2013届高三物理名校试题精选 解析第一部分专题15光、电磁波、相对论

一、单项选择题
1．（四川省泸州市2012届高三第二次诊断性考试理综试题）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．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象
D．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
2．（北京市怀柔区2012届高三下学期适应性练习理综试题）下列说法中正确的是（）
A．光具有波动性又具有粒子性，故光具有波、粒二象性。

B．海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的衍射而产生的
C．光的色散是光的干涉现象
D．爱因斯坦的光子说认为光是高速粒子流
2.A解析：海市蜃楼、沙漠蜃景都是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，选项B错误；光的色散不一定是光的干涉现象，例如光的色散可以通过使用三棱镜实现，这是利用了光的折射原理，选项C错误；爱因斯坦的光子说认为光是高速光子流，不是粒子流，选项D错误；显然，只有选项A正确。

本题答案为A。

3．（浙江省温州市普通高中2012届高三3月联合检测试卷）下列说法中正确的是（）A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是因为它们都可以在真空中传播
B．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
C．电磁波是横波
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验进行了验证
4．（北京市丰台区2012届高三上学期期末考试）下列光学现象的说法中正确的是( ) A．用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
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．透过平行于日光灯的窄缝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
4．C 解析：用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项A 错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项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，选项C 正确；透过平行于日光灯的窄缝正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D 错误。

本题答案为C 。

5．（四川省泸州市2012届高三第二次诊断性考试理综试题）如图所示，AOB 为透明扇形玻璃砖，圆心角60AOB ∠=︒，OM 为∠AOB 的角平分线，一束平行于OM 的单色光在空气中由OA 边射入玻璃砖，经OA 面折射后的光线恰平行于OB 。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．该玻璃的折射率为2
B ．经OA 面折射后的光线射到AMB 面都将发生全反射
C ．该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等
D ．该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等
6.（福建省2012届高三理科综合仿真模拟卷）如图所示，有一光投射到放在空气中的平行玻璃砖的第Ⅰ表面，下面说法中正确的是（ ） 60° 30°
7．（浙江省宁波市八校2012届高三下学期期初测试物理试题）如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内白墙上，即可观察到太阳光谱的七色光带。

逐渐增大平面镜的倾斜角度，各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是（）
8.（浙江省任岩松中学、龙岗高中、瑞安十中、鳌江中学、泰顺一中等五校2012届高三下期初联考理综试题）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值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（）
9. （北师大附中2012届高三开考）光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，以下关于光导纤维的说法正确的是（）
A. 内芯的折射率比外套大，光在内芯与外套的界面发生全反射
B. 内芯的折射率比外套小，光在内芯与外套的界面发生全反射
C. 内芯的折射率比外套小，光在内芯与外套的界面发生折射
D. 内芯的折射率与外套相同，外套材料有韧性，可以起保护作用
10．（浙江省部分重点中学2012届高三第二学期2月联考理综卷）OMO’N为半圆形玻璃砖的横截面，OO’为过截面圆心且垂直于MN的直线，两条可见单色光线a、b距OO’的距离为d，从空气中垂直MN射入玻璃砖中，在半圆形界面上发生反射和折射的实际情况如图所示，下列说法错误的是（）
A ．a 光在玻璃砖内的频率和在空气中的相等
B ．a 光在玻璃砖内的传播速度比在空气中的小
C ．a 光的频率比b 光的大
D ．在玻璃砖中，a 光的波长比b 光的大
11．（贵州省毕节市第一中学2012届高三第四次摸底考试理综卷）已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（ ）
A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大
B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大
C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大
D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大
11.C 解析：已知n 蓝＞n 红，又根据公式n =c/v 可知，v 红＞v 蓝，选项A 错误；若入射角为α，折射角为β，则n =sin α/sin β，所以sin β=sin α/n ，可见，入射角相同时，折射率小的折射角大，红光折射率较大，选项B 错误；因为sin C =1/n ，所以折射率小的临界角大，从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大，选项C 正确；根据条纹间距公式λd l x =
∆可知，用同一装置进行双缝干涉实验，d
l 的比值不变，条纹间距与波长成正比，红光和蓝光相比，红光的波长较长，所以红光的相邻条纹间距较大，选项D 错误。

