2017年高考物理一轮复习第十三章光学电磁波相对论章末检测卷

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高考物理一轮复习第13章振动波动光电磁波相对论第2节机械波教案(含解析)

第2节机械波一、波的形成与传播1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。

(2)有传播介质，如空气、水、绳子等。

2．传播特点(1)传播振动形式、能量和信息。

(2)质点不随波迁移。

(3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。

3．机械波的分类4.(1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻点间的距离，用λ表示。

波长由频率和波速共同决定。

①横波中，相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于波长。

②纵波中，相邻两个密部(或疏部)之间的距离等于波长。

(2)频率：波的频率由波源决定，等于波源的振动频率。

(3)波速：波的传播速度，波速由介质决定，与波源无关。

(4)波速公式：v ＝λf ＝λT 或v ＝Δx Δt。

二、波的图象 1．坐标轴x 轴：各质点平衡位置的连线。

y 轴：沿质点振动方向，表示质点的位移。

2．物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移。

3．图象形状：简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线，如图所示。

三、波的干涉、衍射和多普勒效应1．波的叠加观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。

2．波的干涉和衍射(1)定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。

(2)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。

(3)规律：①波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率变大。

②波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率变小。

③波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。

1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移。

(×)(2)机械波的频率等于振源的振动频率。

(√)(3)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移。

高考物理-历年高考真题分类汇编2017N单元光学电磁波相对论

N1 光的传播14．N1[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()图1A．红光B．黄光C．绿光D．紫光14．D[解析] 由图可知a光偏折程度比b光偏折程度大，所以a光的折射率大于b光的折射率．选项中只有紫光的折射率大于蓝光的折射率，所以选项D正确．12．[2017·江苏卷] 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．B．N4、G2、N1[选修3-4](1)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(2)野生大象群也有自己的“语言”. 研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2 倍时，播出声波的________(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(3)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．取球体的折射率为2，且D＝2R.求光线的会聚角α.(示意图未按比例画出)图1B．(1)时钟相对于观察者静止时，走得快；相对于观察者运动时，观察者会看到它变慢，运动速度越快，效果越明显，故A、C正确．(2)播放速度变为原来的2倍，说明完成一次全振动所需的时间减为原来的一半，也就是周期减为原来的一半，故频率变为原来的2倍；速度是由传播的介质决定的，介质没有变，故传播速度不变．(3)由几何关系得sin i ＝D2R ，解得i ＝45°则由折射定律得sin isin γ＝n ，解得γ＝30°且i ＝γ＋α2，解得α＝30°.34．[2017·全国卷Ⅰ] [物理—选修3-4](2)N1如图，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R .已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．图1(2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有 sin i ＝n sin r ① 由正弦定理有 sin r 2R ＝sin （i －r ）R② 由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有sin i＝LR③式中L是入射光线与OC的距离．由②③式和题给数据得sin r＝6205④由①③④式和题给数据得n＝ 2.05≈1.43⑤34．N2、N1[2017·全国卷Ⅱ] [物理—选修3-4](1)在“双缝干涉”实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________．A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动(2)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．图134．[答案] (1)ACD(2)1.55[解析] (1)两相邻亮条纹间距Δx＝ldλ，因λ红>λ绿，所以Δx红>Δx绿，故改用红色激光后，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，A正确；因λ蓝<λ绿，所以Δx蓝<Δx绿，B错误；减小双缝间距d会增大条纹间距，C正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，l增大，会使条纹间距变大，D正确；光源与双缝间的距离不影响条纹间距，E错误．(2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，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．设液体的折射率为n，由折射定律有n sin i1＝sin r1①n sin i2＝sin r2②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝1sin2i1＋sin2i2④由几何关系可知sin i1＝l24l2＋l24＝117⑤sin i2＝32l4l2＋9l24＝35⑥联立④⑤⑥式得n＝1.55⑦2．N1、N2、O1[2017·天津卷] 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．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是()图1A．若增大入射角i，则b光先消失B．在该三棱镜中a光波长小于b光C．a光能发生偏振现象，b光不能发生D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低2．D[解析] 由图可知，复色光通过三棱镜后分成两束，棱镜对b光的折射率大于对a光的折射率，a光波长大于b光的波长，在三棱镜中，a光的速度大于b光，a光的频率小于b光，故a光的波长大于b光，B错误；由几何关系可知，光线射入三棱镜的折射角r与射出三棱镜的入射角r′之和为60°，只增大入射角i，则r增大，r′减小，故a、b光都不会消失，A错误；光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，C错误；由于b光的频率大于a光的频率，若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光照射时光电子的最大初动能小，则a光的遏止电压低，D正确．N2 光的波动性20．N2、N3[2017·北京卷] 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λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2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()图1A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两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20．C[解析] 干涉与无线电波强弱无关，所以选项A错误．因波源固定，故由波源发出的两种不同波长的电磁波不能发生干涉，所以选项B错误．两种不同波长的电磁波在空间的强弱分布稳定，所以选项C正确．不同波长的电磁波在空间的强弱分布不能完全重合，所以选项D错误．34．N2、N1[2017·全国卷Ⅱ] [物理—选修3-4](1)在“双缝干涉”实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________．A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动(2)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．图134．[答案] (1)ACD(2)1.55[解析] (1)两相邻亮条纹间距Δx＝ldλ，因λ红>λ绿，所以Δx红>Δx绿，故改用红色激光后，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，A正确；因λ蓝<λ绿，所以Δx蓝<Δx绿，B错误；减小双缝间距d会增大条纹间距，C正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，l增大，会使条纹间距变大，D正确；光源与双缝间的距离不影响条纹间距，E错误．(2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，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．设液体的折射率为n，由折射定律有n sin i1＝sin r1①n sin i2＝sin r2②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝1sin2i1＋sin2i2④由几何关系可知sin i1＝l24l2＋l24＝117⑤sin i2＝32l4l2＋9l24＝35⑥联立④⑤⑥式得n＝1.55⑦[2017·全国卷III] [物理—选修3-4](2)如图所示，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)．已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)．求：图1(ⅰ)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值； (ⅱ)距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 点的距离．(2)(ⅰ)如图所示，从底面上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i c 时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l .i ＝i c ①设n 是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有 n sin i c ＝1 ② 由几何关系有 sin i ＝lR③联立①②③式并利用题给条件，得 l ＝23R ④ (ⅱ)设与光轴相距R3的光线在球面B 点发生折射时的入射角和折射角分别为i 1和r 1，由折射定律有n sin i 1＝sin r 1 ⑤设折射光线与光轴的交点为C ，在△OBC 中，由正弦定理有sin ∠C R ＝sin （180°－r 1）OC ⑥ 由几何关系有 ∠C ＝r 1－i 1 ⑦ sin i 1＝13⑧联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得 OC ＝3（22＋3）5R ≈2.74R ⑨2．N1、N2、O1[2017·天津卷] 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．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a 、b ，下列说法正确的是( )图1A ．若增大入射角i ，则b 光先消失B ．在该三棱镜中a 光波长小于b 光C ．a 光能发生偏振现象，b 光不能发生D ．若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光的遏止电压低 2．D [解析] 由图可知，复色光通过三棱镜后分成两束，棱镜对b 光的折射率大于对a 光的折射率，a 光波长大于b 光的波长，在三棱镜中，a 光的速度大于b 光，a 光的频率小于b 光，故a 光的波长大于b 光，B 错误；由几何关系可知，光线射入三棱镜的折射角r 与射出三棱镜的入射角r ′之和为60°，只增大入射角i ，则r 增大，r ′减小，故a 、b 光都不会消失，A 错误；光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，C 错误；由于b 光的频率大于a 光的频率，若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光照射时光电子的最大初动能小，则a 光的遏止电压低，D 正确．N3 电磁场电磁波18．N3、O1[2017·北京卷] 2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)()A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 J18．B[解析] 由E＝hν，ν＝cλ，可得E＝hcλ＝6.6×10－34×3×1081×10－7J＝2×10－18 J，所以选项B正确．20．N2、N3[2017·北京卷] 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λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2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()图1A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两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20．C[解析] 干涉与无线电波强弱无关，所以选项A错误．因波源固定，故由波源发出的两种不同波长的电磁波不能发生干涉，所以选项B错误．两种不同波长的电磁波在空间的强弱分布稳定，所以选项C正确．不同波长的电磁波在空间的强弱分布不能完全重合，所以选项D错误．N4 相对论12．[2017·江苏卷] 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．B．N4、G2、N1[选修3-4](1)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(2)野生大象群也有自己的“语言”. 研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2 倍时，播出声波的________(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(3)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．取球体的折射率为2，且D ＝2R .求光线的会聚角α.(示意图未按比例画出)图1B ．(1)时钟相对于观察者静止时，走得快；相对于观察者运动时，观察者会看到它变慢，运动速度越快，效果越明显，故A 、C 正确．(2)播放速度变为原来的2倍，说明完成一次全振动所需的时间减为原来的一半，也就是周期减为原来的一半，故频率变为原来的2倍；速度是由传播的介质决定的，介质没有变，故传播速度不变．(3)由几何关系得sin i ＝D2R ，解得i ＝45°则由折射定律得sin isin γ＝n ，解得γ＝30°且i ＝γ＋α2，解得α＝30°.N5 实验：测玻璃砖的折射率N6 实验：用双缝干涉实验测量光的波长2．[2015·全国卷Ⅰ] 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________(填“＞”“＝”或“＜”)Δx 2.若实验中红光的波长为630 nm ，双缝到屏幕的距离为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.2．＞ 0.300[解析] 双缝干涉条纹间距Δx ＝L λd，红光波长较长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即Δx 1>Δx 2.根据题中数据可得条纹间距Δx ＝10.5 mm 5＝2.1 mm ＝2.1×10－3 m ，根据Δx ＝Lλd 可得d ＝L λΔx ＝1.00 ×630×10－92.1×10－3m ＝3.00×10－4 m ＝0.300 mm.N7 光学综合1．[2017·广东佛山顺德一模] 如图K491所示，横截面为34圆的圆柱体光学器件是用折射率为3的某种玻璃制成的，其截面半径为R ，现用一细光束垂直圆柱体的轴线以i ＝60°的入射角从真空中射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射，真空中光速为c .(1)该光线从圆柱体中射出时，折射光线偏离进入圆柱体光线多大的角度？ (2)求光线在圆柱体中的传播时间．图K4911．(1)60° (2)3R c[解析] (1)由折射定律n ＝sin isin r 得sin r ＝sin i n ＝323＝12则光线射入圆柱体内的折射角为r ＝30°，由几何知识得，光线从圆柱体射出时，在圆柱体内的入射角为30°，在圆柱体外的折射角为60°，光路图如图所示．由几何知识，出射光线偏离原方向的角度α＝60°.(2)根据几何知识得到，光线在圆柱体中的路程s ＝3R 传播速度v ＝c n ＝3c3所以，光线在圆柱体中的传播时间t ＝s v ＝3R 3c 3＝3Rc .2．[2017·广东肇庆二模] 如图K492所示，一个透明的圆柱体横截面的半径为R ，折射率是3，AB 是一条直径，现有一束平行光沿AB 方向射入圆柱体．若有一条光线经折射后恰经过B 点，则：(真空中光速为c )(1)这条入射光线到AB 的距离是多少？(2)这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？图K4922．(1)32R (2)3R c[解析] (1)设光线经Cn ＝sin αsin β＝ 3 由几何关系有sin βR ＝sin α2R cos β由以上两式解得：α＝60°，β＝30°所以CD ＝R sin α＝32R (2)在△DBC 中：BC ＝CDsin β＝3Rt ＝BC v ＝3R c 3＝3R c3．[2017·安徽十校联考] 在一个圆筒内有一个折射率为n 、半径为R 的半球形玻璃砖，玻璃砖的平面与圆筒壁垂直，圆筒的半径也为R ，此装置的剖面图如图K493所示．现有一束平行单色光垂直玻璃砖的平面射向玻璃砖，有部分光线从玻璃砖中射出，已知光在真空中的速度为c ，求：(1)射出玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的最短时间；(2)要想所有光线都不从玻璃砖中射出，可在玻璃砖的平面上粘贴黑纸，求黑纸的最小面积．图K4933．(1)R c n 2－1 (2)πR 2n2[解析] (1)光线从玻璃砖射入空气，设全反射临界角为θ，则 sin θ＝1n由数学知识得cos θ＝n 2－1n当入射角等于全反射临界角θ时(上图中的光线a )，光线在玻璃中传播的距离为x ＝R cos θ光线在玻璃中的速度为v ＝c n光线在玻璃中传播的时间为t ＝xv 解得t ＝Rcn 2－1.(2)设光线a 由空气射入玻璃的入射点与玻璃砖球心O 点之间的距离为r ，则 r ＝R sin θ所以黑纸的最小面积S ＝πr 2 解得S ＝πR 2n 2.4．[2017·安徽淮北一中模拟] 半径为R 的半圆形玻璃砖与厚度为32R 的矩形玻璃砖按图示方式放在水平桌面上，现有一束光沿AO 方向射入，调整细光束使其在竖直平面内绕O 点顺时针转动180°至BO 方向．已知两种玻璃砖对该光束的折射率均为2，光在真空中的传播速度为c ，矩形玻璃砖足够长，不考虑光的多次反射，试求：(1)垂直AB 入射的光由O 点到达桌面所需要的时间． (2)光线在转动过程中照亮桌面的长度．图K4944．(1)（22＋6）R 2c(2)3R[解析] (1)光在玻璃中的传播速度v ＝c n ＝c 2＝22c垂直AB 入射的光由O 点到达桌面所需要的时间t ＝R ＋32Rv 解得t ＝（22＋6）R2c(2)任一角度入射的光线的光路图如图所示，当i ＝90°时，r 有极大值，此时光照射到水平桌面上最右端M 点，则O ′M ＝R tan 45°＋32R tan 30° 解得O ′M ＝32R接近BO 方向射入的光线照射到水平桌面上最左端与M 对称的位置，光线在转动过程中，照亮水平桌面的长度为L ＝2O ′M ＝3R .。

