由此确定光是横波B.先后照射某金属,a光照射时恰能逸出光电子,b光照射时也能逸出光电子C.从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面,若b光不能进入空气,则a光也不能进入空气D.从同一介质以相同方向射向空气,其界面为平面,a光的反射角比b光的反射角大解析:光通过双缝,屏上出现干涉条纹,说明光是一种波,故A选项错误;由折射定律知n a>n b,所以f a>f b,a光能发生光电效应时,b光不一定能达到临界频率,故B选项错误;因为全反射时临界角sin C=1n,故C a<C b,b光发生全反射时,a光一定发生全反射,故C选项正确;反射时,反射角等于入射角,故D选项错误.答案:C6.(重庆理综,18,6分)在一次讨论中,老师问道:“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源,有人在水面上方同等条件下观测发现,b在水下的像最深,c照亮水面的面积比a的大.关于这三种光在水中的性质,同学们能做出什么判断?”有同学回答如下:①c光的频率最大②a光的传播速度最小③b光的折射率最大④a光的波长比b光的短根据老师的假定,以上回答正确的是( )A.①②B.①③C.②④D.③④解析:b光在水中的像最深,由折射定律知b光在水中折射率最小;c照亮水面的面积比a大,由全反射临界角公式sin C=1n,知n c<n a,所以三种光的折射率关系为n b<n c<n a;由n=c/v知v b>v c>v a,频率f b<f c<f a,则波长λb>λc>λa,故答案为C.答案:C7.(江苏卷,12B(2),4分)3的某种介质,若反射光线与折射光线垂直,则入射角为.真空中的光速为c,则光在该介质中的传播速度为.解析:光路如图.由题意知,入射角与折射角互余.12sinsinθθ=n,θ1+θ2=90°,则tan θ13解得θ1=60°,v=cn3答案:60°38.(山东理综,37(2),4分)如图所示,ABCD 是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O 点垂直AD 边射入.已知棱镜的折射率,AB=BC=8 cm,OA=2 cm,∠OAB=60°.(1)求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向. (2)第一次的出射点距C cm.解析:(1)设发生全反射的临界角为C,由折射定律得 sin C=1n,代入数据得C=45°,光路图如图所示,由几何关系可知光线在AB 边和BC 边的入射角均为60°,均发生全反射.设光线在CD 边的入射角为α,折射角为β,由几何关系得α=30°,小于临界角,光线第一次射出棱镜是在CD 边,由折射定律得n=sin sin βα代入数据得β=45°.(2)设光线的第一次出射点距C 点的距离为s, 由几何关系得s=tan 30°·12cm.答案:(1)见解析9.(重庆理综,11(2),6分)利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发散程度.在如图所示的光路中,A 为激光的出射点,O 为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO 过半圆顶点.若某条从A 点发出的与AO 成α角的光线,以入射角i 入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率. 解析:由几何关系知折射角r=i-α,由折射定律得n=()sin sin ii α-.答案:()sinsin ii α-10.(新课标全国卷Ⅰ,34(2),9分)图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB 代表端面.已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面,求光线在端面AB 上的入射角应满足的条件;(2)求光线从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面所需的最长时间.解析:(1)如图所示,设光线在端面AB 上C 点的入射角为i,折射角为r,根据折射定律n=sin sin ir得sin i=nsin r设该光线射向玻璃丝内壁D 点的入射角为α,为了使该光线可在此光导纤维中传播,应有α≥θθ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角,它满足 nsin θ=1由几何关系得α+r=90° 联立得sin i(2)由n=c v得光在玻璃丝中传播速度的大小为v=c n光速在玻璃丝轴线方向的分量为v z =vsin α光线从玻璃丝端面AB 传播到其另一端面所需时间为 T=zL v光线在玻璃丝中传播,在刚好发生全反射时,光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长,联立得T max=2Lnc.答案:见解析11.(江苏卷,12B(3),4分)如图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,AB⊥BC.光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出.若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示)解析:光线在棱镜中的光路图如图所示,根据反射定律和题设条件,得4α=90°所以入射角α=22.5°根据全反射规律,sin C=1n故sin 22.5°≥1n所以n≥1sin 22.5,即折射率的最小值为1sin 22.5.答案:1sin22.512.