高中物理专项练习：光学和电磁波
(浙江选考)高考物理二轮复习 专题23 光学与电磁波相关规律试题(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题23 光学与电磁波相关规律● 光的折射、反射、全反射●1．折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向发生改变的现象，如图1所示。
图12．折射定律〔1〕内容：折射光线、入射光线和法线处在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
〔2〕表达式：sin i sin r＝n ，式中n 是比例常数。
3．折射率〔1〕物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。
〔2〕定义式：n ＝sin i sin r，不能说n 与sin i 成正比，与sin r 成反比。
折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
〔3〕计算公式：n ＝c v，因v <c ，故任何介质的折射率总大于1。
4. 全反射 光导纤维1．全反射〔1〕定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线的现象。
〔2〕条件：①光从光密介质射向光疏介质。
②入射角大于等于临界角。
〔3〕临界角：折射角等于90°时的入射角。
假设光从光密介质〔折射率为n 〕射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，如此sin C ＝1n。
介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
2．光导纤维 光导纤维的原理是利用光的全反射。
全反射现象的理解与应用〔1〕在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。
〔2〕当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射。
当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。
〔3〕全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。
1．关于光的折射现象，如下说法中正确的答案是〔 〕A ．折射角一定小于入射角B ．折射率跟折射角的正弦值成反比C ．折射率大的介质，光在其中的传播速度小D ．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍【答案】C【解析】光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，选项A 错误；折射率是由材料本身决定的物理量，与折射角的正弦值无关，选项B 错误；根据v=c/n 可知，折射率大的介质，光在其中的传播速度小，选项C 正确；根据可知，折射角增大为原来的2倍，入射角不一定也增大为原来的2倍，选项D 错误；应当选C.2．如下列图半圆形玻璃砖，圆心为 O，半径为 R．某单色光由空气从 OB 边界的中点 A垂直射入玻璃砖，并在圆弧边界 P 点发生折射，该折射光线的反向延长线刚好过B点．如此〔〕A．该玻璃对此单色光的折射率为1.5B．光从 A 传到 P 的时间为〔c为空气中的光速〕C．该玻璃对此单色光的临界角为45°D．玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化【答案】B【解析】作出光路图，结合几何关系求出入射角和折射角，根据折射定律求出玻璃对光的折射率，根据sinC=求出临界角．根据几何关系求出光在玻璃中传播的路程，通过v=求出光在玻璃中传播的速度，从而得出光从A到P的时间．A、作出光路图，如下列图，根据几何关系知，入射角α=30°，折射角θ=60°，根据折射定律得：，故A错误。
高考物理一轮复习课后习题 第14章光学 电磁波 相对论 第2讲 光的干涉、衍射和偏振 电磁波 相对论
第2讲光的干涉、衍射和偏振电磁波相对论基础对点练题组一光的干涉1.(江苏镇江三模)如图所示,某种光盘利用“凹槽”和“平面”记录信息,激光照射到“凹槽”会产生极小反射光,下列说法正确的是( )A.“凹槽”产生极小反射光是由衍射现象形成的B.“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同C.激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍D.“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同2.(天津南开中学模拟)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,适当减小单缝的宽度,中央条纹会变宽3.在图示的双缝干涉实验中,光源S到缝S1、S2的光程差为实验用光波长的1.5倍,P0为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。
光屏上P1点到S2、S1的光程差为实验用光波长的2.5倍。
则P0处将呈现条纹,P1处将呈现条纹。
(均选填“亮”或“暗”)题组二电磁振荡电磁波4.(江苏模拟)为了测量储液罐中液体的液面高度,有人设计了如图所示装置。
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,进而再获知电容C的值(L值已知),从而测量储液罐内的液面高度。
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,所测到的LC回路中电流的振荡频率变小5.某收音机中的LC振荡电路,由固定线圈和可调电容器组成,能够产生频率范围为f~kf(k>1)的电磁振荡。
可调电容器的最大电容和最小电容之比为( )A.k4B.k3C.k2D.k6.(多选)(广东佛山二模)随着科技的进步,越来越多的人使用蓝牙耳机,手机与基站及耳机的通信如下图所示。