【精品试题】2017全国各地物理高考试题分类 N单元光学电磁波相对论

【精品试题】2017全国各地物理高考试题分类N1 光的传播14．N1[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()图1A．红光B．黄光C．绿光D．紫光14．D[解析] 由图可知a光偏折程度比b光偏折程度大，所以a光的折射率大于b光的折射率．选项中只有紫光的折射率大于蓝光的折射率，所以选项D正确．12．[2017·江苏卷] 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题区域内作答．若多做，则按A、B两小题评分．B．N4、G2、N1[选修3-4](1)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(2)野生大象群也有自己的“语言”. 研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放录音时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2 倍时，播出声波的________(选填“周期”或“频率”)也变为原来的2倍，声波传播速度________(选填“变大”“变小”或“不变”)．(3)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．取球体的折射率为2，且D＝2R.求光线的会聚角α.(示意图未按比例画出)图1B．(1)时钟相对于观察者静止时，走得快；相对于观察者运动时，观察者会看到它变慢，运动速度越快，效果越明显，故A、C正确．(2)播放速度变为原来的2倍，说明完成一次全振动所需的时间减为原来的一半，也就是周期减为原来的一半，故频率变为原来的2倍；速度是由传播的介质决定的，介质没有变，故传播速度不变．(3)由几何关系得sin i ＝D2R ，解得i ＝45°则由折射定律得sin isin γ＝n ，解得γ＝30°且i ＝γ＋α2，解得α＝30°.34．[2017·全国卷Ⅰ] [物理—选修3-4](2)N1如图，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R .已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．图1(2)如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有 sin i ＝n sin r ① 由正弦定理有 sin r 2R ＝sin （i －r ）R② 由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有 sin i ＝LR③式中L 是入射光线与OC 的距离．由②③式和题给数据得sin r ＝6205④ 由①③④式和题给数据得n ＝ 2.05≈1.43 ⑤ 34．N2、N1[2017·全国卷Ⅱ] [物理—选修3-4](1)在“双缝干涉”实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样．若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________．A ．改用红色激光B ．改用蓝色激光C ．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E．将光源向远离双缝的位置移动(2)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．图134．[答案] (1)ACD(2)1.55[解析] (1)两相邻亮条纹间距Δx＝ldλ，因λ红>λ绿，所以Δx红>Δx绿，故改用红色激光后，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，A正确；因λ蓝<λ绿，所以Δx蓝<Δx绿，B错误；减小双缝间距d会增大条纹间距，C正确；将屏幕向远离双缝的位置移动，l增大，会使条纹间距变大，D正确；光源与双缝间的距离不影响条纹间距，E错误．(2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，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．设液体的折射率为n，由折射定律有n sin i1＝sin r1①n sin i2＝sin r2②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝1sin2i1＋sin2i2④由几何关系可知sin i1＝l24l2＋l24＝117⑤sin i 2＝32l 4l 2＋9l 24＝35⑥ 联立④⑤⑥式得 n ＝1.55 ⑦2．N1、N2、O1[2017·天津卷] 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．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a 、b ，下列说法正确的是( )图1A ．若增大入射角i ，则b 光先消失B ．在该三棱镜中a 光波长小于b 光C ．a 光能发生偏振现象，b 光不能发生D ．若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光的遏止电压低2．D [解析] 由图可知，复色光通过三棱镜后分成两束，棱镜对b 光的折射率大于对a 光的折射率，a 光波长大于b 光的波长，在三棱镜中，a 光的速度大于b 光，a 光的频率小于b 光，故a 光的波长大于b 光，B 错误；由几何关系可知，光线射入三棱镜的折射角r 与射出三棱镜的入射角r ′之和为60°，只增大入射角i ，则r 增大，r ′减小，故a 、b 光都不会消失，A 错误；光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，C 错误；由于b 光的频率大于a 光的频率，若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光照射时光电子的最大初动能小，则a 光的遏止电压低，D 正确．N2 光的波动性20．N2、N3[2017·北京卷] 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λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2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()图1A ．天线发出的两种无线电波必须一样强B ．导航利用了λ1与λ2两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20．C [解析] 干涉与无线电波强弱无关，所以选项A 错误．因波源固定，故由波源。