(新课标全国卷Ⅱ,34(2),10分)如图,三棱镜的横截面为直角三角形ABC,∠A=30°,∠B=60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜,在AC边发生反射后从BC边的M点射出,若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等.(1)求三棱镜的折射率;(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出,写出分析过程.(不考虑多次反射)解析:(1)光路图如图所示,图中N点为光线在AC边发生反射的入射点.设光线在P点的入射角为i、折射角为r,在M点的入射角为r′、折射角依题意也为i,有i=60°由折射定律有sin i=nsin rnsin r′=sin i解得r=r′OO′为过M点的法线.由几何关系有∠MNC=r′由反射定律可知∠PNA=∠MNC联立得∠PNA=r由几何关系得r=30°联立得3.(2)设在N点的入射角为i′,由几何关系得i′=60°此三棱镜的全反射临界角满足nsin θa=1联立得i′>θa此光线在N点发生全反射,三棱镜的AC边没有光线透出.答案3(2)没有光线透出,分析过程见解析13.(山东理综,37(2),4分)如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径.来自B点的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N 点发生全反射.已知∠ABM=30°.求:(1)玻璃的折射率;(2)球心O到BN的距离.解析:(1)设光线BM在M点的入射角为θ1,折射角为θ2.由几何知识可知θ1=30°,θ2=60°,根据折射定律得n=21sin sin θθ,代入数据得.(2)光线BN 恰好在N 点发生全反射, 则∠BNO 为临界角C,sin C=1n,设球心到BN 的距离为d,由几何关系可知d=Rsin C, 联立解得答案考点二 光的波动性 ★★★1.(北京理综,14,6分)如图所示,一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O,经折射后分为两束单色光a 和b.下列判断正确的是( ) A.玻璃对a 光的折射率小于对b 光的折射率 B.a 光的频率大于b 光的频率C.在真空中a 光的波长大于b 光的波长D.a 光光子能量小于b 光光子能量解析:由光路可逆原理知,a 光的入射角大于b 光的入射角,且a 、b 两光在玻璃中的折射角相等,由折射定律n=12sin sin θθ得n a >n b ,则νa >νb ,故选项A 错误,B 正确;根据波长λ=cT=c/ν和光子能量公式E=h ν知,a 光的波长小于b 光的波长,a 光光子的能量大于b 光光子的能量,选项C 、D 错误. 答案:B点评： 本题由对光的折射率的判断入手,推导光的频率、波长、光子的能量,考查了考生的推理能力.属于较容易的题目.2.(浙江理综,16,6分)与通常观察到的月全食不同,小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时,看到整个月亮是暗红的.小虎画了月全食的示意图,并提出了如下猜想,其中最为合理的是( ) A.地球上有人用红色激光照射月球 B.太阳照射到地球的红光反射到月球C.太阳光中的红光经地球大气层折射到月球D.太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹解析:地月之间距离较大,激光能量不足以照亮整个月球,选项A 错误;太阳照射到地球上的红光被反射后应该朝向太阳一侧,选项B 错误;选项D 中不满足光的干涉条件,选项D 错误;只有选项C 正确. 答案:C3.(大纲全国卷,14,6分)下列现象中,属于光的衍射的是( ) A.雨后天空出现彩虹B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹C.海市蜃楼现象D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹解析:出现彩虹是由于大气对光的散射造成的;海市蜃楼是由于光的折射与全反射现象造成的;肥皂膜上的彩色条纹是由于薄膜干涉的结果;通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹则是光的衍射现象,选项B 正确. 答案:B4.(北京理综,14,6分)如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S 时,在光屏P 上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以( )A.增大S1与S2的间距B.减小双缝屏到光屏的距离C.将绿光换为红光D.将绿光换为紫光解析:由Δx=ldλ知,d增大,Δx减小,选项A错误;l减小,Δx减小,选项B错误;增大λ,Δx增大,而λ紫<λ绿<λ红,故选项C正确,D错误.答案:C5.(上海卷,2,2分)利用发波水槽得到的水面波形如图(a)、(b)所示,则( )A.图(a)、(b)均显示了波的干涉现象B.图(a)、(b)均显示了波的衍射现象C.图(a)显示了波的干涉现象,图(b)显示了波的衍射现象D.图(a)显示了波的衍射现象,图(b)显示了波的干涉现象解析:图(a)是单缝衍射图样,水波通过小孔绕到了挡板后面;图(b)是稳定的干涉图样,振动加强区与减弱区互相间隔,故选项D正确.答案:D6.(江苏卷,12B(1),4分)如图所示,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.