高中物理《物理光学》练习题(附答案解析)
高中物理《物理光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．从调谐电路接收到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程是（）A．调谐B．解调C．调频D．调幅2．关于电磁场和电磁波的说法中，下列叙述正确的是（）A．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播C．安培通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用D．麦克斯韦建立了经典电磁理论，并证实了电磁波的存在3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波4．以下关于电磁波的说法不正确的是（）A．医院B超发出的超声波是电磁波B．无线通信是用电磁波进行传播的C．遥控器发出的红外线是电磁波D．透视使用的X射线是电磁波5．2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月，各地月出时刻约为18点10分至20分，所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮，关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的B．光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象C．无影灯是应用光的衍射现象，分光镜是利用光的全反射原理D．红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射6．衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用，可以利用衍射图样分析结构，如通过X射线在晶体上衍射的实验，证实了各种晶体内部的微粒是按一定规则排列着的。
如图所示为一束光经过某孔洞后的衍射图样，则该孔洞的形状可能是（）A．B．C．D．7．如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。
下面的说法中正确的是（）A．在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长B．b侧光更容易产生衍射现象C．若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＞Δxb8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是（）A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉的原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是光的半波长的奇数倍，则出现亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现水平干涉条纹10．下列关于光的说法正确的是（ ）A ．光的偏振现象说明光是一种横波B ．立体电影是利用了光的衍射现象C ．利用激光的相干性好可以进行精准的测距D ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象11．2022年8月，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”实现了国际上首次空间太阳h α波段光谱扫描成像，这相当于给太阳低层大气做了“CT ”扫描。
专题16 光学 电磁波(测试)(解析版)-2024年高考物理二轮复习讲练测(新教材新高考)
专题16光学电磁波（考试时间：75分钟试卷满分：100分）一、单项选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分）1．（2024·浙江·一模）如图所示，某种光盘利用“凹槽”、“平面”记录信息，激光照射到“凹槽”会产生极小反射光强，下列说法正确的是（）A ．“凹槽”产生极小光强是由于衍射现象形成B ．“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度不同C ．激光在介质中的波长可能为“凹槽”深度的3倍D ．“凹槽”反射光与“平面”反射光的频率相同【答案】D【详解】A ．根据光的干涉知识分析可知，“凹槽”产生极小光强是由于由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后相消，是干涉现象形成，不是属于衍射现象，故A 错误；B ．“凹槽”中有透明介质，光的速度小于真空中速度，“凹槽”入射光与“平面”反射光传播速度相同，故B 错误；C ．由于“凹槽”反射光与“平面”反射光叠加后削弱，考虑到“凹槽”反射光的路程，“凹槽”深度的2倍应该为激光束半波长的奇数倍，故C 错误；D ．“凹槽”反射光与“平面”反射光是同种类型的光，频率相同，故D 正确。
故选D 。
2．（2024·江西·校联考二模）如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒，长度为6m 。
一束光线从圆柱形棒的一个底面中心垂直射入，经82.510s -⨯由另一底面圆心射出。
保持入射点不变，调整光线的入射方向，使其在材料内部恰好发生全反射，（光在真空中的速度为8310m /s ⨯）则光通过透明材料的时间为（）A ．82.510s -⨯B ．83.310s -⨯C ．83.12510s-⨯D ．84.9510s-⨯【答案】C【详解】设光在该材料中传播速度为v ，由L vt =，解得82.410m/s L v t ==⨯，由cn v=，可知 1.25n =，设全反射临界角为C ，则1sin 0.8C n ==，光刚好发生全反射，可知光在透明材料中的路程为7.5m sin Ls C==，则887.5s 3.12510s 2.410s t v -'===⨯⨯。