高考物理一轮复习第十三章光电磁波相对论第一节光的折射全反射真题

光的折射全反射高考真题1．(2015·四川理综)直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示．a、b光相比( )A．玻璃对a光的折射率较大B．玻璃对a光的临界角较小C．b光在玻璃中的传播速度较小D．b光在玻璃中的传播时间较短解析：从题图中看出，b光线进入玻璃后偏折程度较大，因此玻璃对b光折射率大，A 错误．根据sin C＝1n知，折射率大的临界角小，B错误．根据v＝cn知，折射率大的传播速度小，C正确．由几何关系知，b在玻璃中运动路程长，结合b的传播速度小，可知b在玻璃中的传播时间较长，D错误．答案：C2．(2015·安徽理综)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气．当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sinα＋θ2sinα2B.sinα＋θ2sinθ2C.sinθsin⎝⎛⎭⎪⎫θ－α2D.sinαsin⎝⎛⎭⎪⎫α－θ2解析：如图所示，i2＝α2，i1＝θ＋α2.由折射定律可知n＝sin i1sin i2＝sinθ＋α2sinα2，A正确．答案：A3．(2015·重庆理综)虹和霓是太阳光在水球内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示，M、N、P、Q点的颜色分别为( )A．紫、红、红、紫 B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红 D．紫、红、紫、红解析：对同一个介质来说，红光折射率最小，偏折程度最小，由图可知，N、P为红，M、Q为紫，A正确．答案：A4．(2015·天津理综)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a 、b 是两种不同频率的单色光，则两光( )A ．在同种玻璃中传播，a 光的传播速度一定大于b 光B ．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C ．分别照射同一光电管，若b 光能引起光电效应，a 光也一定能D ．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a 光解析：从图中看出，经同一雨滴折射后，a 光偏折较明显，说明a 光的折射率较大，即n a >n b .根据v ＝cn，在同种玻璃中传播时，a 光的传播速度小，A 错误．光线斜射到玻璃表面，折射光偏转程度越大，偏转量越大，即a 光侧移量大，B 错误．折射率大的光，波长较短，频率较大，即a 光频率大于b 光，若b 光能引起某光电管的光电效应，a 光也一定能，C 正确．根据sin C ＝1n，折射率大的光线临界角小，更容易发生全反射，不容易从水中折射进入空气，D错误．答案：C5．(2015·福建理综)如图所示，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 bB ．λa >λb ，n a <n bC ．λa <λb ，n a <n bD ．λa >λb ，n a >n b解析：从题图中可以看出，单色光b 经玻璃后偏折明显，说明玻璃对单色光b 的折射率较大，可知b 的波长短，B 正确．答案：B 5题图 6题图6．(2015·江苏卷)人造树脂是常用的眼镜镜片材料．如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P 点．已知光线的入射角为30°，OA ＝5 cm ，AB ＝20 cm ，BP ＝12 cm ，求该人造树脂材料的折射率n .解析：设折射角为r ，由折射定律sin30°＝n sin r 由几何关系知sin r ＝PB －OAOP且OP ＝PB －OA2＋AB 2代入数据解得n ＝44914(或n ≈1.5)．答案：44914(或1.5)。

第十三章光学电磁波相对论13-1(新课标复习资料)

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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．
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同，但频率不变．
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例1
[2010· 江苏物理卷]如图所示，一束激光从O点
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由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A点射出．已知入射角为θ1，A与O相距l，介质的折
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3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体对光路的控制类别项目结构平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)
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考技案例导析
玻璃砖上下表横截面为三角面是平行的形的三棱镜
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第1单元功和功率
选修3-4

2017届高考物理一轮复习第十三章光电磁波相对论综合能力测试

光电磁波相对论时间：60分钟分值：100分一、单项选择题(每小题6分，共30分)1．在光的双缝干涉现象中，下列描述中正确的是( )A．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较长的红光B．用白光做光的干涉实验时，偏离中央亮条纹较远的是波长较短的紫光C．相邻两亮条纹和相邻两暗条纹的间距是不等的D．在双缝干涉现象中，把入射光由红光换成紫光，相邻两个亮条纹间距将变宽解析：条纹间距与光的波长成正比，在可见光中，红光波长最长，紫光波长最短，故偏离中央亮条纹最远的是红光，A正确，B错．双缝干涉现象中，相邻亮条纹或暗条纹是等间距的，故C错．红光的波长比紫光的波长大，所以换成紫光后，相邻两亮条纹间距将变窄，故D错．答案：A2．假设所有的汽车前窗玻璃和车灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( ) A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°解析：首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有D.答案：D3.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解析：发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，A 错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，B 错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，C 错误；根据n ＝c v，光在水中的传播速度较小，D 正确．答案：D4．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 i sin r ＝n ，但是折射光线与入射光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，则正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )解析：根据题述该材料的折射率n ＝－1，由折射定律可知，入射角和折射角相等，且处于法线的同侧，所以B 正确．答案：B 5.如图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB ，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA 上，OB 不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB 上的光，则圆弧AB 上有光透出部分的弧长为( )A.16πRB.14πRC.13πRD.512πR 解析：作出如图所示的几何光路图，其中N 点为从O 点入射的折射光线，故圆弧NB 段没有光线从AB 圆弧射出，由折射定律sin i sin r ＝n 可知s in45°sin ∠BON ＝2，即∠BON ＝30°.若在圆弧AB 上的M 点，折射光线发生了全反射，由si n C ＝1n可得C ＝45°，由几何关系则有∠AOM ＝90°－45°－30°＝15°，所以圆弧AB 上有光透出的长度为s ＝45°360°×2πR ＝14πR ，正确选项为B. 答案：B二、多项选择题(每小题8分，共24分)6．应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )解析：A 图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A 错误；B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，B 正确；C 图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π2，C 正确；D 图的上图是振荡电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图与上图相比较，相位相差应为π2而不是π，D 错误．答案：BC7．根据相对论原理，下列说法中正确的是( )A ．按照相对论来讲，一个真实的、静止质量不为零的物体，相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速cB ．按照相对论及基本力学规律可推出质量和能量的关系为E ＝mc 2C ．某个静止质量为m 0的物体，相对它静止的观察者测其质量为m ＝m 0，能量为E ＝E 0＝m 0c 2，称为静止能量，这表明任何静止质量不为零的物体都储存着巨大的能量D ．按照相对论来讲，物理规律在一切惯性参考系中可以具有不同的形式解析：按照相对论的结论m ＝m 01－v 2c 2，这表明高速运动的物体其质量的测量值会非常大并随着速度趋于光速而无限增大，一个真实的物体，其质量是确定值、有限大，所以按照相对论来讲，一个真实的、静止质量不为零的物体，相对任何惯性系的运动速度都不可能等于或超过光速c ，A 正确；质能关系式能按照相对论及基本力学规律推出，B 正确；根据质能方程E ＝mc 2的意义知，C 正确；按照狭义相对论的基本假设，物理规律在一切惯性参考系中都是相同的，D 错误．答案：ABC8．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化( )A ．这里应用的是光的衍射现象B ．这里应用的是光的干涉现象C ．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗D ．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细解析：若障碍物的尺寸与光的波长相差不多或更小，衍射现象较明显．通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的细丝的情况，激光一个波长很短，条纹变宽，说明衍射现象明显，抽制的丝变细，A 、D 正确．答案：AD三、非选择题(共46分)9.(12分)某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器．如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O 作两条相互垂直的直径BC 、EF .在半径OA 上，垂直盘面插上两枚大头针P 1、P 2并保持位置不变．每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2，在圆周EC部分插上P3，使P3挡住P1、P2的像．同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值．(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值为________．(2)图中P3、P4两处，对应折射率大的是________．(3)做AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率为________．解析：(1)根据折射定律n＝sinθ1sinθ2，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF＝30°，所以n＝sin60°sin30°≈1.73.(2)在折射角相同的情况下，图中P4对应的入射角大于P3所对应的入射角，所以P4对应的折射率大．(3)因A、O、K在一条直线上，入射角等于折射角，所以K处对应的折射率应为1.答案：(1)1.73 (2)P4(3)110．(10分)在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用双缝间距d＝0.20 mm的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L＝700 mm.然后，接通电源使光源正常工作．(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示，图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号，此时图乙(b)中游标尺上的读数x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示，此时图丙(b)中游标尺上的读数x2＝________mm；(2)利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx＝______mm；这种色光的波长λ＝______nm.解析：(1)主尺读数为15 mm，游标尺读数为1×0.02 mm＝0.02 mm，x2＝(15＋0.02) mm ＝15.02 mm.(2)由于图中数字标记的是暗纹，首先应根据暗纹所标数字给亮纹也标明条数，若图乙(a)中的中央刻线所对亮纹记为第1条，则图丙(a)中的中央刻线所对亮纹为n＝7，则Δx＝x 2－x 1n －1＝2.31 mm ，由Δx ＝l d λ得光的波长λ＝Δx ·d l＝6.6×102 nm. 答案：(1)15.02 (2)2.31 6.6×10211．(12分)如图所示，一束截面为圆形(半径R ＝1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R 的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S 上形成一个圆形亮区．屏幕S 至球心距离为D ＝(2＋1) m ，不考虑光的干涉和衍射，试问：(1)若玻璃半球对紫色光的折射率为n ＝2，请求出圆形亮区的半径；(2)若将题干中紫光改为白光，在屏幕S 上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？解析：(1)如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S 上的点E ，E 点到亮区中心G 的距离r 就是所求最大半径．设紫光临界角为C ，由全反射的知识：sin C ＝1n由几何知识可知：AB ＝R sin C ＝R nOB ＝R cos C ＝R n 2－1n BF ＝AB tan C ＝R n n 2－1，GF ＝D －(OB ＋BF )＝D －nR n 2－1，GE AB ＝GF FB，所以有：r m ＝GE ＝GF ·AB FB＝D ·n 2－1－nR ＝1 m. (2)由于白色光中紫光的折射率最大，临界角最小，故在屏幕S 上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光．答案：(1)1 m (2)紫色12．(12分)(2015·山东理综)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．解析：当光线在O 点的入射角为i 0时，设折射角为r 0，由折射定律得sin i 0sin r 0＝n ①设A 点与左端面的距离为d A ，由几何关系得sin r 0＝Rd 2A ＋R 2②若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得sin C ＝1n③ 由几何关系得sin C ＝d B d 2B ＋R2④ 设A 、B 两点间的距离为d ，可得d ＝d B －d A ⑤联立①②③④⑤式得d ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R .⑥ 答案：⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R。

高考物理一轮复习电磁波与相对论光的波动性电磁波相对论习题新人教

第十三章第4讲光的波动性电磁波相对论1．(2020·北京卷)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λ1和λ2的无线电波。

飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。

下列说法正确的是导学号 21992876( C )A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了λ1与λ2两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[解析] 天线发出的两种无线电波各自发生干涉，故两种无线电波的强弱没关系，A项错误；两种无线电波传播的速度(光速)相同，由c＝λf知，波长不同，则频率不同，故两种无线电波不会发生干涉，B 项错误；两种无线电波各自发生干涉，因此在空间的强弱分布稳定，天线连线的中垂线上都是加强点，故C项正确、D项错误。