本题答案为C 。

本题答案为C 。

12．（广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷）一束红、紫两色的混合光，从某种液体射向空气，当研究在界面上发生的折射和反射现象时. 可能发生的情况是下图中的（ ）
13．（浙江省瑞安中学2012届高三上学期期末试题）如图所示，一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a 、b 。

已知a 光的频率小于b 光的频率。

下列光路图正确的是（ ）
13.B 解析：单色光射入平行玻璃砖后的出射光线肯定与原来的入射光线平行，据此可先排除选项CD；已知a光的频率小于b光的频率可知，a光的折射率较小，当光线从空气射入玻璃砖并且入射角相同时，a光的折射角较大，据此可知，只有选项B正确。

本题答案为B。

14．（广西区百所高中2012届高三上学期联考理综卷）如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是（）
A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．同时增大入射角（入射角始终小于90°），则a光在下表面先发生全反射
D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
15．（福建省泉州市2012届高三3月质量检查试题）如图所示，a、b两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三棱镜折射后沿同一方向射出，下列说法中正确的是（）
A．在玻璃中，a光传播速度较大
B．若a为绿光，则b可能为黄光
C．光从玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角较小
D．若用同一干涉装置做实验，则a光的干涉条纹间距较小
16．（浙江省温州市2012届高三上学期期末八校联考）高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。

这种“回光返照膜”是用球体反射原件制成的．如图所示，反光膜内均匀分布着直径10um 的细玻璃珠，
，为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是（ ）
A ．60°
B ．45°
C ．30°
D ．15°
16.A 解析：设入射角为i ，折射角为θ，作出光路图如上图所示，因为入射光线恰好和入射光线平行，所以i =2θ，根据折射定律3sin 2sin sin sin ==θθθi ，所以θ=30°，i =2θ=60°。

本题答案为A 。

17．（浙江省桐乡市2012届高三下学期二月模拟试理综卷）如图所示，一横截面为直角三角形的三棱镜，∠B =90°，∠C =30°。

一束与AB 面成θ=30°角的光线射向AB 面，经过BC 边一次反射，再从AC 边射出，且出射光线的折射角为60°。

则这种材料的折射率为（ ）
18.（福建省福州八中2012届高三质检）如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是（）
二、多项选择题
19.（河南省开封市2012届高三第二次模拟考试）下列说法正确的是（）
A. X射线的频率比无线电波的频率高
B. 做简谐运动的单摆摆长增大为原来的2倍，其周期也增大为原来的2倍
C. 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变短且矮
D. 用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小
20.（云南省部分名校高2012届高三上学期第二次期末统考）下列说法中正确的是（）A．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
B．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
C．当物体运动的速度接近光速时，时间和空间都要发生变化
D．当观测者靠近或远离波源时，感受到的频率会发生变化
22.（江苏省淮安市2012届高三上学期期末调研测试）下列说法中正确的是（）
A．人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射
B．麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在
C．离开地球的高速火箭里的人认为地球上人的寿命变长了
D．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有关
22.AC 解析：缝越窄（或障碍物的尺寸越小），波长越长，衍射现象越明显，与超声波相比，可听线的频率更小，波长更长（因为波速相同），更容易发生衍射现象，故选项A正确；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B错误；选取火箭为参考系，地球在高速风行，所以火箭里的人会感觉地球上的时间变慢了，即认为地球上人的寿命变长了，选项C正确；单摆做受迫振动的频率或周期由驱动力的频率或周期决定，与摆长无关，选项D错误。