专题15 光学 电磁波(广东专用)(原卷版)
2022年高三物理二轮复习资料（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）（广东通用）专题15 光学 电磁波【命题规律】 1、命题角度：（1）光的折射与全反射； （2）光的干涉和衍射； （3）电磁波；（4）几何光学与物理光学的综合分析. 2、常考题型：选择题、计算题 【知识荟萃】★考向一、光的折射与全反射1．常用的三个公式 sin θ1sin θ2＝n ，n ＝c v ，sin C ＝1n . 2．折射率的理解（1）折射率与介质和光的频率有关，与入射角的大小无关． （2）光密介质指折射率大的介质，而不是指密度大的介质． （3）同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小． 3．求解光的折射和全反射问题的思路（1）根据题意画出正确的光路图，特别注意全反射的临界光线． （2）利用几何关系确定光路中的边、角关系． （3）利用折射定律等公式求解． （4）注意折射现象中光路的可逆性．4．解题关键：准确作出光路图，充分运用几何图形中的边角关系、三角函数、相似三角形等. ★考向二、光的干涉与衍射1.光的干涉现象和光的衍射现象证明了光的波动性，光的偏振现象说明光为横波.2.光的干涉和光的衍射产生的条件：发生干涉的条件是两光源频率相等，相位差恒定；发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸跟光的波长相差不多或比光的波长小.3.光的干涉现象：双缝干涉、薄膜干涉（油膜、空气膜、增透膜、牛顿环）； 光的衍射现象：单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射、泊松亮斑.4.光的双缝干涉（1）条纹间距Δx＝ldλ.（2）单色光条纹间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹.5.单缝衍射与双缝干涉的比较光的双缝干涉和单缝衍射的比较双缝干涉单缝衍射产生条件两束光频率相同、相位差恒定障碍物或狭缝的尺寸足够小（明显衍射）图样不同点条纹宽度条纹宽度相等条纹宽度不等，中央最宽条纹间距各相邻条纹间距相等各相邻条纹间距不等亮度情况清晰条纹，亮度基本相等中央条纹最亮，两边变暗与光的偏振的区别干涉、衍射都是波特有的现象；光的偏振现象说明光是横波★考向三、几何光学与物理光学的综合应用电磁波1、各种色光特征比较项目红→紫频率越来越高波长越来越短折射率越来越大介质中传播速度越来越小发生全反射时的临界角越来越小光子能量越来越大2、电磁波谱：按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．3、电磁波传播不需要介质，在介质中传播时速度与介质材料和电磁波频率有关．【特别提醒】1.电磁振荡：T＝2πLC，电流为0时电场能最大，电压为0时磁场能最大.2.电磁波和电磁波谱（1）麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.（2）电磁波与机械波的主要区别①电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质.①电磁波是横波，机械波可能是横波，也可能是纵波.（3）电磁波谱按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成的谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.【经典例题】【例题1】在2021年12月9日的天宫课堂中，三位航天员观察到水球中的气泡特别亮，这是因为光在气泡表面发生了_____现象。
高考物理一轮复习小题多维练(全国通用)第28练光、电磁波(原卷版+解析)
专题12 光、电磁波第28练 光、电磁波1.(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O 和两出射点P 、Q 恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a 、反射光束b 、出射光束c 和d 、已知光束a 和b 间的夹角为90°，则( )A ．光盘材料的折射率n ＝2B ．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C ．光束b 、c 和d 的强度之和等于光束a 的强度D ．光束c 的强度小于O 点处折射光束OP 的强度2.人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D ，对称地沿轴线方向射入半径为R 的小球，会聚在轴线上的P 点．球体的折射率为2，且D ＝2R .则光线的会聚角α为( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．75°3.目前，移动和电信公司都升级了200 M 光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为233，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )A ．α<60°B ．α<30°C ．β>30°D ．β<30°4.如图所示，用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( )A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2f1.如图甲所示，在平静的水面下深h 处有一个点光源s ，它发出两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a 光的颜色(如图乙)．设b 光的折射率为n b ，则下列说法正确的是( )A ．在水中，a 光的波长比b 光小B ．水对a 光的折射率比b 光大C ．在水中，a 光的传播速度比b 光小D ．复色光圆形区域的面积为S ＝πh 2n b 2－12.