2019高考物理二轮练习单元测试-第十三章光学、电磁波相对论简介

2019高考物理二轮练习单元测试- 第十三章光学、电磁波相
对论简介
[ 时间 90 分钟总分值100 分 ]
【一】选择题( 本题包含10 小题，共50 分，每题给出的四个选项中，有的只有一个选
0项正确，有的有多个选项正确、所有选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得
分)
1、有一块玻璃砖，上、下两面圆滑且平行，有一束光芒从空气射入玻璃砖，下边给
出的四个光路图中正确的选项是 ()
分析光照耀到两种介质界面上后，要同时发生折射和反射、本题中因为玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面可以发生折射，那么下表面必定
可以发生折射，射出下表面后，光芒与上表面的入射光平行，故 D 图正确、答案 D
2、(2018 ·洛阳 2 月质检 ) 以下列图，两束单色光a、b 从水下射向A点后，光芒经折射合
成一束光 c，那么以下说法中正确的选项是()
A、在水中 a 光的速度比 b 光的速度小
B、在水中 a 光的临界角比 b 光的临界角大
C、用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是平均的
D、用同一双缝干预实验装置分别以a、b 光做实验， a 光的干预条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距
sin i
分析依据光的折射率公式n＝sin r 可判断，单色光 a 的折射率小，单色光 b 的折射率大；
c1
利用n＝v可判断，b光在水中的速度小， A 错误；又sin C＝ n，在水中 a 的临界角大， B 正确；依据光的色散规律，不一样色光对同一种介质的折射率大，其对应的光的波长短，所以a
l
光的波长长，干预条纹间距x＝dλ大，D错误；衍射条纹的特色之一是条纹宽度不等距，
C错误、
答案 B
3、(2017 ·重庆 ) 在一次议论中，老师问道：“若是水中相同深度处有a、b、c 三种不一样颜色的单色点光源，有人在水面上方相同条件下观察发现， b 在水下的像最深， c 照亮水面的面积比 a 的大、对于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答以下：
① c 光的频次最大
② a 光的流传速度最小
③ b 光的折射率最大
④a 光的波长比 b 光的短
依据老师的假定，以上回答正确的选项是()
A、①②
B、①③
C、②④
D、③④
分析察看水下点光源的光路图和水面亮圆形成的光路图分别如图(1)和图 (2)所示、因 b
sin β
在水下的像最深，即折射角β最小，由公式 n＝sinα可知， b 光的折射率 n b最小、 c 光照亮
1
<n，所以，n <n <n，水面的面积比 a 大，那么 c 光的临界角大，由公式 sin C＝n可知，那么 n
c a bca
c
a 光的频次最大， a 光的波长最短，由n＝v可知， a 光的流传速度最小、应选项 C 正确、
答案 C
4、两束不一样频次的单色光a、b 平行地从空气射入水中，发生了以下列图的折射现
象
( α >
β) 、以下结论中正确的选项是()
A、光束b的频次比光束a低
B、在水中的流传速度，光束 a 比光束 b 小
C、水对光束a的折射率比水对光束 b 的折射率小
D、假定光束从水中射向空气，那么光束 b 的临界角比光束 a 的临界角大
分析因α >β，那么单色光a、b的折射率为a< b，故a的频次小于b的频次， A 错， C
n n
c c
对；由 n＝v得： v＝n，故 a 光束在水中的速度比 b 大，B错；光束由水中射向空气时，因临
界角＝ arcsin 1
，故
b
的临界角比
a
的小， D 错、n
C
答案 C
5、空气中两条光芒 a 和 b 从方框左边入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光芒如图甲所示、方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜、以下选项中给出了两棱镜四种搁置方式的表示图，此中能产生图甲成效的是()
答案 B
1
E、F、 G、 H 将半径 OM分红5等份，虚线
6、如图是一个4圆柱体棱镜的截面图，图中
5 EE、FF、GG、HH平行于半径 ON，ON边可汲取抵达其上的所有光
芒，该棱镜的折射率n＝3，
1111
假定平行光束垂直入射并覆盖，那么光芒 ()
OM
︵︵
A、不可以从圆弧NF
射出B、只好从圆弧NG射出
11
︵︵
C、能从圆弧G1H1射出
D、能从圆弧H1M射出
分析由临界角公式 sin
1
可知， sin
3
＝＝，由几何关系可知 1 即为光在圆弧面上的临
C n C5GG
︵︵
界角的一条边，以 G 点为分界点，向圆弧 N点挪动，光在 GN上入射角愈来愈小，故光能从
