光学 电磁波 相对论 练习题
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。
高中物理【光的波动性 电磁波 相对论】典型题(带解析)
高中物理【光的波动性电磁波相对论】典型题1．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色解析：选D．白光是7种不同颜色的光叠加在一起的复色光，发生干涉时，7种光都可以发生干涉现象，所以是彩色条纹，而光源透过红色滤光片以后，只有红色光透过，所以只有红色光的干涉，中央条纹应该变为红色．2．(多选)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解析：选ABD．一切波都有干涉、衍射现象，电磁波也是波，因此电磁波和其他可见光一样均具有干涉、衍射等现象，故A正确；蓝光的折射率大于红光的折射率，根据v＝cn 知，水中蓝光的传播速度比红光慢，故B正确；光的偏振现象说明光是横波，故C错误；由于红光的波长大于蓝光的波长，根据条纹间距等于Δx＝lλ，故在同一装置上做双缝干涉d实验，用红光时得到的条纹间距更宽，故D正确．3．(多选)下列说法正确的是()A．相对论与量子力学否定了经典力学理论B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的C．狭义相对论只适用于惯性参考系D．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解析：选BCD．相对论并不否定经典力学，它是在一定条件下的特殊情形，故选项A 错误；根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项B正确；根据狭义相对论的基本假设可知，选项C 正确；根据光现象的成因知，选项D 正确．4．(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14解析：选BD ．“3D 电影”利用光的偏振现象，选项A 错误；泊松亮斑是光的衍射现象，选项C 错误．5．(多选)如图所示，偏振片P 的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，能在P 的另一侧观察到透射光的是( )A ．太阳光B ．沿竖直方向振动的光C ．沿水平方向振动的光D ．沿与竖直方向成45°角振动的光解析：选ABD ．偏振片只让沿某一方向振动的光通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时，透射光的强度不同，它们平行时最强，而垂直时光不能透过偏振片．太阳光是自然光，光波可沿任何方向振动，所以在P 的另一侧能观察到透射光；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，当然可以看到透射光；沿水平方向振动的光，其振动方向与透振方向垂直，所以看不到透射光；沿与竖直方向成45°角振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光，A 、B 、D 正确．6． (多选)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波( )A ．是横波B ．不能在真空中传播C ．只能沿着梳子摇动的方向传播D ．在空气中的传播速度约为3×108 m/s解析：选AD ．电磁波是横波，能在真空中向各个方向传播，且传播速度和光速相同．7．在双缝干涉实验中，分别用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距Δx 1与绿光的干涉条纹间距Δx 2相比，Δx 1________Δx 2(填“>”“＝”或“<”)．若实验中红光的波长为630 nm，双缝与屏幕的距离为1.00 m，测得第1条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5 mm，则双缝之间的距离为________mm.解析：由公式Δx＝ld λ可知，Δx1＞Δx2.相邻亮条纹之间的距离为Δx＝10.55mm＝2.1 mm，双缝间的距离d＝lλΔx，代入数据得d＝0.300 mm.答案：>0.3008．(多选)下列说法正确的是()A．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．电磁波具有偏振现象D．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时短解析：选ACD．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的，选项A正确；光波从空气进入水中后，频率不变，波速变小，则波长变短，故不容易发生衍射，选项B错误；因电磁波是横波，故也有偏振现象，选项C正确；根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时短，选项D正确．9．(多选)关于机械波、电磁波和相对论的下列说法正确的是()A．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定B．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了C．简谐机械波传播时单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列波的频率D．用光导纤维束传播图象信息利用了光的全反射解析：选CD．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，选项A错误；火车以接近光速的速度通过站台时，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮，选项B错误；简谐波的振动周期与传播周期相同，故单位时间内经过介质中某点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，选项C正确；光导纤维束是用全反射来传输图象信息的，选项D正确．10．(多选)下列说法正确的是()A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的解析：选AC．甲图中a束光折射角大，折射率小，根据v＝cn，a束光在水珠中的传播速度大，选项A正确；乙图中，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′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项B错误；丙图中，根据Δx ＝Ldλ，选项C正确；丁图中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项D错误．11．接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有()A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：选AC．由狭义相对论的“钟慢效应”原理可知，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，地球上的人观测到飞船上的钟较慢，故A、C正确，B、D错误．12．(多选)下列关于电磁场的说法中正确的是()A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周期产生电磁场，从而形成电磁波B．