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不变解析:因白炽灯光为自然光,含各个方向的偏振光,且各个方向的偏振光的强度都相同,偏振片P和Q都只允许特定方向的偏振光通过,不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通过,而且强度不变,所以A点的光的强度不变;当自然光通过偏振片P后变为偏振光,再通过偏振片Q.旋转偏振片P,当偏振片P和Q允许通过的方向相同时,则B点最亮,当偏振片P和Q允许通过的方向不同时,B点为暗点,所以B点光的强度会发生变化.由此可知选项C正确,A、B、D错误.答案:C考点三测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长★★★★1.(浙江理综,21,10分)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图(甲)所示.(1)在图中画出完整的光路图;(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n= (保留3位有效数字);(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图(乙)所示.图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和(填“A”或“B”).解析:(1)完整的光路图如图所示.(2)用量角器测出入射角θ1与折射角θ2,根据折射率n=12sinsinθθ得出结果;或者利用坐标纸结合入射角和折射角画两个直角三角形,然后用刻度尺测出所对应的直角边和斜边的长度,进一步计算出正弦值,再代入折射率公式即可.(3)由题图(乙)可知,光线P1P2入射到玻璃砖上时,相当于光线射到了一个三棱镜上,因此出射光线将向底边偏折,所以出射光线过P3和A.答案:(1)如解析图所示(2)1.53(说明:±0.03范围内都可) (3)A2.(天津理综,9(3),4分)某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率.开始玻璃砖的位置如图中实线所示,使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动,同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像,且P2的像挡住P1的像.如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失.此时只须测量出,即可计算玻璃砖的折射率.请用你的测量量表示出折射率n= .解析:当玻璃砖转到图中虚线位置时,在玻璃砖的直径边一侧恰看不到P2、P1的像,说明光线在直径界面上恰好发生了全反射.如图玻璃砖直径转过的角度θ等于法线转过的角度,此时的入射角为θ,θ为临界角,所以 n=1sinθ.因此,只需测出玻璃砖直径边绕O点转过的角度即可.答案:玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ1sinθ3.(重庆理综,22(1),6分)如图(甲)所示为光学实验用的长方体玻璃砖,它的面不能用手直接接触.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同,且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像,但最后一个针孔的位置不同,分别为d、e两点,如图(乙)所示.计算折射率时,用(填“d”或“e”)点得到的值较小,用(填“d”或“e”)点得到的值误差较小.解析:光学面是透光的,故不能用手直接接触,以免污毁.利用公式n=12sinsinθθ求n时,需用dc或ec与玻璃砖下表面的交点与入射光线的入射点的连线确定入射角θ1,由此可知用dc时角θ2较大,所以n较小.因玻璃砖上下表面平行,故入射光线与折射后的出射光线应平行,故ec误差较小.答案:光学 d e4.(福建理综,19(1),6分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如下图):(1)下列说法哪一个是错误的.(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减少测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距Δx=1an-(2)测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为mm.解析:(1)调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不能放上单缝和双缝,若放上,则光线过暗,无法调节,选项A错误;测亮纹位置应使目镜分划板中心刻线与亮纹的中心对齐,选项B正确;测相邻亮纹间距,应多测几条,通过平均值减小测量误差,求出相邻两条亮纹间距Δx=1an-,选项C正确.(2)测量头的固定刻度读数为1.5 mm,可动刻度读数为0.470 mm,则示数为1.5 mm+0.470 mm=1.970 mm.答案:(1)A (2)1.970考点四电磁场、电磁波、相对论★★★1.(四川理综,1,6分)下列关于电磁波的说法,正确的是( )A.电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在解析:电磁波的传播并不需要介质,既可以在真空中传播,同时也可以在玻璃、水等介质中传播,故选项A错误;当电场随时间均匀变化时,则仅产生稳定磁场,而稳定磁场不再继续激发电场,也就难以产生电磁波,故选项B错误;做变速运动的电荷周围会产生变化的磁场,进而再产生变化的电场,形成电磁波,选项C正确;麦克斯韦预言了电磁波的存在,而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,选项D错误.