(2020·浙江1月选考·12)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k 倍(0<k <1)．若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的(1－k 2)倍．则该材料折射率至少为( )A.62B. 2 C ．1.5 D ．2 3.(2020·浙江7月选考·13)如图所示，圆心为O 、半径为R 的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P 点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行．已知真空中的光速为c ，则( )A ．玻璃砖的折射率为1.5B ．O 、P 之间的距离为22R C ．光在玻璃砖内的传播速度为33cD．光从玻璃到空气的临界角为30°4.一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜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．折射后的出射光线向底边BC偏折D．折射后的出射光线向顶角A偏折5.如图所示，两细束平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是()A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B．有两束单色光能从上表面射出C．a、b单色光发生折射的同时在玻璃砖的下表面也发生反射D．改变玻璃砖的厚度，a光可能会从b的右侧射出6.如图所示，一束红色光线和一束紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其出射光线都是由圆心O点沿OC方向射出，则下列说法正确的是()A．AO光线是紫光，BO光线是红光B．AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长C．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，则O点的出射光线一定会变为两条D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大7.(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是()A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹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90°，条纹也会跟着转动90°8.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫9.关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输10.关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是()A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C．γ射线可以用来治疗某些癌症D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强专题12 光、电磁波第28练 光、电磁波1.(2021·浙江6月选考·12)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示．入射点O 和两出射点P 、Q 恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束a 、反射光束b 、出射光束c 和d 、已知光束a 和b 间的夹角为90°，则( )A ．光盘材料的折射率n ＝2B ．光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C ．光束b 、c 和d 的强度之和等于光束a 的强度D ．光束c 的强度小于O 点处折射光束OP 的强度 【答案】D【解析】如图所示，由几何关系可得入射角为i ＝45°， 折射角为r ＝30°根据折射定律有 n ＝sin 45°sin 30°＝2212＝2 所以A 错误；根据v ＝c n ＝22c ，所以B 错误；因为在Q 处光还有反射光线，光束b 、c 和d 的强度之和小于光束a 的强度，所以C 错误； 光束c 的强度与反射光束PQ 强度之和等于折射光束OP 的强度，所以D 正确．2.人的眼球可简化为如图所示的模型．折射率相同、半径不同的两个球体共轴．平行光束宽度为D ，对称地沿轴线方向射入半径为R 的小球，会聚在轴线上的P 点．球体的折射率为2，且D ＝2R .则光线的会聚角α为()A ．30°B ．45°C ．60°D ．75° 【答案】A【解析】设入射角为i ，折射角为r ，由几何关系得sin i ＝D 2R ＝22由折射定律有n ＝sin isin r ＝2由几何关系有i ＝r ＋α2，联立解得α＝30°，故A 正确，B 、C 、D 错误．3.目前，移动和电信公司都升级了200 M 光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为233，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )A ．α<60°B ．α<30°C ．β>30°D ．β<30°【答案】C【解析】设临界角为C ，根据全反射的条件可知，α≥C ，而sin C ＝1n ＝32 ，则C ＝60°，则α≥60°，A 、B 错误；光线从端点能射出，则有sin isin (90°－β)＝n ，其中i <90°，解得β>30°，C正确，D 错误．4.