2．(2020·江苏卷)(多选)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，下列说法正确的有导学号 21992877( AC )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] 相对论告诉我们，运动的钟会变慢，由于飞船上的人观测飞船上的钟是静止的，观测到地球上的钟是运动的，因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快，A项正确，B项错误；同样，地球上的人观测到飞船上的钟是运动的，地球上的钟是静止的，因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快，C项正确，D项错误。

3．(2020·全国卷Ⅱ)(多选)在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。

高三物理一轮复习专题13 光学电磁波及相对论(含高考真题)-人教版高三全册物理试题

专题13 光学电磁波与相对论1.〔15海南卷〕一半径为R 的半圆形玻璃砖，横截面如下列图.玻璃的全反射临界角r 〔r <3π〕.与玻璃砖的底平面成〔2r π-〕角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后，有局部光〔包括与柱面相切的入射光〕能直接从玻璃砖底面射出.假设忽略经半圆柱内外表反射后射出的光，求底面透光局部的宽度.答案：sin OE R r =解析：光路图如下列图，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN 上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O 处发生全反射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN 上的角一定大于临界角，即在MN 上发生全反射，不能射出，光线①右侧的光线射到MN 上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角0190θ=，从MN 上垂直射出，根据折射定律可得12sin sin nθθ=，根据全反射定律1sin n r=，两式联立解得2r θ= 根据几何知识，底面透光局部的宽度sin OE R r =2.〔15四川卷〕直线P 1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b 平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图.a 、b 光相比A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短答案：C解析：由于a 、b 光平行且关于过球心O 的直线P 1P 2对称，因此它们的入射角i 相等，根据图中几何关系可知，b 光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多，即b 光的折射角γ较小，根据折射定律有：n ＝γisin sin ，所以玻璃对b 光的折射率较大，应当选项A 错误；根据临界角公式有：sin C ＝n1，所以玻璃对a 光的临界角较大，应当选项B 错误；根据折射率的定义式有：n ＝vc ，所以b 光在玻璃中的传播速度v 较小，应当选项C 正确；根据图中几何关系可知，a 、b 光进入玻璃球后，b 光的光程d 较大，根据匀速直线运动规律有：t ＝vd，所以b 光在玻璃中的传播时间较长，应当选项D 错误.3.〔15安徽卷〕如下列图，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i '和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.棱镜顶角为α，如此计算棱镜对该色光的折射率表达式为A ．2αsin 2θαsin+ B ． 2θsin 2θαsin+C ．)2αθsin(θsin D ．)2θαsin(αsin答案：A解析：根据对称性知，12∠=∠，34∠=∠，又12θ=∠+∠，根据几何关系，5απ+∠=，345π∠+∠+∠=，所以122θ∠=∠=，342α∠=∠=，即入射角θi’ iαA 12 3 45 θi’ i αA BC132i θα+=∠+∠=，如此计算棱镜对该色光的折射率表达式为sinsin 2sin 3sin 2i n αθα+==∠，答案为A ．4.〔15重庆卷〕虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN 和PQ 两条彩色光带，光路如题11图1所示.M 、N 、P 、Q 点的颜色分别为A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红答案：A解析：白光中的可见光局部从红到紫排列，对同一介质的折射率n n >红紫，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M 点和Q 点，而红光到达N 点和P 点，应当选A.5.〔15新课标2卷〕(5分) 如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a 、b 两束光线，如此〔填正确答案标号，选对1个给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0分〕A.在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度B. 在真空中，a 光的波长小于b 光的波长C. 玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D.假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，如此折射光线a 首先消失E.分别用a 、b 光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a 光的干预条纹间距大于b 光的干预条纹间距答案：ABD解析：由图可知：玻璃砖对a 光的折射率大于对b 光的折射率，故C 错误；在玻璃中，a 光的传播速度小于b 光的传播速度，故A 正确；a 光的频率大于b 光的频率,在真空中，a 光的波长小于b 光的波长，故B 正确；假设改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a 光的折射率大，如此折射光线a 首先消失，故D 正确；a 光的波长小于b 光的波长，分别用a 、b 光在同一个双缝干预实验装置上做实验，a 光的干预条纹间距小于b 光的干预条纹间距，故E 错误.6.〔2015·全国新课标Ⅰ〕在双缝干预实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干预条纹间距1x ∆与绿光的干预条纹间距2x ∆相比1x ∆2x ∆〔填“＞〞“＜〞或“＝〞〕.假设实验中红光的波长为630nm ，双缝到屏幕的距离为1m ，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为10.5mm ，如此双缝之间的距离为mm .解析：双缝干预条纹间距L x dλ∆=，红光波长长，所以红光的双缝干预条纹间距较大，即1x ∆>2x ∆.条纹间距根据数据可得210.5 2.1 2.1105mm x mm m -∆===⨯，根据L x d λ∆=可得9421630103100.32.110L m md m mm x mλ---⨯⨯===⨯=∆⨯.。

第十三章光学电磁波相对论13-2(新课标复习资料)

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工相干光． 2. 应用：测距、通信、刻录光盘、切割、制作激光
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武器.
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第十三章
光学电磁波相对论
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高三物理
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限时规范特训随堂针对训练
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光学电磁波相对论
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当换用波长为400
nm的紫光时，|P1S1－P1S2|＝600
3λ紫 nm＝，则两列光波到达P1点时振动情况完全相反，即 2 由S1、S2射出的光波到达P1点就相互消弱，因此，出现暗条纹．综上所述，选项B正确．
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的．设相邻两干涉条纹的间距为Δx，∠MON为θ，则Δx· θ λ λ ＝ (λ为照射光的波长)，∴Δx＝ .如A处为一向下凹陷的 2 2θ 小坑，则下陷部分倾角θ增大，条纹变密，而恢复阶段处倾角θ减小，条纹稀疏，因此形成如P处形状的干涉
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2．薄膜干涉 (1)薄膜特点：如图所示，由于重力作用，皂膜上薄下厚．
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2017版高考物理一轮复习模拟创新题专题十五光学电磁波相对论

专题十五光学电磁波相对论根据高考命题大数据软件分析，重点关注第1、3、4、5、7、10题。

模拟精选题一、选择题1．(2016·贵州贵阳一中月考)下列说法正确的是________。

(填正确答案标号) A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，这一现象叫做光的色散B．激光测距是应用了激光平行性好的特点C．光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理D．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，唯一的办法是将入射光由绿光变为红光E．A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先发生全反射解析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，A正确；由于激光的平行性好，激光传播很远的距离后仍能保持一定的强度，常用来精确测距离，B正确；用光导纤维束传送图象信息，这是光的全反射的应用，C错误；在双缝干涉实验中，条纹间距Δx＝ldλ，要使条纹变宽，可以增大l、减小d或将入射光由波长较短的绿光变为波长较长的红光，D错误；频率越大的光，折射率越大，全反射临界角越小，所以A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先达到临界角而发生全反射，E正确。

答案ABE2．(2016·宁夏六盘山高级中学模拟)以下说法中正确的有________。

(填正确答案标号) A．阳光下肥皂膜上的彩色条纹属于光的衍射现象B．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的C．一束光由介质斜射向空气，界面上可能只发生反射现象而没有折射现象D．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，这说明了光是一种波E．未见其人，先闻其声说明声波有衍射现象而光波没有衍射现象解析阳光下肥皂膜上的彩色条纹，属于薄膜干涉现象，故A错误；太阳光通过三棱镜产生彩色条纹，是由于光发生了色散现象即属于光的折射现象，故B正确；一束光由介质斜射向空气，界面上若发生全反射，只发生反射现象而没有折射现象，故C正确；水面油膜呈现彩色条纹是由于光的薄膜干涉产生的，是光的干涉现象，这说明了光是一种波，故D 正确；未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，绕过障碍物，继续向前传播，发生衍射现象，故E 错误。