任何变化的电场周围一定有磁场C．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不同分离的统一体，即电磁场D．电磁波的理论在先，实验证明在后解析：选BCD．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，若电场或磁场的变化是均匀的，则不能形成电磁波，A错误．若电场的变化是均匀的，则不能形成稳定的磁场；若电场的变化是非均匀的，则可形成变化的磁场，B项正确．由电磁场的定义可知C正确．英国物理学家麦克斯韦从理论上预测了电磁波的存在，并指出电磁波的特点，多年后由德国物理学家赫兹用实验证实电磁波是存在的，所以D正确．13．(多选) 下列说法正确的是()A．光的偏振现象说明光是一种横波B．某玻璃对a光的折射率大于b光，则在该玻璃中传播速度a光大于b光C．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长D．变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场解析：选AD．纵波没有偏振现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故A正确；根据v＝cn可得在该玻璃中传播速度a光小于b光，B错误；根据多普勒效应，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率大于声源发出的频率，结合v＝λf可知，接收到的声音的波长小于声源发出的波长，故C错误；根据麦克斯韦电磁理论可知变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，D正确．14．(多选)下列说法正确的是()A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光D．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同解析：选CD．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了全反射现象，不是衍射现象，故A错误；电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的，均匀变化的电场或磁场产生稳定的磁场或电场，不能产生电磁波，故B错误；反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光，提高拍摄的效果，故C正确；光速与介质有关，红色和蓝色的激光的频率不同，在同种介质中的波长是不同的，而在不同介质中传播时波长可能相同，故D正确．。
【教育资料】高考物理专题提升练习卷：光学 电磁波 相对论专题练习卷学习专用
光学电磁波相对论专题练习卷一、选择题1．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【答案】CDE2．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【答案】ABD3．下列物理现象正确的是（）A. 透过平行于日光灯的窄缝观察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B. 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C. 经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度D. 紫外线比红外线更容易发生衍射现象E. 人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射【答案】BCE4．下列说法中正确的是（）A. 机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关B. 爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的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、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. 根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波E. 宇宙红移现象表示宇宙正在膨胀，这可以用多普勒效应来解释。
说明我们接收到的遥远恒星发出的光比恒星实际发光频率偏小。
【答案】ADE5．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束单色细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示。
2020-2022年高考物理真题分专题训练 专题17 光学 电磁波 相对论(学生版)
3、（2022·全国乙卷·T17）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10- 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h =6.63 × 10- 34Js。R约为（）
C.肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化
D.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动 ，条纹也会跟着转动
9.(2021·山东卷)用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是()
A. B. C. D.
10.(2021·山东卷)超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为 。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离 ，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为 和 。取 ， ， 。
已知水的折射率 ，求:
（1）tanθ的值；
（2）B位置到水面的距离H。
13、【2022·河北·T16(2)】如图，一个半径为R的玻璃球，O点为球心。球面内侧单色点光源S发出的一束光在A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，θ=30°。光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃的折射率；
（2）从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。
B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大
C.照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大
高三物理训练----光学 电磁波 相对论