如图所示，用频率为f 的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P 点出现第3条暗条纹，已知光速为c ，则P 到双缝S 1、S 2的距离之差|r 1－r 2|应为( )A.c 2fB.3c 2fC.3c fD.5c 2f【答案】D【解析】出现第3条暗条纹，说明S 1、S 2到P 点距离之差为λ2(2n －1)＝λ2(2×3－1)＝52λ，而λ＝c f ，所以|r 1－r 2|＝52λ＝5c2f ，故D 正确．1.如图甲所示，在平静的水面下深h 处有一个点光源s ，它发出两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a 、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a 光的颜色(如图乙)．设b 光的折射率为n b ，则下列说法正确的是( )A ．在水中，a 光的波长比b 光小B ．水对a 光的折射率比b 光大C ．在水中，a 光的传播速度比b 光小D ．复色光圆形区域的面积为S ＝πh 2n b 2－1【答案】D【解析】a 光的照射面积大，知a 光的临界角较大，根据sin C ＝1n 知a 光的折射率较小，所以a 光的频率较小，波长较大；根据v ＝cn 知，在水中，a 光的传播速度比b 光大，同一种色光在真空中和在水中频率相同，由v ＝λf 可知，在水中，a 光的波长比b 光大，选项A 、B 、C 错误；设复色光圆形区域半径为r ，复色光圆形区域边缘，b 光恰好发生全反射，依据sin C ＝1n b ，结合几何关系，可知sin C ＝rh 2＋r 2，而复色光圆形区域的面积S ＝πr 2，联立解得S＝πh 2n b 2－1，D 正确． 2.(2020·浙江1月选考·12)如图所示，一束光与某材料表面成45°角入射，每次反射的光能量为入射光能量的k 倍(0<k <1)．若这束光最终进入材料的能量为入射光能量的(1－k 2)倍．则该材料折射率至少为( )A.62B. 2 C ．1.5 D ．2 【答案】A【解析】如图，光线经两次反射后再次进入材料的光线在MN 面上恰好发生全反射，则有sin 45°sin θ＝n ①sin C ＝1n ②sin C ＝cos θ③ 联立解得n ＝62，故A 正确． 3.(2020·浙江7月选考·13)如图所示，圆心为O 、半径为R 的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P 点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行．已知真空中的光速为c ，则( )A ．玻璃砖的折射率为1.5B ．O 、P 之间的距离为22R C ．光在玻璃砖内的传播速度为33c D ．光从玻璃到空气的临界角为30° 【答案】C【解析】光路图如图所示．设O 、P 之间的距离为x ，当θ＝60°时，折射角为r ，光从玻璃砖圆形表面射出时与玻璃砖的界面交点为Q ，由出射光线与入射光线平行知过P 点的法线与过Q 点的法线平行，则玻璃砖的折射率n ＝sin θsin r ＝sin θR 2＋x 2x ①又沿P 点垂直入射的光恰好发生全反射， 则sin C ＝1n ＝xR②解①②得x ＝33R ，n ＝ 3. 则sin C ＝33≠sin 30°， 光在玻璃砖中的传播速度v ＝c n ＝33c ，故C 正确，A 、B 、D 错误．4.一束白光从顶角为θ的玻璃三棱镜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 ．折射后的出射光线向底边BC 偏折D ．折射后的出射光线向顶角A 偏折【答案】BC【解析】白光从AB 面射入三棱镜后，由于紫光偏折程度大，从而到达另一侧面AC 时的入射角较大，且因玻璃对紫光的折射率大，sin C ＝1n ，因而其临界角最小，故随着入射角i 的减小，进入三棱镜后的各色光中紫光首先发生全反射不再从AC 面射出，红光最后消失，通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向三棱镜底边BC 偏折，故B 、C 正确． 5.如图所示，两细束平行单色光a 、b 射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是( )A ．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射B ．有两束单色光能从上表面射出C ．a 、b 单色光发生折射的同时在玻璃砖的下表面也发生反射D ．改变玻璃砖的厚度，a 光可能会从b 的右侧射出【答案】BCD【解析】根据光路可逆性，光能从平行玻璃砖下表面进入就能从上表面射出，A 错误，B 正确；折射与反射同时发生，C 正确；由于b 光的偏折程度大，当玻璃砖增厚到一定程度时，a 光会从b 的右侧射出，D 正确．6.如图所示，一束红色光线和一束紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形的玻璃柱体，其出射光线都是由圆心O 点沿OC 方向射出，则下列说法正确的是( )A．AO光线是紫光，BO光线是红光B．AO光线比BO光线穿过玻璃柱体所需时间长C．将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，则O点的出射光线一定会变为两条D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大【答案】ABD【解析】由题图可知，AO光线的折射率大于BO光线，而紫光的折射率大于红光，即AO 光线是紫光，BO光线是红光，A正确；在玻璃柱体中紫光AO的光速小于红光BO，所以传播时间长，B正确；将AO光线顺时针转动到BO光线与其重合，AO光线的入射角增大，有可能发生全反射，所以出射光线可能只有一条，C错误；波长越长干涉条纹间距越大，BO 的波长大于AO，则在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大，则D正确．7.(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是()A．