NG
111
︵︵
射出，向圆弧的 M点挪动，光在 G1M上入射角愈来愈大(大于临界角)，故光在 G1M上发生全反射，不可以射出、
答案 B
7.以下列图，一束入射光 AO从某种介质以入射角α射入空气，以 O点为圆心， R1为半径
画圆C1与折射光芒 OB交于 M点，过 M点向两介质的交界面作垂线与入射光
芒
AO的延伸
线
交于
N 点，以点为圆心，为半径画另一个圆2，测得该圆的半径为2，以下判断正确O ON C R
的选项是 ()
R1 A、该介质的折射率为R2
B、假定光由介质射入空气发生全反射，那么临界角为arcsin R2 R1
C、假定过圆 1 与界面的交点D作界面的垂线交圆 2 于P点，那么与法线所夹的锐
C C OP
角等于全反射的临界角
D、假定入射光的强度保持不变，渐渐增大入射角α ，那么折射光的强度将渐渐增添
R2
分析该介质的折射率为1，A 错误；假定过圆C与界面的交点 D 作界面的垂线交圆C
R
12
于 P 点，那么 OP与法线所夹的锐角等于全反射的临界角，临界角为
R1
arcsin R2， B 错误， C
正确；假定入射光的强度保持不变，渐渐增大入射角α，那么折射光的强度将减弱， D 错误、答案 C
8、以下列图，半径为R的圆形偏振片P的透振方向为竖直方向，一束横截面半径略小于
R 的平行自然光正对着偏振片P 照耀后射到屏上，现以光的流传方向OO′为轴将偏振片P 旋转 90°，那么在偏振片P旋转的过程中()
A、屏上出现圆形亮斑，亮度不变
B、屏上出现圆形亮斑，亮度渐渐变暗
C、屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度不变
D、屏上出现随偏振片P旋转的亮条纹，且亮度变暗
分析考察光的偏振、圆柱状光束经过偏振片后，屏幕上出现圆形亮斑，偏振片是让特定
振动方向的光透过去，不过相对于光源亮度减弱，故屏幕上依旧出现圆形亮斑、自然光包含在垂直于流传方向上沿全部方向振动的光，并且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，故转动偏振片，透振方向固然改变，但成像依旧是圆形亮斑，且亮度不变， A 正确、答案 A
9.(2018 ·云南检测 ) 以下列图，水槽中盛有必定深度的水，槽内底部水平搁置一镜面向上
的平面镜、一束红光和一束蓝光平行地斜射入水中，经平面镜反射后，从水面射出并分别投
射到MN屏上，那么从水面射出的两束光()
A、相互平行，红光投射点凑近M端
B、相互平行，蓝光投射点凑近M端
C、相互不平行，红光投射点凑近M端
D、相互不平行，蓝光投射点凑近M端
分析红光的折射率小，在水中的折射角大，蓝光投射点凑近M端，那么B正确、
答案 B
10. 一个等腰直角三棱镜的横截面以下列
图，有一细束绿光沿此横截面从面的P点平行
AC
于底面 AB 方向射入棱镜后，经 AB面反射，再从 BC面的 Q点射出，且 PQ∥AB(图中未画出
光在棱镜内的光路 ) ，假如将一细束红光沿相同的路径从P点射入三棱镜，那
么()
A、假定绿光不由AB面射出，那么红光必定也不由AB面射出
B、
假定绿光不由AB面射出，那么红光必定会由AB面射出C、红光
在AB面上的反射点地点必定在AB中点的右边
D、红光在AB面上的反射点地点必定在AB中点的左边
分析依据题意做出绿光在棱镜内的光路，依据对称性可知，绿光在AB 面上的反射点位置必定在 AB的中点，而红光的折射率小于绿光的，所以红光在 AB面上的反射点地点必定在AB中点的右边，C正确、D错误；假定绿光不由 AB面射出，说明绿光在 AB面发生了全反射，而红光在 AB面入射角大，但其临界角也大，所以不可以确立红光在 AB面能否发生全反射，A、
B错误、
答案 C
【二】实验题( 本题包含 2 小题，共15 分 )
11、 (9 分 )(2017 ·淮安模拟 )
以下列图，某同学用插针法丈量等腰三棱镜的折射率、在地区Ⅰ内已插好两枚大头针P1、P2，在地区Ⅱ内可察看到大头针的像，再插大头针P3、 P4，以挡住 P1、 P2的像、
(1)请作出经过 P1、P2、 P3、 P4的光路图；
(2)假定测得 AB面上的入射角为θ1，折射角为θ2，请写出该介质全反射临界角的表达
式： ________.
(3) 假定测得光波在该介质的折射率为n，那么光波在介质中的流传速度是________、光由空气进入介质前后，波长变化了________、 ( 该光波的频次为 f )
分析 (1) 以下列图所示
sin θ1
(2) n＝sinθ2
1 sin θ 2
sin C ＝ n ＝
sin θ 1
sin θ 2
临界角 C ＝ arcsin sin θ 1.
c
(3) 光在三棱镜中的流传速度 v ＝ n
c
光在空气中波长
λ 0＝ f
v
c
在介质中的波长 λ ＝ f ＝nf
c c n － 1 c
波长减小，减小量 λ ＝λ 0－ λ ＝ f － nf ＝n ·
f .