答案:C2.(浙江理综,14,6分)关于生活中遇到的各种波,下列说法正确的是( )A.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息B.手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D.遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同解析:无论是电磁波还是声波,都可以传递能量和信息,选项A错误;在手机通话过程中,既涉及电磁波又涉及声波,选项B正确;太阳光中的可见光属于电磁波,“B超”中的超声波是声波,两者波速不同,选项C错误;遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同,故它们的波长也不相同,选项D错误.答案:B3.(浙江理综,20,6分)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=2πLC的振荡电流.当罐中的液面上升时( )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解析:液面上升,不导电液体的介电常数εr比空气的介电常数大,εr变大,电容器的电容C=4πrSkdε变大,选项A错误,B正确;LC回路的振荡频率f=1T=12πLC,当C 变大时,f减小,选项C正确,D错误.答案:BC(1)本题采用新颖的方式考查电容的影响因素,在公式C=4πrSkdε中,不导电液体的介电常数比空气的大.(2)巧妙地考查LC回路振荡频率的影响因素2πLC,与C有关,与电容器的带电荷量Q无关.4.(江苏卷,12B(1),4分)如图所示,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( )答案:大于c(或光速) A.同时被照亮 B.A先被照亮C.C先被照亮D.无法判断解析:列车上的观测者看到的是由B发出后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内靠近C,而远离A,所以列车上的观测者看到C先被照亮,故只有选项C正确.答案:C5.(上海卷,7,2分)电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等,按波长由长到短的排列顺序是( )A.无线电波、红外线、紫外线、γ射线B.红外线、无线电波、γ射线、紫外线C.γ射线、红外线、紫外线、无线电波D.紫外线、无线电波、γ射线、红外线解析:常见的电磁波按波长从长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.答案:A6.(江苏卷,12B(2),4分)如图所示,两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v 接近光速c).地面上测得它们相距为L,则A测得两飞船间的距离 (选填“大于”、“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号,A测得该信号的速度为.解析:A、B相对静止,A、B相对于地面上的人是运动的,因此地面上的人测得的长度短,A测得的长度大于L.由于光速在任何惯性参考系中都不变,因此A测得的光信号的速度为c.。
高考高考物理试题分项解析 光电磁波和相对论
定额市鞍钢阳光实验学校专题15 光、电磁波和相对论一、选择题1．【2017·北京卷】如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。
如果光束b是蓝光，则光束a可能是A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光【答案】D【考点定位】光的折射【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大，棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。
2．【2016·上海卷】一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同【答案】D【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系【方法技巧】本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式cvn公式分析光进入不同介质中的传播速度。
3．【2016·上海卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是A．γ射线、紫外线、可见光、红外线B．γ射线、红外线、紫外线、可见光C．紫外线、可见光、红外线、γ射线D．红外线、可见光、紫外线、γ射线【答案】A【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确。
【考点定位】电磁波谱【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案。
4．【2016·北京卷】下列说法正确的是A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，A正确；在空气中传播的声波是纵波，B错误；声波的传播需要介质，可以在空气、液体和固定中传播，C 错误；光属于电磁波，其传播不需要介质，可以在真空中传播，D错误。