2016届高考物理一轮复习第十三章光学电磁波相对论简介阶段综合测评

阶段综合测评十三选修3－5(时间：90分钟满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共50分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．有的小题给出的几个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的几个选项中有多个选项正确，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选或不答得0分)1．(2015届北京市房山区高三期末考试)下列说法正确的是( )A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程C．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子，能量增加D．将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变解析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项A正确；238 92U→234 90Th＋42He是α衰变，选项B错误；一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，放出光子，能量减少，选项C 错误；放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项D错误．答案：A2．(2015届北京市丰台区高三期末考试)如果大量氢原子处在n＝4的能级，可能有几种频率的光辐射出来？其中频率最大的光是氢原子在哪两个能级间跃迁时发出来的？( ) A．4种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝1能级跃迁时发出B．6种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝1能级跃迁时发出C．4种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝3能级跃迁时发出D．6种，其中频率最大的光是氢原子从n＝4能级到n＝3能级跃迁时发出解析：大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射6种频率的光子，其中频率最大也就是能量最大的光子是从n＝4跃迁到n＝1能级时释放的，故选项B正确．答案：B3．(2015届江苏省盐城市高三质检)下列说法中正确的是( )A．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质B．铀核(238 92U)衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能一定小于铀核的比结合能C．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加解析：β衰变的实质是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，电子发射到核外，就是β粒子，故选项A正确；一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B错误；实验表明，只要照射光的频率足够大，就一定能发生光电效应现象，故选项C错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，要吸收光子，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增加，故选项D正确．答案：AD4．(2015届衡水市高三点睛大联考)三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y 核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦(42He)，则下面说法正确的是( ) A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大2D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，写出核反应方程式为：m n X→m n－1Y＋0－1e，m n－1Y＋11H→m－3n－2Z ＋42He，显然，A是错误的；X核的中子数为(m－n)，Z核的中子数为[(m－3)－(n－2)]，(m－n)－[(m－3)－(n－2)]＝1，可见X核比Z核多一个中子，B错误；X核的质量数m比Z核质量数(m －3)大3，C错误；X核与Z核的总电荷数是n＋(n－2)＝2(n－1)，Y核电荷是(n－1)，D正确．答案：D5．(2015届开封市高三二模)下列说法正确的是( )A．康普顿效应进一步证实了光的波动特性B．天然放射元素衰变的快慢与所处的化学、物理状态有关C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特性D．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的E．爱因斯坦提出了光子说成功地解释了光电效应现象解析：康普顿效应是光的散射现象，进一步证明光的粒子性，选项A错误，天然放射元素衰变快慢与所处化学、物理状态无关，选项B错误；经典物理学不能解释原子的稳定性，也不解释原子光谱是不连续的，具有分立特性，选项C正确；普朗克为了解释黑体辐射提出了能量是量子化的，选项D正确；爱因斯坦提出光子说成功解释光电效应现象，选项E正确．答案：CDE6．(2015届湖南省郴州市高三二模)下列说法正确的是( )A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说E．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应解析：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A正确；宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性，选项B错误；β衰变中产生的β射线实际上是原子核内中子释放一个电子变成质子的过程，故选项C错误；爱因斯坦对光电效应进行研究，提出光子说，成功解释光电效应，选项D正确；对任何一种金属都存在一个“最大波长”即最小频率，入射光的波长必须小于这个波长，才能发生光电效应，选项E正确．答案：ADE7．(2015届银川市宁大附中高三模拟)下列说法中正确的是( )A．α粒子散射实验证明了原子核还可以再分B．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C．分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能较大D．基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子解析：天然放射现象说明原子核还可以再分，选项A错误；α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构，选项B错误；若用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，X射线的频率大于绿光的频率，由光电效应方程可知，用X射线照射时，光电子的最大初动能较大，选项C正确；基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，向低能态跃迁能发射多种频率的光子，选项D正确．答案：CD8．氢原子的部分能级如图所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光解析：从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光子能量最小为10.2 eV，最大为13.6 eV，可见其频率高于可见光，即波长比可见光短；从高能级向n ＝2能级跃迁时发出的光子能量最小为1.89 eV ，最大为3.4 eV ，可见发出的光并不都为可见光；从高能级向n ＝3能级跃迁时发出的光子能量最小为0.66 eV ，最大为1.51 eV ，频率低于可见光；从n ＝3能级向n ＝2能级跃迁发出的光子能量为1.89 eV ，属于可见光的区域．答案：AD9．如图所示，用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的解析：增大a 光的强度，从金属板飞出的光电子增多，金属板带电荷量增大，验电器的指针偏角一定增大，选项A 错误；a 光照射金属板时，光电子从金属板飞出，金属板带正电，验电器的金属小球带正电，选项B 错误；经分析，a 光在真空中的频率大于b 光在真空中的频率，故a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长，选项C 正确；氢原子跃迁，因为|E 4－E 1|＞|E 5－E 2|，故选项D 正确．答案：CD10．关于核反应方程234 90Th→234 91Pa ＋X ＋ΔE (ΔE 为释放出的核能，X 为新生成粒子)，已知23490Th 的半衰期为T ，则下列说法正确的是( )A.234 91Pa 比234 90Th 少1个中子，X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变B ．N 0个234 90Th 经2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为34N 0ΔE (N 0数值很大) C.234 90Th 的比结合能为ΔE 234D.234 90Th 的化合物的半衰期比T 长解析：234 91Pa 和234 90Th 具有相同的核子数，但234 91Pa 比234 90Th 多一个质子，所以234 91Pa 比234 90Th 少一个中子，234 90Th 具有放射性，X 粒子是从原子核中射出的，X 粒子是电子，即该衰变为β衰变，选项A 正确；经过2 T 时间有34N 0的234 90Th 发生了衰变，放出的能量为34N 0ΔE ，故选项B 正确；234 90Th 的比结核能是该原子核分解为核子时需要的能量与核子数的比值，故选项C 错误；234 90Th 的化合物的半衰期也为T ，故选项D 错误．答案：AB第Ⅱ卷(非选择题，共50分)二、填空题(本题共2小题，共12分)11．(6分)(2015届宁夏银川市唐徕回民中学高三模拟)小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J.解析：(1)金属板K为阴极，电极A为阳极．(2)由题中图象可知，当遏止电压为零时的频率即为铷的截止频率，应为5.13×1014Hz，根据W0＝hν0＝6.63×10－34×5.13×1014 J＝3.40×10－19 J.答案：(1)阳极(2)(5.12～5.18)×1014(3.39～3.43)×10－1912．(6分)放射性物质210 84Po和6027Co的核衰变方程为：210 84Po→206 82Pb＋X1，6027Co→6028Ni＋X2，方程中的X1代表的是________，X2代表的是________．解析：根据质量数和电荷数守恒可得X1的质量数为4，质子数为2，即为42He，X2的质量数为0，电荷数为－1为0－1e.答案：42He 0－1e三、计算题(本题共4小题，共38分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)13．(9分)(2015届河北省邯郸市高三期末考试)如图，质量分别为m1＝1.0 kg和m2＝2.0 kg 的弹性小球a、b，用轻绳紧紧的把它们捆在一起，使它们发生微小的形变．该系统以速度v0＝0.10 m/s沿光滑水平面向右做直线运动．某时刻轻绳突然自动断开，断开后两球仍沿原直线运动．经过时间t＝5.0 s后，测得两球相距s＝4.5 m，求：(1)刚分离时a、b两小球的速度大小v1、v2；(2)两球分开过程中释放的弹性势能E p.解析：(1)根据已知，由动量守恒定律得(m1＋m2)v0＝m1v1＋m2v2①s ＝v 1t －v 2t ②由①②得v 1＝0.70 m/s ，v 2＝－0.20 m/s.(2)由能量守恒定律得12(m 1＋m 2)v 20＋E p ＝12m 1v 21＋12m 2v 22 代入数据得E p ＝0.27 J.答案：(1)0.70 m/s －0.20 m/s (2)0.27 J14．(9分)(2015届河北省唐山市高三模拟)质量为m 1的物体A 以某一速度值由斜面底端冲上斜面，恰能到达斜面顶端，如图所示．将质量为m 2的物体B 放置在斜面上某点，且处于静止状态，物体B 到斜面顶端的距离为斜面长度的1/4，A 物体再次以相同的初速度冲上斜面， A 、B 发生弹性碰撞后，B 物体刚好能够到达斜面顶端．两物体可视为质点，且二者与斜面间的动摩擦因数相同．求A 、B 两物体的质量比m 1∶m 2.解析：两物体向上滑行时，mg sin θ＋μmg cos θ＝ma二者加速度相同，二者刚好能滑到斜面顶端由v 2＝2a L 4，可知m 1碰前的速度与m 2碰后的速度相等在碰撞过程中，设碰前m 1的速度和碰后m 2的速度为v ，碰后m 1的速度为v 1 m 1v ＝m 1v 1＋m 2v12m 1v 2＝12m 1v 21＋12m 2v 2 由以上两式可得m 1∶m 2＝1∶1.答案：1∶115．(10分)(2015届湖南省郴州市高三二模)两物块A 、B 用轻弹簧相连，质量均为m ＝2 kg ，初始时弹簧处于原长，A 、B 两物块都以v ＝6 m/s 的速度在光滑的水平地面上运动，质量M ＝4 kg 的物块C 静止在前方，如图所示．B 与C 碰撞后二者会粘在一起运动．求在以后的运动中：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A 的速度v 1为多大？(2)系统中弹性势能的最大值E p 是多少？解析：(1)根据题意，A 、B 、C 三物块动量守恒，当弹簧的弹性势能最大时满足：2mv ＝(2m ＋M )v 1带入数值得：v 1＝3 m/s.(2)根据动量守恒，当BC 刚刚完成碰撞时满足：mv ＝(m ＋M )v BC此后系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时满足：12mv 2＋12(M ＋m )v 2BC ＝12(2m ＋M )v 21＋E p . 带入数值后整理得：E p ＝12 J.答案：(1)3 m/s (2)12 J16．(10分)如图所示，两块相同平板P 1、P 2置于光滑水平面上，质量均为m .P 2的右端固定一轻质弹簧，弹簧的自由端恰好在P 2的左端A 点．物体P 置于P 1的最右端．质量为2m 且可以看作质点．P 1与P 以共同速度v 0向右运动，与静止的P 2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P 1与P 2粘连在一起，P 压缩弹簧后被弹回并停在A 点(弹簧始终在弹性限度内)．P 与P 2之间的动摩擦因数为μ，求(1)P 1、P 2刚碰完时的共同速度v 1和P 的最终速度v 2；(2)此过程中弹簧最大压缩量x .解析：(1)碰撞时由动量守恒定律可得：(m ＋2m )v 0＝2mv 0＋(m ＋m )v 1解得：v 1＝12v 0 由于物体P 与P 1、P 2之间的力为内力，三者整体由动量守恒定律可得：(m ＋2m )v 0＝(m ＋m ＋2m )v 2解得：v 2＝34v 0. (2)整个过程由能量守恒定律可得：12(m ＋m )v 21＋122mv 20＝12(m ＋m ＋2m )v 22＋μ·2mg ·2x 解得：x ＝v 2032μg. 答案：(1)v 1＝12v 0 v 2＝34v 0 (2)x ＝v 2032μg。