高三物理训练光学电磁波相对论一、单项选择1．如图，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．紫光解析：D由题图可知，可见光穿过玻璃砖后，发生了色散，其中a光的侧移距离大于b 光的侧移距离，说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大，由于b光是蓝光，故只有D选项符合题意．2．如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为n a、n b，则()A．λa＜λb，n a＞n b B．λa＞λb，n a＜n bC．λa<λb，n a＜n b D．λa＞λb，n a＞n b解析：B由图可知b光偏折程度大，则n a＜n b，波长越短，折射率越大，所以λa＞λb，B项正确．3．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后()A．干涉条纹消失B．彩色条纹中的红色条纹消失C．中央条纹变成暗条纹D．中央条纹变成红色解析：D用白光做双缝干涉实验时，屏上呈现彩色条纹，在光源与单缝间加红色滤光片，光源发出的白光照射滤光片后，仅有红光透过滤光片，故射到双缝上的光为红光，屏上呈现出的是红色干涉条纹，中央条纹为红色，选项D正确．4．用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条纹为()解析：B 由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程之差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度．因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一条水平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B 正确．5．一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i 射入并通过三棱镜后，在屏P 上可得到彩色光带，如图所示，在入射角i 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )A ．红光最先消失，紫光最后消失B ．紫光最先消失，红光最后消失C ．紫光最先消失，黄光最后消失D ．红光最先消失，黄光最后消失解析：B 白光从AB 面射入玻璃后，由于紫光偏折大，从而到达另一侧面AC 时的入射角较大，且因紫光折射率大，sin C ＝1n ，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i 的减小，进入玻璃后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC 面射出，随后依次是蓝、青、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC 面射出，故A 、C 、D 错误，B 正确．6．如图半圆形玻璃砖，圆心为O ，半径为R ，折射率为 3.光由空气从A 点垂直射入玻璃砖，OA ＝R2.则( )A ．该玻璃的临界角为45°B ．光在玻璃砖中的传播速度为v ＝32cC ．光第一次射出玻璃砖的折射角为60°D ．玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化解析：C 由sin C ＝1n ＝33知，该玻璃的临界角C ≠45°，A 错误．光在玻璃砖中的传播速度为v ＝c n ＝33c ，B 错误．如图所示，sin i ＝OA R ＝12，由折射定律有sin γ＝n sin i ＝32，故γ＝60°，C 正确．由sin C ＝1n知，临界角只取决于玻璃的折射率，而与光线的入射位置无关，D 错误．二、多项选择7．接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有( )A ．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B ．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C ．地球上的人观测到地球上的钟较快D ．地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：AC 由狭义相对论的“钟慢效应”原理可知，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，地球上的人观测到飞船上的钟较慢，故A 、C 正确，B 、D 错误．8．下列关于电磁场的说法中正确的是( )A ．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B ．任何变化的电场周围一定有磁场C ．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D ．电磁波的理论在先，实验证明在后解析：BCD 根据麦克斯韦的电磁场理论可知，若电场或磁场的变化是均匀的，则不能形成电磁波，A 项错误．若电场的变化是均匀的，则只能形成稳定的磁场；若电场的变化是非均匀的，则可形成变化的磁场，B 项正确．由电磁场的定义可知C 项正确．英国物理学家麦克斯韦从理论上预测了电磁波的存在，并指出电磁波的特点，多年后由德国物理学家赫兹实验证实电磁波是存在的，所以D 项正确．9．截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示．DE 为嵌在三棱镜内部紧贴BB ′C ′C 面的线状单色可见光光源，DE 与三棱镜的ABC 面垂直，D 位于线段BC 的中点．图乙为图甲中ABC 面的正视图．三棱镜对该单色光的折射率为2，只考虑由DE 直接射向侧面AA ′C ′C 的光线．下列说法正确的是( )A ．光从AA ′C ′C 面出射的区域占该侧面总面积的12B ．光从AA ′C ′C 面出射的区域占该侧面总面积的23C ．若DE 发出的单色光频率变小，AA ′C ′C 面有光出射的区域面积将增大D ．若DE 发出的单色光频率变小，AA ′C ′C 面有光出射的区域面积将减小 解析：AC 根据sin C ＝1n ，得光线在AC 面上发生全反射的临界角C ＝45°，如图所示．从AC 面上射出的光线为射到FC 区域的光线，由几何关系得FC ＝12AC ，即有光线射出的区域占总面积的一半，选项A正确，B 错误；当单色光的频率变小时，折射率n 变小，根据sin C ＝1n ，知临界角C 变大，图中的F 点向A 点移动，故有光射出的区域的面积变大，选项C 正确，D 错误．10．如图，等边三角形AOB 为透明柱状介质的横截面．一束单色光PQ 平行于角平分线OM 射向OA ，在界面OA 发生折射，折射光线平行于OB 且恰好射到M 点(不考虑反射光线)．则( )A ．透明柱状介质对单色光PQ 的折射率为 3B ．从AMB 面出射的光线与入射光线PQ 的偏向角为60°C ．保持入射点Q 不变，减小入射角，一直有光线从AMB 面射出D ．保持入射光PQ 的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在M 点下方解析：ABD 入射角i ＝60 °，折射角γ＝30 °，n ＝sin i sin γ＝3，由光路可逆性可知光从M点折射时，折射角为60 °，由几何关系可知此出射光线与入射光线PQ 的偏向角为60 °，选项A 、B 正确；入射点Q 不变，减小入射角，则折射角减小，射到AB 面的入射角增大，可能发生全反射，选项C 错误；增大入射光频率，则从Q 点折射时的折射角变小，出射点将在M 点下方，选项D 正确.三、计算题11．