【考点定位】考查了机械波和电磁波【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定。
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专题十五光学电磁波相对论模拟试题考点一光的折射与全反射1.(2013安徽省“江南十校”高三3月联考)如图所示,一束含有红光和蓝光的光线,由空气射入玻璃三棱镜,折射后分成了a、b两束光,其中有一束光在AC边界发生了全反射,则下列说法中正确的是( )A.a为红光,b为蓝光,发生全反射的是aB.a为红光,b为蓝光,发生全反射的是bC.a为蓝光,b为红光,发生全反射的是aD.a为蓝光,b为红光,发生全反射的是b解析:红光的波长长、频率小、折射率小、临界角大,选项B正确.答案:B2.(2012蚌埠二模)如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失,则该过程中( )A.光屏上红光最后消失,反射光的强度逐渐减弱B.光屏上红光最先消失,反射光的强度逐渐增强C.光屏上紫光最后消失,反射光的强度逐渐减弱D.光屏上紫光最先消失,反射光的强度逐渐增强知,紫光的临界角最小,故随入射角的增大,解析:因紫光在玻璃中的折射率最大,由sin C=1n紫光最先发生全反射,最先消失,反射光的强度逐渐增强,选项D正确.答案:D3.(2012浙江五校联考)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°,一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰好平行于OB,以下对介质的折射率及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是( )3,不能发生全反射B3能发生全反射23,不能发生全反射23,能发生全反射解析:画出光路图,并根据几何关系标出角度如图所示,由图可知,介质的折射率n=sin60sin30oo=3;因为sin 30°=12<33=1n=sin C,所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射.故选项A正确.答案:A4.(2013平顶山期末)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱,如图为过轴线的截面图,调整入射角α,光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为43,求sin α的值.解析:当光线在水面恰好发生全反射时有sin C=1n,光线从左侧射入时,由折射定律有n=sinπsin2Cα⎛⎫-⎪⎝⎭,即n=sincos Cα,又sin2C+cos2C=1,联立,代入数据可得sin α=7.答案:75.(2013济宁市高三一模)如图所示,某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,∠A=30°.一束光线在纸面内垂直AB边射入棱镜,如图所示,发现光线刚好不能从BC面射出,而是最后从AC 面射出.求:(1)透明物质的折射率n;(2)光线从AC面射出时的折射角α.(结果可以用α的三角函数表示)解析:(1)由题意可知,光线从AB垂直射入,恰好在BC面发生全反射,光线最后从AC面射出,光路图如图.设该透明物质的临界角为C,由几何关系可知C=θ1=θ2=60°,sin C=1n 解得:n=23.(2)由几何关系知:β=30°,由折射定律n=sinsin αβ,解得:sin α=3.答案:(1) 23(2)sin α=3考点二光的波动性6.(2013南通市第一次调研)关于光的偏振现象,下列说法中正确的是( )A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C.光的偏振现象说明光是一种纵波D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用解析:偏振光沿各个方向振动的光波的强度都不相同,选项A错误;自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光,选项B正确;光的偏振现象说明光是一种横波,选项C 错误;照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用,选项D错误.答案:B7.(2013南京盐城一模)以下说法中正确的是( )A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是光的干涉现象B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,并通过实验加以证实C.两列波在同一空间相遇,相互叠加一定会形成稳定的干涉图样D.运动物体速度可以大于真空中的光速解析:水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是光的干涉现象,选项A正确;麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹通过实验加以证实,选项B错误;频率相同的两列波在同一空间相遇,相互叠加才会形成稳定的干涉图样,选项C错误;真空中的光速是自然界中速度的最大值,运动物体速度不可能大于真空中的光速,选项D错误.答案:A8.(2012宁波市质检)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图(甲)所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图(乙)所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图(甲)装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到干涉条纹( )A.