过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹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90°，条纹也会跟着转动90°【答案】AB【解析】肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，干涉条纹是前后表面反射光形成的，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，从形成到破裂的过程中上面越来越薄，下面越来越厚，因此会出现加强点和减弱点的位置发生变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，D错误．8.如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫【答案】B【解析】双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝ldλ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．9.关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输【答案】ABC【解析】电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C 正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误．10.关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是()A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备C．γ射线可以用来治疗某些癌症D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强【答案】BCD【解析】一切物体均发出红外线，温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，B正确；γ射线可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，C正确；给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，D正确．。
高二物理选修4《光学、电磁场和电路分析》练习题及答案
高二物理选修4《光学、电磁场和电路分
析》练习题及答案
1. 光学题目
1.1. 问题：一束光从空气射入玻璃，其入射角为45度。
如果玻璃的折射率为1.5，计算反射角和折射角。
答案：根据斯涅尔定律，反射角等于入射角，折射角由正弦关系计算得出，折射角约为29.1度。
1.2. 问题：一束光通过凹透镜聚焦。
如果物距为30厘米，凹透镜的焦距为10厘米，计算像距和放大率。
答案：根据薄透镜公式，1/f = 1/v - 1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。
代入数值计算，得到像距为20厘米，放大率为2。
2. 电磁场题目
2.1. 问题：一根长直导线通电，产生的磁场强度如何随距离变化？
答案：根据安培定律，距离直线导线越远，磁场强度越弱。
2.2. 问题：一个平行板电，两板间的电场强度如何随距离变化？
答案：根据电场的定义，两平行板间的电场强度与距离成反比
关系。
3. 电路分析题目
3.1. 问题：一个由电阻、电容和电感串联的电路，如何计算电流？
答案：根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以通过计算电路中的
总电阻，以及应用电压和总电阻的关系计算电流。
3.2. 问题：一个并联电路中，两个电阻的等效电阻如何计算？
答案：在并联电路中，两个电阻的等效电阻可以通过公式1/R
= 1/R1 + 1/R2 计算得出。
以上是《光学、电磁场和电路分析》的一些练题及答案，希望
能对您的研究有所帮助。
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°。
高考物理总复习第十四章光学电磁波相对论课件练习题
质性。
5.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。知道光也
是一种电磁波。
6.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展中的意义。
7.通过实验,了解激光的特性,能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
8.初步了解狭义相对论和广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。关注
介质
光密介质
光疏介质
折射率
大
小
光速
小
大
相对性
若n甲>n乙,则甲对乙来说是 光密
介质
若n甲<n丙,则甲对丙来说是 光疏
介质
2.全反射
光密
光密
大于等于
光疏
光疏
3.全反射棱镜
棱镜对光路的控制
如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形,当光从图中所示的方向射入
玻璃时,由于光的方向与玻璃Байду номын сангаас 垂直 ,光线不发生偏折。但在玻璃内部,
根据数学知识可知 tan
1
i=
√15
由几何知识可知 tan i= 2
解得
2√15
d= 5
mm。
4
sin
(2)当 θ'=180°时,根据
'
2 =2 可得 sin i'=1
sin '
根据数学知识可知 tan
由几何知识可知 tan
解得
则
√3
x'=
3
1
i'= 3
√
'
i'=
'
mm