本题答案为AC。

23.（湖北省孝感市2012届高三第二次统一考试）两束平行的光斜射到平行玻璃砖，经玻璃砖
折射后如图所示，则关于这两束光的说法中正确的是（）
A.A光的折射率比B光的折射率小
B.A光在水中的传播速度比B光在水中的传播速度小
C.从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行
D.若分别用这两束光用同一装置做双缝干涉实验，则A光在光屏上形成的条纹间距小
E.增大A光在上界面的入射角，则进人玻璃砖的光线在下界面可能发生全反射
24.（河北省百所高中2012届高三12月联考理综卷）下列有关光现象的解释正确的是（）
A.光在同一介质中沿直线传播
B.海市蜃楼是全反射的结果
C.任何两束光都可以发生干涉
D.为了司机在夜间安全行驶，汽车前窗玻璃常采用偏振玻璃
E.激光测距是应用了激光平行性好的特点
25.（江苏省南京市、盐城市2012届高三第一次模拟考试试卷）以下说法正确的是（）
A. 无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
B. 根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波
C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化
D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化25.CD 解析：衍射与振幅无关，当孔或障碍物的尺寸与波长差不多，或者比波长更小时才会发生明显的衍射现象，选项A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定可以产生电磁波，因为只有空间某处交替变化的电场和磁场才产生电磁波，选项B错误；波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化，这是波的一个特性，也叫做多普勒效应，选项C正确；根据爱因斯坦狭义相对论理论，长度是相对的，站在地面上的测量运动物体的尺寸时，物体沿运动方向上的长度收缩，而垂直于运动方向上的长度不变，所以火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化，选项D正确。

本题答案为CD。

26．（贵州省五校联盟2012届高三第三次联考理综卷）春节是中国的传统节日，过春节要燃放爆竹、焰火、打礼花，焰火燃放时放出五颜六色的彩光。

下列关于光的认识，说法正确的是（）
A．五颜六色的焰火中红光比绿光的衍射效果好
B．在现场观看焰火晚会时，绿光比红光传得快
C．焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光
D．通过电视观看焰火晚会时，所用电视机遥控器是利用紫外线脉冲信号进行遥控的
27.（湖北省荆门市2012届高三元月调研考试理综卷）在以下各种说法中，正确的是（）A．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
B．坐车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁C．电磁波的频率越高，它所能携带的信息量就越大，所以激光可以比无线电波传递更多的信息
D．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
E．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
F．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
28．（天津市天津一中2012届高三第一次月考）下列属于狭义相对论基本原理的叙述是（）A．一切物理定律在不同的惯性参考系中都是相同的
B．在任何参考系中，物理规律都是相同的
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
D．原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定
28．AC 解析：选项AC属于狭义相对论的两条基本原理；选项B属于广义相对论的两条基本原理之一即广义相对性原理；选项D不属于相对论原理。

本题答案为AC。

29.（山西省大同市2012届高三调研卷）下列说法中正确的是（）
A.波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
B.光的偏振现象说明光是横波
C.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
D.分别用红光和绿光在同一装置上进行双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大
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，真空中的光速都是相同的
29.BDE 解析：振动图象才表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，选项A错误；只有横波才发生光的偏振现象，所以光的偏振现象说明光是横波，选项B正确；根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，选项C
错误；干涉条纹间距公式为
λ
=
∆
d
l
x
，因为红光波长大于绿光波长，所以用红光和绿光在同一
装置上进行双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大，选项D正确；选项E的内容正是狭义相对论的两个基本原理，选项E正确。

本题答案为BDE。

30.（湖南师大附中2012届高三第六月考理综试卷）如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a、b两束，则（）
A．a、b两束光相比较，a光的波动性较强
B．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
C．在水中a光的速度比b光的速度小
D．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失
31.（河北省唐山一中2012届高三下学期2月五校联考理综卷）下面的说法正确的是（）A．火车过桥时要减速是为了防止火车发生共振
B．“闻其声不见其人”是波的衍射现象
C．电磁波谱中最容易发生衍射现象的是γ射线
D．利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
32.（山东省曲阜一中2012届高三摸底考试）华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”。