变疏B.变密C.不变D.消失解析:如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,由于形成明条纹(或暗条纹)的两束光间的路程差恒定,当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大,因此干涉条纹变疏,选项A 正确.答案:A9.(2012宁夏银川一中月考)激光散斑测速是一种新技术,它应用了光的干涉原理,其中二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,而待测物体的速度v 与二次曝光的时间间隔Δt 的乘积则为双缝间距,若双缝到屏的距离为l,在某次测量中测得二次曝光时间间隔为Δt 、相邻亮纹间距为Δx,所用的激光波长为λ,请推算出该次测量中物体运动速度的表达式.解析:设双缝间距为d,则双缝干涉条纹间距为Δx=l d λ,又根据题意有d=v Δt,联立两式,可得v=l x tλ∆∆. 答案:v=l x t λ∆∆ 考点三 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长10.(2012浙江温州中学高三第三次模拟)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O 为玻璃截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖平面垂直,图中的P 1、P 2、P 3、P 4是四个学生实验时插针的结果.在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是( )解析:选项A 、B 中,射出玻璃砖的出射光线几乎与射入玻璃砖的入射光线平行,实验误差较大,而选项C 、D 的出射光线的偏转较明显,测量结果较准确.答案:CD11.(2012上海市嘉定区二模)利用如图(a)所示的装置做双缝干涉实验,在仅改变某一个实验条件而其他条件相同的情况下,得到的干涉图样分别如图(b)中的(甲)、(乙)所示.下列说法中正确的是( )A.可能是选用的光源不同,(甲)图对应的光源频率小B.可能是双缝到光屏的距离l 不同,(甲)图对应的l 较小C.可能是双缝的间距不同,(甲)图对应的间距较大D.可能是光源到双缝的距离不同,(乙)图对应的距离较大解析:根据双缝干涉条纹间距公式Δx=l dλ可知,双缝到光屏的距离l 越大,双缝的间距d 越小,入射光的波长λ越长,干涉条纹的间距越大,条纹间距与光源到双缝的距离无关.(甲)图所示干涉图样的条纹间距较大,可能只是入射光的波长较长,即光源频率较小,也可能只是双缝到光屏的距离l 不同,(甲)图对应的l 较大,还可能只是双缝的间距不同,(甲)图对应的间距较小.综上分析,选项A 正确.答案:A考点四 电磁场、电磁波、相对论12.(2013北京市丰台区高三第一学期期末)下列关于电磁波的说法正确的是( )A.电磁波是一种纵波B.可见光是电磁波C.电磁波不能产生干涉和衍射现象D.电磁波必须依赖介质传播解析:电磁波是一种横波,它具有波特有的性质,能产生干涉和衍射现象,选项A 、C 错误;由麦克斯韦光的电磁波可知选项B 正确;电磁波可以在真空中传播,选项D 错误.答案:B13.(2012西安五校三模)下列说法正确的是( )A.根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场B.发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC 电路C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象D.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微小,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,因此经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动解析:在均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,选项A 错误;发射电磁波时必须采用高能量且要有尽可能大的空间传播电磁波,所以选项B 正确;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉原理,选项C 错误;由狭义相对论的质速关系021v c ⎛⎫- ⎪⎝⎭可知当v 接近光速时质量变化才明显,选项D 正确.答案:BD14.(2012南京模拟)关于狭义相对论的说法,不正确的是( )A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的B.狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c,与光源的运动无关C.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D.狭义相对论任何情况下都适用解析:狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,选项A正确;狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c(光速不变原理),与光源的运动无关,选项B正确;狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,故选项C正确,D错误.答案:D。