如图，ABCD 是一玻璃砖的截面图，一束光与AB 面成30°角从AB 边上的E 点射入玻璃砖中，折射后经玻璃砖的BC边反射后，从CD边上的F点垂直于CD边射出．已知∠B ＝90°，∠C＝60°，EB＝10cm. BC＝30 cm.真空中的光速c＝3×108 m/s，求：(1)玻璃砖的折射率；(2)光在玻璃砖中从E到F所用的时间．(结果保留两位有效数字)解析：(1)光在玻璃砖中传播光路如图所示，由几何关系可得i＝60°.γ＝∠BQE＝∠CQF＝30°由折射定律n＝sin isin γ得n＝ 3(2)由n＝cv，得v＝3×108 m/s由几何关系得EQ＝2EB＝20 cmQF＝QC cos 30°＝(BC－BQ)cos 30°＝(153－15) cmt＝EQ＋QFv≈1.8×10－9 s答案：(1)3(2)1.8×10－9 s12．如图，一透明球体置于空气中，球半径R＝10 cm，折射率n＝2，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5 2 cm，CD为出射光线，真空中光速c＝3×108 m/s.(1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间；(2)求CD 与MN 所成的角α.解析：(1)连接BC ，光路图如图；在B 点光线的入射角、折射角分别标为i 、r ，sin i ＝5210＝22，所以i ＝45°. 由折射率定律，在B 点有n ＝sin isin r可得sin r ＝12故r ＝30°.又BC ＝2R cos r ，v ＝c n所以t ＝BC v ＝BCn c ＝63×10－9 s.(2)由几何关系知∠COP ＝15°，∠OCP ＝135°，所以α＝30°. 答案：(1)光路图见解析63×10－9 s (2)30° 13．如图是某种玻璃材料制成的空心圆柱体的截面图，玻璃圆柱体的半径为2R ，空心部分是半径为R 的圆，两圆同心．一束单色光(平行于截面)从圆柱体外表面上的A 点以入射角i 射入玻璃材料中，光束经折射后恰好与内圆面相切于B 点，已知该玻璃材料对此单色光的折射率为 2.(1)求入射角i ；(2)欲使该光束从A 点入射后，恰好在内圆面上发生全反射，则入射角i ′是多少？ 解析：(1)由题意知，设折射角为r ，则几何关系得： sin r ＝BO AO ＝R2R ＝0.5，根据折射定律：n ＝sin isin r ，解得：i ＝45°.(2)设在A 点的入射角为i ′时，光束经折射后到达内圆面上C 点，并在C 点恰发生全反射，则光束在内圆面上的入射角∠ACD 恰等于临界角θ，如图所示：则sin θ＝1n，解得：∠ACD ＝θ＝45°.根据正弦定理得：sin ∠ACD AO ＝sin ∠CAO CO ，解得：sin ∠CAO ＝24. 根据折射定律：n ＝sin i ′sin ∠CAO ，解得i ′＝30°. 答案：(1)45° (2)30°。
高中物理光的波动性、电磁波、相对论检测题
高中物理光的波动性、电磁波、相对论检测题1．关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( )A ．四个实验产生的条纹均为干涉条纹B ．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹C ．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大D ．丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹解析：选D 甲、乙、丙实验产生的条纹均为干涉条纹，而丁实验是光的衍射条纹，故A 错误，D 正确；甲实验产生的条纹为等距条纹，而乙是牛顿环，空气薄层不均匀变化，则干涉条纹间距不相等，故B 错误；根据干涉条纹间距公式Δx ＝l dλ，丙实验中，产生的条纹间距越大，则波长越长，那么光的频率越小，故C 错误。
2．[多选]下列所示的图片、示意图大都来源于课本，关于这些图的判断中，准确无误的是( )A ．甲图是小孔衍射的图样，乙图为“泊松亮斑”B ．甲图为“泊松亮斑”，乙图是小孔衍射的图样C ．丙图是双缝干涉图样，丁图是单缝衍射图样D ．丙图是单缝衍射图样，丁图是双缝干涉图样解析：选AC “泊松亮斑”是“小圆盘”产生的衍射现象，形成的衍射图样是阴影中心有一个“亮斑”，而小孔衍射的图样是中间有“亮斑”，无阴影，选项A 正确，B 错误；丙图很明显是双缝干涉的图样，因干涉图样中的条纹间距是相等的，单缝衍射图样中的条纹间距是不相等的，中间最宽、最亮，丁图是单缝衍射图样，选项C 正确，D 错误。
3．[多选]下列说法正确的是( )A ．在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距B ．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直C ．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象D ．横波能发生偏振，纵波不能发生偏振E. 声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率解析：选BDE 在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波长小于红光，则根据Δx ＝l d λ，则干涉条纹间距减小，选项A 错误；电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直，选项B 正确；雨后天空出现彩虹是光的折射产生的色散现象，选项C 错误；横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，选项D 正确；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源的频率，选项E 正确。
高中物理《光的波动性、电磁波、相对论》典型题(精品含答案)
《光的波动性、电磁波、相对论》典型题1．(多选)下列有关光学现象的说法中正确的是( )A．用光导纤维束传送信息是光的衍射的应用B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉现象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．经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度E．激光测距是应用了激光平行性好的特点2．(多选)下列说法正确的是( )A．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射C．电磁波具有偏振现象D．根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时短E．物体做受迫振动时，其频率和振幅与自身的固有频率均无关3．(多选)下列说法中正确的是( )A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理B．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比减小C．在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢D．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰E．无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理4．