光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。

下列关于光导纤维的说法中正确的是（）
33.（山西省大同市2012届高三上学期调研卷）列说法中正确的是（）
A.波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
B.光的偏振现象说明光是横波
C.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
D.分别用红光和绿光在同一装置上进行双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大
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，真空中的光速都是相同的
A．a光在玻璃中折射率比对b光的折射率大
B．a光在玻璃砖中的速度比b光在玻璃砖中的速度大
C．若b光照射某金属可以使其发生光电效应，而a光不一定能使该金属发生光电效应D．若用这两种光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样，两个相邻亮条纹的间距较小的是a光
34.A D 解析：两种光从玻璃射出时的入射角相同，a光的折射角大，所以其折射率较大，选项A正确；根据关系式v=c/n可知，a光在玻璃中折射率大，波速小，选项B错误；与b光相比，a光的折射率大，频率也大，光子能量也大，所以若b光照射某金属可以使其发生光电效
应，那么a 光一定能使该金属发生光电效应，选项C 错误；a 光的折射率大，波长较小，根据双缝干涉条纹间距公式λ=∆d
l x 可知，通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样，a 光条纹宽度较小，选项D 正确。

本题答案为AD 。

三、非选择题
35.（宁夏银川一中2012届高三第五次月考试题理综卷）激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用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，待测物体的速度v 与二次曝光的时间间隔t ∆的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔t ∆、双缝到屏之距离l 以及相邻亮纹间距x ∆，若所用的激光波长为λ，推算出该实验确定物体运动速度的表达式。

35．t x l v ∆∆=λ 解析：设双缝间距为d ，则双缝干涉条纹间距为λd
l x =∆，又根据题意有t v d ∆=，联立两式，可得t
x l v ∆∆=λ。

36.（湖北省荆门市2012届高三元月调研考试理综卷）如图所示，上下表面平行的玻璃砖，折
射率为n ，下表面镀有银反射面。

一束单色光与界面的夹角θ= 45°射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h =2.0 cm 的光点A 和B （图中未画出A 、B ）。

（1）请在图中画出光路示意图；（2）求玻璃砖的厚度d 。

37.解析：连接OM ，如上图红线所示，根据几何关系可知，折射角r =60°，所以n =sin60°/sin30°
=3.
38.（陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A=60°，∠C=90°；一束极细的光于AC边的中点垂直AC面入射，AC=2a，棱镜的折
射率为2
n，求光第一次从BC面射出时：
=
（1）光的折射角；（2）光在棱镜中传播的时间（设光在真空中传播速度为c）
39.（云南省部分名校高2012届高三上学期第二次期末统考）为测量一块等腰直角三棱镜ABC 的折射率，用一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB边，如图所示。

激光束进入棱镜后射到另一直角边AC时，刚好能发生全反射。

该棱镜的折射率为多少？
40.（江西省万安中学等六校2012届高三下学期3月联考理综试卷、湖北省武昌区2012届高
三年级元月调研测试理综卷）一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n=
如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心。

一束极窄的光线在横截面内从AOB边上
．．的A点以60°的入射角入射，求：该光线从进入透明体到第一次离开透明体时，共经历的时间（已知真空
中的光速为c
，35
=︒；计算结果用R、n、c表示）。

41.(山东省烟台市2012届高三下学期3月诊断性测试理综试题)如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A=30°，∠C＝90°。

三棱镜材料的折射率是n=3，一条与BC面成θ=30°角的光线斜射向BC面，经AC面第一次反射后从AB面射出。

求：
（1）光在三棱镜中的传播速度；（2）光经AC面第一次反射后，反射光线与AC面的夹角。

B
42.（江苏省南京市、盐城市2012届高三第一次模拟考试试卷）玻璃球的折射率为3，直径
为D。

一束光从空气沿与玻璃球直径成60°角的方向射入。

光在空气中的速度为c。

求折射光线与玻璃球直径的夹角和在玻璃球中的传播时间。

43.（江苏省淮安市2012届高三上学期期末调研测试）如图所示，平行玻璃板的厚度d=4cm，光线AB以入射角i=60°从空气射到平行玻璃板的上表面，经两次折射后从玻璃板的下表面射
出。

已知玻璃的折射率n=3。

求出射光线CD相对于入射光线AB偏离的距离。