高考物理一轮复习第十三章光学电磁波相对论(第2课时)光的波动性习题-人教版高三全册物理试题

〔第2课时〕光的波动性1．光的干预(1)定义：两列频率一样、振动情况一样的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干预现象．(2)相干条件：只有相干光源发出的光叠加，才会发生干预现象．相干光源是指频率一样、相位一样(振动情况一样)的两列光波．2．双缝干预由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干预的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干预中相邻亮条纹间距离为Δx ＝l dλ .3．薄膜干预利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度一样． 4．光的衍射(1)定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．(2)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．(3)衍射图样．①单缝衍射：a.单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性．b ．白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积．③圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑．5．光的偏振(1)偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振．(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都一样，这种光叫做自然光．(3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．1．两个一样亮度的烛焰是相干光源．(×)2．横波、纵波都能发生偏振现象．(×)3．当振动情况完全一样的两个光源与屏上某点的距离之差等于0时，出现亮条纹．(√) 4．在双缝干预实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×)5．阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)6．阳光在水面的反射光是偏振光．(√)1．(2014·江苏卷)某同学用单色光进展双缝干预实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙图所示．他改变的实验条件可能是( )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解析：在双缝干预中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l dλ，由题图知干预条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案：B2．(2016·衡阳模拟)光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如下列图，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能．真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是( )A ．光的直线传播B ．光的粒子性C ．光的干预D ．光的衍射解析：真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干预的原理，应当选项C 正确．答案：C3．(多项选择)如下说法中正确的答案是( )A．无影灯利用的是光的衍射原理B．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度D．在光的双缝干预实验中，将入射光由红光改为紫光，如此条纹间距变宽解析：无影灯是利用光的直线传播原理，选项A错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度，选项C正确；在光的双缝干预实验中，将入射光由红光改为紫光，波长变短，如此条纹间距变窄，选项D错误；B项的表示是正确的．答案：BC4．(多项选择)(2016·沈阳模拟)如下列图，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，如此( )A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，如此选项A错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，如此选项B正确；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，如此B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；假设将B转过90°，如此该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，如此偏振光能通过B，即在P处有光亮，选项D正确．一、单项选择题1．(2016·株洲模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板外表看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象( )A．都是光的衍射现象B．都是光的干预现象C．前者是光的干预现象，后者是光的衍射现象D．前者是光的衍射现象，后者是光的干预现象解析：根据干预和衍射的条件，两块玻璃板的空气层形成薄膜干预，日光灯发出的光通过狭缝会发生衍射现象．答案：C2．关于光的衍射，如下说法中错误的答案是( )A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B．只有两列频率一样的光波叠加后才能发生衍射C．光的衍射没有否认光沿直线传播的结论D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据解析：由光的衍射的定义知A正确；光波的衍射无条件，B错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否如此光沿直线传播，可见光的衍射没有否认光沿直线传播的结论，C正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据，D正确．3．(2016·豫北六校模拟)在双缝干预实验中，一钠灯发出的波长为589 nm 的光，在距双缝1.00 m 的屏上形成干预图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm ，如此双缝的间距为( )A ．2.06×10－7 mB ．2.06×10－4mC ．1.68×10－4 mD ．1.68×10－3 m解析：在双缝干预实验中，相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离l 间的关系为Δx ＝l d λ，如此双缝间距d ＝l λΔx ＝1.00×589×10－90.350×10－2 m ≈1.68×10－4 m. 答案：C4．光的偏振现象说明光是横波．如下现象中不能反映光的偏振特性的是( )A ．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B ．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C ．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D ．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A 、B 选项反映了光的偏振特性，C 是偏振现象的应用，D 是光的衍射现象．答案：D5．(2015·郑州模拟)如下列图是用干预法检查某块厚玻璃块的上外表是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干预条纹是由如下哪两个外表反射的光线叠加而成的( )A．a的上外表和b的下外表B．a的上外表和b的上外表C．a的下外表和b的上外表D．a的下外表和b的下外表解析：该题主要考查对薄膜干预的认识和理解．样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上外表照射，入射光从空气薄层的上、下外表反射回两列光波形成干预条纹．空气薄层的上、下外表就是a的下外表和b的上外表．答案：C6．(2016·石家庄模拟)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( )A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°解析：首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有选项D.答案：D二、多项选择题7．(2016·岳阳模拟)如下列图为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干预装置获得的干预图样，现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的答案是( )解析：因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线，应当选项B错误；根据干预图样，a光的干预条纹间距较大，所以a光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿一样方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小，选项A正确；由于a光的折射率小，临界角较大，如此更不易发生全反射，选项C错误，D正确．答案：AD8．(2016·廊坊模拟)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预条纹，称为牛顿环，以下说法正确的答案是( )A．干预现象是由凸透镜下外表反射光和玻璃上外表反射光叠加形成的B．干预现象是由凸透镜上外表反射光和玻璃上外表反射光叠加形成的C．干预条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D．干预条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下外表和平板玻璃的上外表，应当选项A 正确，B 错误；由于凸透镜的下外表是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干预条纹，应当选项C 正确，D 错误．答案：AC9．(2015·温州模拟)如下说法正确的答案是( )A ．用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理B ．紫外线比红外线更容易发生衍射现象C ．经过同一双缝所得干预条纹，红光比绿光的条纹宽度大D ．光的色散现象都是由于光的干预现象引起的E ．光的偏振现象说明光是一种横波解析：用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理，所以选项A 正确；紫外线的频率比红外线大，故波长比红外线小，所以二者相比红外线更容易发生衍射，选项B 错误；根据条纹间距公式Δx ＝l dλ知，波长越长，条纹间距越大，因为红光的波长大于绿光的波长，所以经过同一双缝所得干预条纹，红光比绿光的条纹宽度大，应当选项C 正确；光的折射、衍射都能引起光的色散，所以选项D 错误；偏振是横波特有的，光的偏振现象说明光是横波，所以选项E 正确．答案：ACE三、非选择题10．(2016·德州模拟)如下列图，A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A 是光的________(填“干预〞或“衍射〞)图样．由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径________(填“大于〞或“小于〞)图B 所对应的圆孔的孔径．解析：A 中出现明暗相间的条纹，B 中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图A 是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m 数量级上，所以图A 对应的圆孔的孔径比图B 所对应的圆孔的孔径小．图B 的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射小于11．(2016·宜昌模拟)为了减少光在透镜外表由于反射带来的损失，可在透镜外表涂一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁．为了使波长为5.52×10－7m 的绿光在垂直外表入射时使反射光干预相消，求所涂的这种增透膜的厚度．解析：设绿光在真空中的波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长与频率的关系得n ＝c v ＝λ0λ，即λ＝λ0n. 那么增透膜的厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝ 1×10－7m.答案：1×10－7m。

高考物理一轮复习第十三章光电磁波相对论实验14 测定玻璃的折射率真题

测定玻璃的折射率高考真题1．(2015·北京理综)“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示．在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“＋”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4.在插P3和P4时，应使________．(选填选项前的字母)( )A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像解析：使P3同时挡住P1、P2的橡，即P3、P1、P2在同一光线上，C正确．答案：C2．(2012·江苏卷)“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第4个大头针D时，要使它________．图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝________.(计算结果保留2位有效数字)解析：大头针A 、B 确定的是入射光线的方位，大头针C 、D 确定的是与之对应的出射光线的方位．故达到目的时4个针位于同一光路上，D 能挡住C 及A 、B 的像．如图所示，连接AB 、CD 并延长分别与a 、a ′相交于E 、F 两点，再连接EF 即可得到与入射光线AB 对应的折射光线，过E 点作a 的垂线，则AB 、EF 与垂线间的夹角即为入射角及对应的折射角．解法1：用量角器测出入射角i 及折射角r ，查正弦表，由n ＝sin i sin r可得折射率．解法2：以E 点为圆心，适当长度为半径作圆，设圆与AB 、EF 相交于G 、H ，过G 、H 作法线的垂线GI 与HJ ，用刻度尺测出GI 与HJ 的长度，则n ＝GI HJ.答案：挡住C 及A 、B 的像 1.8(1.6～1.9都算对)3．(2011·天津理综)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P 1、P 2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P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1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．此时只需测量出____________________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝________.解析：当恰好看不见P 1、P 2的像时，说明沿P 1、P 2的光刚好发生全反射现象，此时玻璃砖直径转过的角度θ即为临界角，则折射率n ＝1sin θ. 答案：玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ。

人教版高考物理一轮总复习课后习题第十三章光学电磁波相对论单元质检十三

单元质检十三光学电磁波相对论(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.5G是“第五代移动通信网络”的简称,5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段,比目前4G及以下网络(通信频率在0.3~3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。

未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps,是4G 网络的50~100倍。

与4G网络使用的无线电波相比,5G网络使用的无线电波( )A.在真空中的传播速度更快B.在真空中的波长更长C.衍射的本领更强D.频率更高,相同时间传递的信息量更大答案:D解析:无线电波(电磁波)在真空中的传播速度与光速相同,保持不变,其速,频率变大,波长变度与频率没有关系,故A错误;由公式c=λf可知,λ=cf短,衍射本领变弱,故B、C错误;无线电波(电磁波)频率越高,周期越小,相同时间内可承载的信息量越大,故D正确。

2.(上海杨浦调研)如图所示,把酒精灯放在肥皂液膜前,从薄膜上可看到明暗相间的条纹,能解释这一现象的示意图是(图中实线、虚线为光照射到液膜上时,从膜的前后表面分别反射形成的两列波)( )答案:C解析:肥皂液膜上薄下厚,波峰与波峰、波谷与波谷叠加处,出现明条纹,波峰与波谷叠加处,出现暗条纹,故C正确。

3.红外线和紫外线相比较( )A.红外线的光子能量比紫外线的大B.真空中红外线的波长比紫外线的长C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能答案:B解析:红外线的频率比紫外线小,根据E=hν,可知红外线光子的能量比紫外线的小,A错误;波长λ=c,红外线的频率低,波长长,B正确;所有电磁波ν在真空中的速度都一样大,都是c=3.0×108m/s,C错误;红外线和紫外线都是横波,都可以发生偏振现象,D错误。

2017年高中物理一轮复习课时跟踪检测四十五光的波动

课时跟踪检测（四十五）光的波动性电磁波相对论对点训练：光的干涉、衍射及偏振1.(多选)(2017·长沙模拟)英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象。