(多选)下列说法正确的是( )A．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射B．偏振光可以是横波，也可以是纵波C．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率等于声源振动的频率5．(多选)下列说法正确的是( )A．光的偏振现象说明光是一种横波B．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，则条纹间距变宽D．波在介质中传播的频率由波源决定，与介质无关E．机械波和电磁波都可以在真空中传播6．(多选)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．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高D．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象E．用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长7．(多选)下列说法正确的是( )A．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系B．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关C．孔的尺寸比波长小才发生衍射现象D．振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场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8．(多选)如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO′为过C点的AB面的垂线．a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是( )A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．a光的频率大于b光的频率C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D．若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角E．b光比a光更容易发生衍射现象9．(1)杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的________相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹．(2)在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ＝5.89×10－7m，双缝间的距离d＝1 mm，双缝到屏的距离l＝2 m．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．10．在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图甲)：(1)下列说法哪一个是错误的( )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＝a n－1(2)测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图乙所示，其示数为________ mm. 11．(1)下列说法中不符合事实的是( )A．机场安检时，借助X射线能看到箱内物品B．交通警示灯选用红灯是因为红光更容易穿透云雾烟尘C．建筑外装涂膜玻璃应用了光的全反射D．液晶显示应用了偏振光(2)如图所示，一束激光频率为ν0，传播方向正对卫星飞行方向，已知真空中光速为c，卫星速度为u，则卫星上观测到激光的传播速度为________，卫星接收到激光的频率ν________(填“大于”“等于”或“小于”)ν0.12．(1)关于电磁波，下列说法正确的是( )A．雷达是用X光来测定物体位置的设备B．电磁波是横波C．电磁波必须在介质中传播D．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调(2)某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒脉冲数n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs.①该电磁波的频率为多少？②该雷达的最大侦察距离是多少？《光的波动性、电磁波、相对论》典型题参考答案1．(多选)解析：选CDE.用光导纤维束传送信息是光的全反射的应用，A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的色散现象，是光的折射的结果，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，C正确；红光的波长比绿光的波长长，根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝l dλ可知，经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度，D正确；激光的平行性好，常用来精确测距，E正确．2．(多选)解析：选ACD.露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的，选项A正确；光波从空气进入水中后，频率不变，波速变小，则波长变短，故不容易发生衍射，选项B错误；因电磁波是横波，故也有偏振现象，选项C正确；根据狭义相对论，地面上的人看到高速运行的列车比静止时短，选项D正确；物体做受迫振动时，其频率总等于周期性驱动力的频率，与自身的固有频率无关，但其振幅与自身的固有频率有关，当驱动力的频率等于固有频率时，振幅最大，选项E错误．3．(多选)解析：选ACD.医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，选项A正确．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大，选项B错误．在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢，选项C正确．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰，选项D正确．无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了衍射原理，选项E错误．4．(多选)解析：选ACD.用光导纤维传播信号时，是让携带声音信号的光在光导纤维中进行全反射，从而向前传播的，故A正确；偏振光只能是横波，不可能是纵波，故B错误；据狭义相对论的基本假设知，光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的，故C正确；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故D正确；根据多普勒效应知：声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率，故E错误．5．(多选)解析：选ACD.