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高中物理专项练习：光学和电磁波一．选择题1.（吉林长春二模）（5分）以下说法中正确的是 .（填正确答案前标号.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.在同一种玻璃中,频率越大的光速度越小B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振C.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应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【参考答案】ADE【名师解析】在同一种玻璃中,频率越大的光折射率越大,由n=c/v可知光的传播速度越小,选项A正确；用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉,选项B错误；麦克斯韦理论上提出了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,选项C错误；交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应,选项D正确；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E正确.2.（5分）（高三考试大纲调研卷9）如图所示,在透明均匀介质内有一球状空气泡,一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡,A为入射点,之后a、b光分别从C点、D点射向介质.已知光束在A点的人射角i=30°,a光经过气泡的偏向角θ=45°,CD弧所对圆心角为3°,则下列说法中正确的是______.（选对一个给2分,选对两个给4分,选对3个给5分.每选错一个扣3分,最低得分为0分）A.b光经过气泡的偏向角为42°B.介质对a光的折射率大于C.a光的频率小于b光的频率D.b光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为E.若a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置,则b光在屏上产生的条纹的间距大【参考答案】（1）（5分）ADE【名师解析】（1）光线在A点的入射角为i,折射角分别为、,作出光路图,如图.由a色光的偏向角为45°,而偏向角,得,由几何知识得：AC弧所对的圆心角为,CD弧所对的圆心角为3°,则AD弧所对的圆心角为78°,故,b色光的偏向角为,故A正确..介质对a色光的折射率,故B错误..介质对b色光的折射率,则a光的频率大于b光的频率,故C错误..b色光从介质射向空气的临界角正弦,故D正确..由上得知,a光的偏向角大于b光的偏向角,a光的折射率大于b光的折射率,a、b两单色光在透明介质中的波长,根据条纹间距公式,波长长的双缝干涉时条纹间距较大,故,故E正确.故选ADE.3.（高三考试大纲模拟卷11）2018年1月31日,天空中上演了一场万众瞩目、被称为“超级满月、蓝月亮、红月亮”的月全食大戏,这次月全食历时近5小时,最精彩之处是在发生月全食阶段月亮呈现红色,下列有关月食的说法中正确的是________．(填正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)A．当地球处于太阳和月亮中间时才会出现月食现象B．当月亮处于太阳和地球中间时才会出现月食现象C．月食可能是太阳光经月亮反射到地球大气层时发生全反射形成的D．出现月食现象,是因为月亮处于地球的“影子”中E．“红月亮”是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮时形成的【参考答案】ADE【名师解析】当太阳、地球、月亮在同一直线上,地球位于太阳与月亮之间时,太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住,光线照不到月亮上,月亮处于地球的“影子”中,在地球上完全看不到月亮的现象就是月全食．看到“红月亮”,是太阳光中的红光经地球大气层折射到月亮形成的,选项A、D、E正确,B、C错误．故选ADE.二．计算题1.(10分) （广东广州天河区二模）一半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示,O为圆心,一束平行光线照射到玻璃砖MO′面上,中心光线a沿半径方向射入玻璃砖后,恰在O点发生全反射,已知∠AOM=45°.求：①玻璃砖的折射率n；②玻璃砖底面MN出射光束的宽度是多少?(不考虑玻璃砖MON面的反射)【名师解析】（10分）解：①由n＝1sin C,得n＝1sin45°＝ 2.（3分）②进入玻璃砖入射到MO的光线均发生全反射,从O′点入射光的路径如图所示.由n＝sinαsinθ＝sin45°sinθ,（2分）得θ＝30°,（1分）由光路可逆θ′＝30°、α′＝45°,出射光与入射光平行.OD＝R tan30°＝33R（2分）出射光束的宽度d＝OD cos45°＝66R.（2分）2．（南昌模拟）如图,现有一束平行单色光垂直入射到一半径为R 的玻璃半球的底面上,O 点是半球的球心,虚线OO′是过球心O 与半球底面垂直的直线,已知光速为c,玻璃对该色光的折射率为3.①底面上多大区域面积的入射光线能够直接从球面射出?②某入射光线从距离虚线OO′为0.5R 处入射,经球面折射后与OO′有交点,求该光线从进入半球到该交点的运动时间?【命题意图】本题考查全反射、折射定律、光速、传播时间的计算及其相关知识点. 【解题思路】（i ）如图,从底上面A 处射入的光线,在球面上发生折射时的入射角为i ,当i 等于全反射临界角C 时,对应光线到光轴的距离最大,设最大距离为d ,C i =设n 是玻璃的折射率,由全反射临界角的定义有nC 1sin =（1分） 由几何关系有Rdi =sin （2分） 联立解得：R d 33=（1分） 能够直接从球面射出的入射光线在底面上的面积为（1分）（ii ）设与光轴距2R的光线在球面B 点折射时的入射角和折射角分别为i 1和r 1, 由几何关系有o i 301=（1分）由折射定律有（1分）解得：o 160γ=（1分） 即,可得R L BC =,R L AB 23=（1分） 且在玻璃半球中nc v = 联立得 cRt 25=（1分） 3.