图为实验装置简图，M 为竖直线状光源，N 和O 均为有狭缝的遮光屏，P 为像屏。

现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是( )A ．N 应选用遮光屏 1B ．N 应选用遮光屏 3C ．O 应选用遮光屏 2D ．O 应选用遮光屏 4解析：选AC 先通过单缝发生单缝衍射，再通过双缝，才能形成相干光发生双缝干涉，再根据像屏P 上条纹分布可知，N 应选用遮光屏 1，O 应选用遮光屏 2；故A 、C 正确，B 、D 错误。

2.(2017·宜宾二诊)如图所示，光源S 从水面下向空气斜射一束复色光，在A 点分成a 、b 两束，则下列说法正确的是( )A ．在水中a 光折射率大于b 光B ．在水中a 光的速度大于b 光C ．a 、b 光由水中射向空气发生全反射时，a 光的临界角较小D ．分别用a 、b 光在同一装置上做双缝干涉实验，a 光产生的干涉条纹间距小于b 光解析：选B 由题意可知，两光束的入射角i 相同，折射角r a ＜r b ，根据折射定律得到，折射率n a ＜n b ，故A 错误；由公式v ＝c n ，分析得知，在水中a 光的速度比b 光的速度大，故B正确；a 光的折射率小，根据临界角公式sin C ＝1n，可知a 光的临界角较大，故C 错误；折射角r a ＜r b ，频率f a ＜f b ，波长λa ＞λb ，根据公式Δx ＝l dλ，则知a 光的干涉条纹间距大于b 光的，故D 错误。

3．(2017·绵阳三诊)下列说法正确的是( )A ．水面上的油膜在太阳光照射下呈现彩色，是光的干涉现象B ．紫外线可杀菌消毒是因为它有较强的热效应C ．红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，红光形成的相邻亮条纹间距小D ．观察者向频率一定的静止声源靠近时，接收到声波的频率与声源频率相同解析：选A 水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象，故A 正确；紫外线具有杀菌作用，不是因为紫外线有较强的热效应，故B 错误；红光和黄光分别通过同一双缝干涉装置，根据公式Δx ＝l dλ可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大，故C 错误；观察者向静止的声源靠近时，产生多普勒效应，且观察者接收到的频率大于声源的频率，故D 错误。

高考物理一轮复习第13章第4单元光的波动性电磁波相对论课时跟踪检测(选修34)

课时跟踪检测(三十九) 光的波动性电磁波相对论高考常考题型：选择题＋计算题一、单项选择题1．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比2．(2012·北京丰台区期末)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看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3．(2012·上海华师大附中八校联考)下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波在真空和介质中传播的速度相同B．变化的磁场能够在空间产生电场C．电磁波的波长、波速、周期的关系为v＝λTD．电磁波既可能是横波，也可能是纵波4．(2011·江苏高考)如图1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( )图1A．同时被照亮B．A先被照亮C．C先被照亮D．无法判断5．(2012·江苏高考)如图2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( )图2A．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不变二、多项选择题6．(2012·浙江高考)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3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( )图3A．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7．(2012·河北百所高中联考)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8．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内。

2017年高考物理一轮复习第十三章光学电磁波相对论(第2课时)光的波动性习题

（第2课时）光的波动性1．光的干涉(1)定义：两列频率相同、振动情况相同的光波相叠加，某些区域出现振动加强，某些区域出现振动减弱，并且加强区域和减弱区域总是相互间隔的现象叫光的干涉现象．(2)相干条件：只有相干光源发出的光叠加，才会发生干涉现象．相干光源是指频率相同、相位相同(振动情况相同)的两列光波．2．双缝干涉由同一光源发出的光经双缝后，在屏上出现明暗相间的条纹．白光的双缝干涉的条纹是中央为白色条纹，两边为彩色条纹，单色光的双缝干涉中相邻亮条纹间距离为Δx ＝l dλ .3．薄膜干涉利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后两面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应的薄膜厚度相同． 4．光的衍射(1)定义：光离开直线路径绕到障碍物阴影区的现象叫光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环叫衍射图样．(2)发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸跟光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．(3)衍射图样．①单缝衍射：a.单色光：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性．b ．白光：中间为宽且亮的白色条纹，两侧是窄且暗的彩色条纹，最靠近中央的是紫光，远离中央的是红光．②圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环面积远远超过孔的直线照明的面积． ③圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮斑．5．光的偏振(1)偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振．(2)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．(3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．1．两个相同亮度的烛焰是相干光源．(×)2．横波、纵波都能发生偏振现象．(×)3．当振动情况完全相同的两个光源与屏上某点的距离之差等于0时，出现亮条纹．(√) 4．在双缝干涉实验中，双缝的作用是使白光变成单色光．(×)5．阳光下茂密的树荫中地面上的圆形亮斑是光的衍射形成的．(×)6．阳光在水面的反射光是偏振光．(√)1．(2014·江苏卷)某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙图所示．他改变的实验条件可能是( )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解析：在双缝干涉中，相邻明条纹间的距离Δx ＝l dλ，由题图知干涉条纹间距变宽，故可增大l 、λ或减小d .根据c ＝λν知要增大λ，应减小ν.选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案：B2．(2016·衡阳模拟)光热转换是将太阳能转换为其他物质内能的过程，太阳能热水器如图所示，就是一种光热转换装置，它的主要转化器件是真空玻璃管，这些玻璃管将太阳能转化成水的内能．真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，使尽可能多的太阳能转换成热能，这种镀膜技术的物理依据是( )A ．光的直线传播B ．光的粒子性C ．光的干涉D ．光的衍射解析：真空玻璃管上的镀膜是一层增透膜，利用了光的干涉的原理，故选项C 正确．答案：C3．(多选)下列说法中正确的是( )A ．无影灯利用的是光的衍射原理B ．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性C ．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度D ．在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，则条纹间距变宽解析：无影灯是利用光的直线传播原理，选项A 错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度，选项C 正确；在光的双缝干涉实验中，将入射光由红光改为紫光，波长变短，则条纹间距变窄，选项D 错误；B 项的叙述是正确的．答案：BC4．(多选)(2016·沈阳模拟)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则选项A错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则选项B正确；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，选项C错误；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，选项D正确．答案：BD一、单项选择题1．(2016·株洲模拟)在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象( )A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C ．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D ．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象解析：根据干涉和衍射的条件，两块玻璃板的空气层形成薄膜干涉，日光灯发出的光通过狭缝会发生衍射现象．答案：C2．关于光的衍射，下列说法中错误的是( )A ．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象B ．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射C ．光的衍射没有否定光沿直线传播的结论D ．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据解析：由光的衍射的定义知A 正确；光波的衍射无条件，B 错误；当满足光发生明显衍射现象的条件时，光的衍射现象明显，否则光沿直线传播，可见光的衍射没有否定光沿直线传播的结论，C 正确；衍射是波动所特有的性质，所以光的衍射现象为波动说提供了有利的证据，D 正确．答案：B3．(2016·豫北六校模拟)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 m解析：在双缝干涉实验中，相邻明条纹间距Δx 、双缝间距d 与双缝到屏的距离l 间的关系为Δx ＝l d λ，则双缝间距d ＝l λΔx ＝1.00×589×10－90.350×10－2 m ≈1.68×10－4 m. 答案：C4．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A ．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象．答案：D5．(2015·郑州模拟)如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃块的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面解析：该题主要考查对薄膜干涉的认识和理解．样板和厚玻璃之间存在楔形空气薄层，用单色光从这个空气薄层上表面照射，入射光从空气薄层的上、下表面反射回两列光波形成干涉条纹．空气薄层的上、下表面就是a的下表面和b的上表面．答案：C6．(2016·石家庄模拟)假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( )A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°解析：首先，司机要能够看清楚自己车灯发出的经对面物体反射回来的光线，所以他自己车灯的偏振片的透振方向和前窗玻璃的透振方向一定要平行；其次，他不能看到对面车灯发出的强光，所以对面车灯玻璃的透振方向与他自己车窗玻璃的透振方向一定要垂直．满足上述要求的只有选项D.答案：D二、多项选择题7．(2016·岳阳模拟)如图所示为用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置获得的干涉图样，现让a、b两种光组成的复色光穿过平行玻璃砖或三棱镜时，光的传播路径与方向可能正确的是( )解析：因为单色光斜射入平行玻璃砖时的出射光线应平行于入射光线，故选项B错误；根据干涉图样，a光的干涉条纹间距较大，所以a光的波长较长，在同种介质中的折射率较小，故沿相同方向斜射入平行玻璃砖时a光的侧移量小，选项A正确；由于a光的折射率小，临界角较大，则更不易发生全反射，选项C错误，D正确．答案：AD8．(2016·廊坊模拟)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( )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解析：由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜，所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面，故选项A 正确，B 错误；由于凸透镜的下表面是圆弧面，所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的，形成不等间距的干涉条纹，故选项C 正确，D 错误．答案：AC9．(2015·温州模拟)下列说法正确的是( )A ．用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理B ．紫外线比红外线更容易发生衍射现象C ．经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大D ．光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的E ．光的偏振现象说明光是一种横波解析：用光导纤维束传输图像和信息，这是利用了光的全反射原理，所以选项A 正确；紫外线的频率比红外线大，故波长比红外线小，所以二者相比红外线更容易发生衍射，选项B 错误；根据条纹间距公式Δx ＝l dλ知，波长越长，条纹间距越大，因为红光的波长大于绿光的波长，所以经过同一双缝所得干涉条纹，红光比绿光的条纹宽度大，故选项C 正确；光的折射、衍射都能引起光的色散，所以选项D 错误；偏振是横波特有的，光的偏振现象说明光是横波，所以选项E 正确．答案：ACE三、非选择题10．(2016·德州模拟)如图所示，A 、B 两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A 是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B 所对应的圆孔的孔径．解析：A 中出现明暗相间的条纹，B 中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图A 是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m 数量级上，所以图A 对应的圆孔的孔径比图B 所对应的圆孔的孔径小．图B 的形成可以用光的直线传播解释．答案：衍射小于11．(2016·宜昌模拟)为了减少光在透镜表面由于反射带来的损失，可在透镜表面涂一层增透膜，一般用折射率为1.38的氟化镁．为了使波长为5.52×10－7m 的绿光在垂直表面入射时使反射光干涉相消，求所涂的这种增透膜的厚度．解析：设绿光在真空中的波长为λ0，在增透膜中的波长为λ，由折射率与光速的关系和光速与波长及频率的关系得n ＝c v ＝λ0λ，即λ＝λ0n. 那么增透膜的厚度d ＝14λ＝λ04n ＝5.52×10－74×1.38m ＝ 1×10－7m.答案：1×10－7m。