光的偏振现象说明光是一种横波，选项A正确；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验验证了电磁波的存在，选项B错误；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，因红光的波长大于绿光的波长，则根据Δx＝ldλ可知条纹间距变宽，选项C正确；波在介质中传播的频率由波源决定，与介质无关，选项D正确；机械波传播时需要介质，故不能在真空中传播，E 错误．6．(多选)解析：选BCE.在波的干涉现象中，所说的振动加强点和振动减弱点，只是从振动幅度的角度来定义的，加强点的振动幅度大，减弱点振动幅度小，但是加强点的位移不一定比减弱点的位移大，A错误；做受迫振动的周期取决于驱动力的周期，与单摆摆长无关，B正确；根据多普勒效应，声源向我们驶来时，我们在单位之间内接受波长的个数增大，即我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，C正确；当孔或障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，会发生明显的衍射现象，而衍射没有条件，D错误；根据公式Δx＝ldλ，同一个干涉装置，l和d都是相同的，所以间距越大，波长越大，E正确．7．(多选)解析：选ADE.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系，广义相对论才涉及加速运动的非惯性系，故A正确；做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大，故B错误；波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，所以C错误；根据麦克斯韦的电磁理论，振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场，故D正确；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现象．故E 正确．8．(多选)解析：选ACD.由折射光路可知，b 光的折射率大于a 光，则根据n ＝c v 可知，在半圆形的玻璃砖中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度，选项A 正确；a 光的频率小于b 光的频率，选项B 错误；因a 光的波长大于b 光，故a 光比b 光更容易发生衍射现象，选项E 错误；则根据Δx ＝l d λ，则两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a 光的较大，选项C 正确；根据sin C ＝1n 可知，若a 、b 两束光从同一介质射入真空过程中，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角，选项D 正确．9．解析：(1)根据发生干涉现象的条件，两列光的频率相同．如果放置光屏，在A ，B 点会出现亮条纹，在C 点会出现暗条纹．(2)相邻亮条纹的中心间距Δx ＝l d λ，由题意知，亮条纹的数目n ＝10，则得L ＝n Δx ＝nlλd代入数据解得L ＝1.178×10－2 m答案：(1)频率 C (2)1.178×10－2 m10．解析：(1)摆放各光具时应保证光线沿直线通过各光具的中心(轴线)，所以摆放时并不放单缝和双缝，A 错误．测量亮纹位置时，为了准确，应该将目镜分划板的中心刻线与亮纹中心对齐，B 正确．相邻两条亮纹间距为Δx ，则n 条亮纹间距为a ＝(n －1)Δx ，即Δx ＝a n －1，C 正确． (2)1.5 mm ＋47.0×0.01 mm ＝1.970 mm.答案：(1)A (2)1.97011．解析：(1)机场安检时，借助X 射线的穿透能力可以看到箱内物品，A 正确．交通警示灯选用红灯是因为红光更容易穿透云雾烟尘，B 正确．建筑外装玻璃镀一层膜是应用了光的漫反射，C 错误．液晶显示应用了偏振光，D 正确．(2)由光速不变原理可知，卫星上观测到激光的传播速度是c .由多普勒效应可知，卫星与激光靠近时，卫星接收到激光的频率ν大于ν0.答案：(1)C (2)c 大于12．解析：(1)由雷达的工作原理知，雷达是用微波来测定物体位置的设备，A 错；电磁波在传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直，且与波的传播方向垂直，故电磁波是横波，B 对；电磁波可以不依赖介质而传播，C 错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，D 错．(2)①根据c ＝λf 可得f ＝c λ＝3.0×10820×10－2 Hz ＝1.5×109 Hz. ②电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离s ＝c Δt ＝c ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n －t ＝3×108×⎝ ⎛⎭⎪⎫15 000－0.02×10－6 m ≈6×104 m ， 所以雷达的最大侦察距离s ′＝s 2＝3×104 m ＝30 km.答案：(1)B (2)①1.5×109 Hz ②30 km。
高考物理-光学电磁波相对论-专题练习
高考物理专题练习光学电磁波相对论一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，则（）A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光，且三束光一定相互平行B．增大α角且α90︒≤，光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束ⅠC．玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的折射率＞，光束Ⅲ可能会由于全反射而从上表面消失D．减小α角且α0︒E．光束Ⅲ比光束Ⅱ更容易发生明显衍射2．下列说法中正确的是（）A．交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘B．光在同一种介质中沿直线传播C．用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射D．让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置。
形成的干涉条纹间距较大的是绿光E．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应3．两束单色光a和b沿如图所示方向射向等腰三棱镜的同一点O，已知b光在底边界处发生全反射，两束光沿相同方向射出，则（）A．在棱镜中a光的传播速度较大B．用a光检查光学平面的平整度时，呈现的明暗相间条纹比b光呈现的条纹要密C．若a、b两种色光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大D．用a、b光分别做单缝衍射实验时，b光衍射条纹宽度更大4．实物粒子和光都具有波粒二象性性。