答案 (1) 看法析
(2)arcsin sin θ 2
sin θ 1
c n － 1 c
(3)
n ， n · f
12、(6 分 )(2017 ·北京旭日 2 月统考 ) 某同学用如图甲所示的实验装置做“双缝干预测
光的波长”的实验，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的丈量头 ( 如图乙所示 ) 测出、 丈量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐， 将该亮纹定为第 1 条亮纹， 此时手轮上的示数 为 0.070mm ，而后同方向转动丈量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，如图乙所 示，此时手轮上的示数为 ________mm.双缝的距离为 d ＝ 0.400mm ，测得双缝到毛玻璃屏的距 离为 L ＝ 0.600m ，求得相邻亮纹的间距为 x ，写出计算波长的表达式 λ ＝________，并算 出其波长 λ＝ ________nm.
xd
答案 4.946 ； L ；
650
【三】 阐述计算题 ( 本题包含 3 小题， 共 35 分、解答应写出必需的文字说明， 方程式和
重要的演算步骤， 只写出最后答案的不可以得分， 有数值计算的题， 答案中一定明确写出数值 和单位 )
13.(10 分 ) 以下列图，一水池深为 h ，一根长直木棍竖直地插入水底，长直木棍露出水面 部分的长度为 L ，当太阳光与水平面夹角为 60°斜射到水面时，水的折射率为
n ，求长直木
棍在水底的影子的长度、
分析
依题意画出以下列图的表示图，且 AO 长为 L ，因∠ AO ′O ＝ 60°，所以
3
BC ＝ O ′ O ＝ L tan30 °＝ 3 L
sin30 °
因为
sin r
＝n
所以 sin r ＝
sin30 °
1 n ＝ 2n
h sin r
sin r
h
CD ＝ h tan r ＝
cos r ＝ h
1－ sin
2
r ＝
4n 2－ 1
所以长直木棍在水底的影子长为
3 h
BD ＝ BC ＋ CD ＝ 3 L ＋ 4n 2－ 1
3
h
答案
3
L ＋
4n 2－ 1
14、(12 分 ) 一赛艇停在沉静的水面上，赛艇前端有一标志 P 离水面的高度为 h 1＝ 0.6m ，
尾手下端 Q 略高于水面；赛艇正前面离赛艇前端 s 1＝ 0.8m 处有一浮标，表示如图、一潜水 员在浮标前面 s 2＝ 3.0m 处下潜到深度为 h 2＝ 4.0m 时，看到标志恰巧被浮标挡住，此处看不到船尾端 Q ；持续下潜 h ＝ 4.0m ，恰巧能看见 Q . 求：
(1) 水的折射率 n ；
(2) 赛艇的长度 l .( 可用根式表示 )
分析 (1) 设过 P 点光芒，恰巧被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：
α、 β 那么：
s 1 s 2 sin α sin α＝
s 1 2＋ h 1 2①、 sin β ＝
s 2 2＋ h 2 2
②、 n ＝ sin β ③，
4
由①②③得： n ＝ 3
(2) 潜水员和 Q 点连线与水平方向夹角恰巧为临界角 C ，那么：
1 3
h 2＋ h
sin C ＝ n ＝ 4④ tan C ＝ s 1＋ s 2＋ l ⑤
8 7
由④⑤得： l ＝ (
3
－ 3.8)m ≈ 3.3m
4
答案 (1) n ＝ 3(2)3.3m
15、 (13 分 ) 以下列图，横截面是直角三角形 ABC 的三棱镜对红光的折射率
n 1，对紫光的
折射率为 n 2. 一束很细的白光由棱镜的一个侧面 AB 垂直射入，从另一个侧面 AC 折射出来、 棱镜的顶角∠ A ＝ 30°， AC 边平行于光屏 MN ，且与光屏的距离为 L . 求在光屏上获得的可见 光谱的宽度、
分析本题考察光的色散、光路以下列图、 设射到屏上的红光和紫光偏离
角θ 1＝ 30°，那么由折射定律
1 sin θ 1 1 sin θ 1
n 1＝ sin θ 2， n 2＝ sin θ 3
O 点的距离分别
为
d 1 和
d 2，折射角分别为 θ 2
和 θ3，入射
1
得 sin θ 2＝ n 1sin θ 1＝ 2n 1
1
sin θ 3＝n 2sin θ 1＝ 2n 2
n 1
那么 d 1＝L tan θ 2＝ L
4－ n 1 2
d 2＝ L tan θ 3＝ L
n 2
4－ n 2 2
那么可见光谱的宽度为
n 2
－
n 1
) 、
d － d ＝ L( 4－n 2 2 4－n 1
2 1
2
n
n
1
2
答案 L (
4－ n 2 2
－ 4－ n 1 2)。