（10分）（全国考试大纲调研卷3）如图,为某种透明材料做成的三棱镜横截面,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 面的方向正好入射到该三棱镜的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.试求：① 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 面折射而出后,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? 【参考答案】 (2) ①②当光屏到BC 距离超过时,光斑分为两块.【名师解析】(1)①由A 点的振动图线可知,t =0时质点向下振动,故波沿x 轴正向传播；②波速；③因为此波的频率为2.5 Hz,若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率等于该波的频率2.5 Hz.（2） ①由于对称性,我们考虑从AB 面入射的光线,这些光线在棱镜中是平行于AC 面的,由对称性不难得出,光线进入AB 面时的入射角α折射角β分别为α=60º,β=30º ；由折射定律,材料折射率②如图O 为BC 中点,在B 点附近折射的光线从BC 射出后与直线AO 交于D ,可看出只要光屏放得比D 点远,则光斑会分成两块.由几何关系可得OD=；所以当光屏到BC距离超过时,光斑分为两块；4.（安徽芜湖期末）某均匀介质制成的柱形棱镜的横截面如图所示,其中CD是圆心为O,半径为4m的四分之一圆弧,ABOD是矩形.若光线从CD上的某一点沿半径方向入射,进入棱镜后在BC.已知上的O点发生全反射,然后由AB的M点射出,测得出射光线与法线夹角θ的正弦值为56OB＝2m,3mBM=,真空中的光速为c,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8.求：①光在该介质中的传播速度v；②光线从CD沿半径方向入射,从AB射出时,入射光与OD夹角α的范围.【名师解析】①根据光路的可逆性原理根据光速与折射率的关系c=nv∴v＝0.6c②根据全反射临界角与折射率的关系1=sin Cn∴C＝37°根据题设要求,光不能在AB边发生全反射画出刚好在AB边发生全反射的光路图此时α的夹角为53°继续增大α,光可以从AB边射出∴α∈(53°,90°)5.（广东茂名一模）如图所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为R,折射率是3,AB是一条直径.今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,若一条入射光线经折射后恰经过B点,则：(i)这条人射光线到AB的距离是多少?(ii)这条入射光线在圆柱体中的运动时间是多少?【名师解析】①设光线P经折射后经过B点,光线如图所示.根据折射定律（1分）在中,可得,（2分）所以（2分）②在中,（2分）（2分）=12cm,BC 6.(10分) （河北唐山期末）如图所示,矩形ABCD为某透明介质的截面图,AB边长L1边长L=24m,光线由A点以i=53°的入射角射入AB面,光线进入介质后,经过一次反射后,射到2底边CD的中点F,并的出个质,不考虑F点光线的反射.已知光速c=3.0×108m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求：(i)介质的折射率(ii)光线在介质中的传播时间.【名师解析】（i ）延长A 点的折射光线与底边CD 交于G 点, 三角形AGD 中,由几何关系可知GD =123L =18cm （1分）AG =22GDAD +=30cm （1分） （1分）由公式 rin sin sin =（2分） 可得 34=n（1分） （ii ）在介质中nc v =（1分）vs t = （1分） S =AG =30cm （1分）可得t =91034-⨯s （1分）（其它方法正确同样得分）7.（10分）（高三考试大纲调研卷10）如图所示,真空中的三棱镜横截面是等腰直角三角形,∠A=90°,平行于底面BC 的入射光从AB 面进入三棱镜,经AB 面和AC 面折射后能从AC 面射出三棱镜,求三棱镜材料的折射率n 值的范围.（不考虑光线在三棱镜里的反复反射）ABDi r L 1 L 2【参考答案】（10分）【名师解析】(2)设三棱镜的折射率为n,光线在AB面发生折射,由折射定律；要使光线能从AC面射出,要求θ小于等于临界角,即：由几何关系可知又：联立解得又n>1,则折射率满足：.8.（10分）（全国考试大纲模拟卷1）如图所示,横截面为直角三角形的透明柱体,直角边（面）BC镀银.已知AB=6cm、∠C=300,一束红色激光从横截面AB边上的中点M点射入,入射角,从AC边上的N点平行BC边向右射出.求: ①透明物体的折射率；②射出点N距C点的距离.【名师解析】 (2)画出光路图,根据几何关系以及光的折射定律解答.①如图,透明物体内部的光路为折线MPN（P为光线反射点）,N、N′点相对于底面BC对称,M、P和N′三点共线,设折射角为r,出射光线与法线夹角为i′,对应透明物体内入射角为.由几何关系得：根据折射定律有：即有：由几何关系得：即有：根据折射率公式有：②由图中的几何对称关系可知：所以：9.(安徽江南十校联考)(10分)为了研究某种透明新材料的光学性质,将其压制成半圆柱形,如图(a)所示.一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入.CD为光学传感器,可以探测光的强度.从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图(b)所示.现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形,暴露于空气中(假设空气中的折射率与真空相同),设半圆形外半径为R,光导纤维束的半径为r.求：(i)这种新材料的折射率；(ii)用同种激光垂直于光导纤维束端面EF射入,若该束激光不从光导纤维束侧面外泄,则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系.【名师解析】。