下列事件中突出体现波动性的是（）A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构A．a、b两束单色光相互平行B．a光在玻璃中的传播速度大于b光C．在玻璃中a光全反射的临界角小于b光D．用同一双缝干涉装置进行实验a光的条纹间距小于b光9．如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO 为过C点的AB面的垂线，a、b两束不同频率的单色可见细光束从空气垂直变射入玻璃砖AB，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度B．a光的频率大于b光的频率C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D．若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角E．b光比a光更容易发生衍射现象10．下列说法正确的是（）A．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度C．光的衍射现象是光波相互叠加的结果D．露珠呈现的彩色是光的反射现象E．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性。
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光学 电磁波 相对论 练习题1．两束单色光A 、B 的波长分别为A λ、B λ，且A λ>B λ，则______（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大．【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷） 【答案】 A A2．如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O 点)，然后用横截面为等边三角形ABC 的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC 边上。
D 位于AB 边上，过D 点做AC 边的垂线交AC 于F 。
该同学在D 点正上方向下顺着直线DF 的方向观察。
恰好可以看到小标记的像；过O 点做AB 边的垂线交直线DF 于E ；DE =2 cm ，EF =1 cm 。
求三棱镜的折射率。
(不考虑光线在三棱镜中的反射)【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III 卷） 【答案】【解析】试题分析 本题考查折射定律、光在三棱镜中传播及其相关的知识点。
解析过D 点作AB 边的发现，连接OD ，则为O 点发出的光纤在D 点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。
根据折射定律有 考点定位】光的折射，全反射，几何光学【名师点睛】本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系。
4．【2017·新课标Ⅱ卷】（10分）一直桶状容器的高为2l ，底面是边长为l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD ′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。
容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。
在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D 点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。
【答案】1.55【解析】设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接CD，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点；光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示；考点定位】光的折射及反射定律【名师点睛】此题主要考查光的折射定律的应用；解题的关键是能画出光路图，通过几何关系找到入射角及折射角；根据折射定律sinsininr列方程求解。
此题同时考查学生的数学计算能力。
5．【2016·全国新课标Ⅰ卷】（10分）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m。
从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。
（i）求池内的水深；（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0 m。
当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。
求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。
【答案】（i7m≈2.6 m （ii）0.7 m【解析】（i）如图，设到达池边的光线的入射角为i。
依题意，水的折射率n=43，光线的折射角θ=90°。
（ii）设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。
依题意，救生员的视线与竖直方向的夹角为θ'=45°。
由折射定律有n sin i'=sin θ' ④式中，i'是光线在水面的入射角。
设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。
由几何关系有⑤考点定位】光的折射定律sin i'=22a h【名师点睛】本题主要考查了光的折射定律的应用；解题关键是根据题意画出完整的光路图，然后根据光的折射定律结合几何关系列出方程求解；此题意在考查考生应用数学处理物理问题的能力。
1．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．雨后天空出现彩虹是光的折射现象B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期C．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播E．咪着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的的衍射现象【答案】 ACE2．利用下图装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法其中正确的是________。
（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．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小E．去掉滤光片后，干涉现象消失【答案】 ABD【点睛】解决本题的关键知道各种色光的波长大小，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式，并能根据公式分析比较干涉条纹的间距变化．3．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【答案】 BCD【解析】A项：做简谐运动的物体，振幅反映了振动的强弱，振幅越大，振动的能量越大，故A错误；B项：全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故B正确；C项：根据狭义相对论，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，故C正确；】D项：由于玻璃折射率大于真空的，根据，可知光在玻璃中的传播速度比真空中小，故D正确；E项：机械波的传播离不开介质，电磁波可以在真空中传播，故E错误。
点晴：本题考查了简谐运动的振幅、全息照相原理、爱因斯坦的狭义相对论的基本假设等，注意振幅反映了振动的强弱；全息照相的拍摄利用了激光的干涉，可以记录光强、光频、相位；机械波的产生条件是机械振动和介质。
6．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机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量B．在同一介质中，波长越短的光，传播速度越小C．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度D．光的偏振现象可以说明光是横波E．狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的【答案】 BCD点晴：本题要知道光的偏振现象说明光是一种横波，只有振动方向和偏振方向相同的波能通过，立体电影利用了光的偏振来工作的。
7．如图所示，一个三棱镜的截面为等边三角形ΔABC。
此截平面内的光线以入射角从AB边射入，进入棱镜后直接射到AC边，并以出射角i2射出，当时出射光线相对入射光线偏转角为30°。
求：（1）此时入射角；（2）三棱镜的折射率n。
【答案】【解析】（1）如图所示，令AB界面的折射角为，AC界面的入射角为，（2）由折射定律可知【点睛】（1）作出光路图，根据几何知识和对称性分析偏转角与入射角和折射角的关系，即可求得此时入射角；（2）根据折射定律求三棱镜的折射率。
8．投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体，光源产生的单色平行光投射到平面上，经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。
已知镜头半径R =30 cm，光屏MN到球心O的距离为d =102 cm，玻璃对该单色光的折射率，不考虑光的干涉和衍射。
求：光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径r。
【答案】 r=0.86m【解析】【详解】如图所示，设光线入射到D点时恰好发生全反射【点睛】此题考查学生几何知识解决光学问题的能力．对于几何光学问题，关键是画出光路图，找到临界光线，对数学的几何能力要求较高，要加强训练．1．下列说法正确的是_______。
(填正确答案标号。
选对1个得3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.医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理B鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大C.地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快D.照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰E无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理【答案】 ABD【解析】医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，A正确；当鸣笛汽车驶近路人的过程中，两者间距变小，则路人听到的声波频率与波源相比增加，B错误；在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢，C 错误；照相机镜头的偏振滤光片，从而阻碍其它反射光的进入，使得所拍影像清晰，D正确；无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端，是利用了衍射原理，E错误．点晴：解决本题的关键知道各种色光的频率大小，波长大小，以及知道条纹间距与波长、频率的关系，红光的频率小于紫光的频率，红光的波长大于紫光的波长，根据频率的大小可知折射率的大小，根据比较光在介质中的速度大小．通过双缝干涉条纹的间距公式比较干涉条纹的间距大小。
5．如图，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列有关这三束光的判断正确的是_______。
(填正确答案标号。
选对1个得3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 光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光B.在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小C.增大α角且α<90º，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束ⅠD.改变α角且α<90º，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行E.减小α角的大小，光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射【答案】 ABD【解析】A、由图可知光束I是反射光线，所以仍是复色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的，根据光的可逆性，知两光速仍然平行射出，且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光，故A正确；E、减小α角且α>0∘，根据折射定律，光线的折射角增大，根据光的可逆性，知光束Ⅲ不可能在上表面发生全发射，故E错误；故选ABD。
【点睛】由图可知光束I是反射光线，而光束Ⅱ、Ⅲ是由于它们的折射率的不同，导致出现光线偏折分离．但根据光路可逆可知出射光线仍与入射光线平行。
6．下列说法正确的是_______。
(填正确答案标号。
选对1个得3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．频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本来越大B．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象C．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象D．a、b两束光分别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比b光小，由此可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大E．让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光的偏转角都为零，但蓝光的侧移量更大【答案】 ADE7．两个横截面半径均为R的半圆柱形玻璃砖ABC和DEF拼接在一起，形成一个圆柱形玻璃砖A(D)BC(F)E，一束单色光从左侧玻璃砖上的M点入射，M点到AC(DF)的距离d R，入射光线的延长线经过A(D)点，左侧玻璃砖ABC对该单色光的折射率，右侧玻璃砖DEF对该单色光的折射率，真空中的光速为c。