高考物理一轮复习第十三章光学电磁波相对论(第1课时)光的折射全反射习题-人教版高三全册物理

第十三章光学电磁波相对论〔第1课时〕光的折射全反射1.光的折射定律Ⅱ2．折射率Ⅰ3．全反射、光导纤维Ⅰ4．光的干预、衍射和偏振现象Ⅰ5．变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波与其传播Ⅰ6．电磁波的产生、发射和接收Ⅰ7．电磁波谱Ⅰ8．狭义相对论的根本假设Ⅰ9．质速关系、质能关系Ⅰ10．相对论质能关系式Ⅰ实验十四：测定玻璃的折射率实验十五：用双缝干预测量光的波长1．本章考查的热点是光的折射和全反射，光的干预、衍射和偏振现象，电磁波的产生和传播，电磁波谱等问题，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，其中对光的折射与全反射的综合，也常以计算题的形式考查．2．分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论局部，以考查根本概念与对规律的简单理解为主，不可无视任何一个知识点，光的干预限于双缝干预、薄膜干预问题．一、光的折射全反射 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改变的现象． 2．折射定律(1)内容：如下列图，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：sin isin γ＝n .(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 3．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量． (2)定义式：n ＝sin isin γ． (3)计算公式：n ＝cv，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．4．全反射现象(1)条件：①光从光密介质射入光疏介质． ②入射角大于或等于临界角．(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光． 5．临界角折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1n．二、光的色散1．光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象． 2．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列． 3．光的色散现象说明． (1)白光为复色光．(2)同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大． (3)不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢． 4．棱镜．(1)含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散明确各色光在同一介质中的折射率不同．(2)三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散．1．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射．(×) 2．折射率跟折射角的正弦成正比．(×) 3．入射角足够大，也不一定能发生全反射．(√)4．假设光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大．(×) 5．无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的．(√)6．介质对某单色光的临界角为C ，如此该介质的折射率等于1sin C .(√)7．密度大的介质一定是光密介质．(×)8．在同一种介质中，光的频率越大，折射率越大．(√)1．(2015·重庆卷)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如下列图．M、N、P、Q点的颜色分别为( )A．紫、红、红、紫B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红 D．紫、红、紫、红解析：白光中的可见光局部从红到紫排列，对同一介质的折射率n紫>n红，由折射定律知紫光的折射角较小，由光路可知，紫光将到达M点和Q点，而红光到达N点和P点，应当选A.答案：A2．(2015·福州模拟)如下列图，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，如下图能正确描述其光路的是( )解析：光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，如此发生全反射；如果入射角小于临界角，如此在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A 正确，选项C 错误；当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B 、D 错误．答案：A3．(多项选择)(2016·青岛模拟)如下列图，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，如下说法正确的答案是( )A ．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 ．假设沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，如此折射光线有可能通过B 点正下方的C 点D ．假设沿AO 1方向射向水中的是一束红光，如此折射光线有可能通过B 点正上方的D 点E ．假设蓝光沿AO 方向射向水中，如此折射光线有可能通过B 点正上方的D 点解析：由折射定律n ＝sin isin γ知，蓝光从空气射向水中，入射角比折射角大，O 1点在O点的左侧，选项A 错误；由v ＝cn知，蓝光进入水中的速度变小，选项B 正确；假设沿AO 1方向射向水中的是一束紫光，紫光折射率大，折射角小，如此折射光线有可能通过B 点正下方的C 点，选项C 正确；假设沿AO 1方向射向水中的是一束红光，红光折射率小，折射角大，如此折射光线有可能通过B 点正上方的D 点，选项D 正确；假设蓝光沿AO 方向射向水中，如此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．答案：BCD4．(2015·山东卷)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如下列图．位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．解析：光路如图．当光线从A 点射出时，设折射角为γ，由光的折射定律可知n ＝sin i 0sin γ，如此A 点到左端面的距离为x 1＝R tan γ；假设在B 点发生全反射时，如此sin C ＝1n ，故B 点离左端面的距离x 2＝R tan C ，联立解得AB 间的距离为Δx ＝x 2－x 1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0.答案：R ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0一、单项选择题1．(2015·徐州模拟)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：光的折射不能反映光是纵波还是横波，由光的偏振现象可知光是横波，选项A 错误；当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角时，发生全反射现象，没有折射光，选项B错误；当光线垂直于界面入射时，折射光与入射光的传播方向一样，选项C 错误；发生折射是因为光的传播速度在不同介质中不同，选项D正确．答案：D2．(2016·潍坊模拟)公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的假设干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，如下说法正确的答案是( ) A．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小B．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C．红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大D．红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大解析：光从水里射入空气发生折射，入射角一样时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越浅，红灯发出的红光的折射率最小，看起来最深；设光源的深度为d，光的临界角为C，如此光能够照亮的水面面积大小为S＝π(d tan C)2，可见，临界角越大，照亮的面积越大，各种色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大，选项D正确．答案：D3．如下列图，一块两面平行的玻璃砖平放在纸面上，将它的前、后两个边界PQ、MN 记录在纸面上．假设单色光沿纸面从真空中以入射角i＝60°从MN外表射入时，光通过玻璃砖的时间为t；假设保持入射光的方向不变，现撤去玻璃砖，光通过PQ、MN之间的区域的时间也为t，那么，这块玻璃砖对该入射光的折射率为( )A ． 2 B. 3 C ．1.5 D. 2解析：设玻璃砖的厚度为d ，折射率为n ，折射角为γ，如此d /cos γv ＝d /cos γc /n＝ndc cos γ＝t ，d /cos 60°c ＝2d c ＝t ，n ＝sin 60°sin γ，可得n ＝3，选项B 正确．答案：B4．(2015·安徽卷)如下列图，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气．当出射角i ′和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.棱镜顶角为α，如此计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋θ2sin α2B.sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋θ2sinθ2C.sin θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ－α2 D.sin αsin ⎝⎛⎭⎪⎫α－θ2 解析：由几何关系，得入射角等于α＋θ2，折射角等于α2，所以折射率为sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α＋θ2sinα2，应当选A.答案：A5．(2014·四川卷)如下列图，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，如此( )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解析：发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A 错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于或等于临界角时，会发生全反射，选项B 错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C 错误；根据n ＝cv，光在水中的传播速度较小，选项D 正确．答案：D6．(2016·威海模拟)如下列图，一束复色光从空气射入水面，进入水中分成a 、b 两束．它们与水面间的夹角分别是α、β，如此a 、b 两束光在水中的传播速度之比v a v b为( )A.sin αsin βB.sin βsin α C.cos αcos β D.cos βcos α解析：设入射角为θ，由折射定律可得n b ＝c v b ＝sin θsin 〔90°－β〕＝sin θcos β，n a ＝cv a＝sin θsin90°－α＝sin θcos α，两式相比可得v a v b ＝cos αcos β，应当选项C 正确．答案：C二、多项选择题7．(2016·苏北四校联考)如下列图，有一束平行于等边三棱镜截面ABC 的单色光从空气射向E 点，并偏折到F 点，入射方向与边AB 的夹角为θ＝30°，E 、F 分别为边AB 、BC 的中点，如此( )A ．该棱镜的折射率为 3B ．光在F 点发生全反射C ．光从空气进入棱镜，波长变小D ．从F 点出射的光束与入射到E 点的光束平行解析：在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，折射率为3，选项A 正确；由光路的可逆性可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，选项B 错误；由关系式λ介＝λ空气n，可知选项C 正确；从F 点出射的反射光线与法线的夹角为30°，折射光线与法线的夹角为60°，由几何关系知，不会与入射到E 点的光束平行，选项D 错误．答案：AC8．(2016·承德模拟)频率不同的两束单色光1和2以一样的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如下列图，如下说法正确的答案是( )A ．单色光1的波长小于单色光2的波长B ．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C ．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D ．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角解析：由图知单色光1在界面折射时的偏折程度大，如此单色光1的折射率大，因此单色光1的频率大于单色光2的，那么单色光1的波长小于单色光2的，选项A 正确；由n ＝c v知，折射率大的单色光1在玻璃中传播速度小，当单色光1、2垂直射入玻璃时，二者通过玻璃板的路程相等，此时单色光1通过玻璃板所需的时间大于单色光2的，选项B 、C 都错误；由sin C ＝1n与单色光1的折射率大知，选项D 正确．答案：AD9．(2016·大连模拟)固定的半圆形玻璃砖的横截面如下列图，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，如此( )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：当入射角θ逐渐增大时，A 光的光斑先消失，说明A 光的折射角大于B 光的折射角，即玻璃对A 光的折射率大于对B 光的折射率(n A ＞n B )，所以v A ＜v B ，选项A 正确，B 错误；当A 光、B 光都发生全反射时，光屏上只有1个光斑，选项C 错误，D 正确．答案：AD三、非选择题10．(2015·海南卷)一半径为R 的半圆形玻璃砖，横截面如下列图．玻璃的全反射临界角γ⎝ ⎛⎭⎪⎫γ<π3.与玻璃砖的底平面成⎝ ⎛⎭⎪⎫π2－γ角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有局部光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出．假设忽略经半圆柱内外表反射后射出的光，求底面透光局部的宽度．解析：光路图如下列图，沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN 上时，根据几何知识入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O 处发生全反射，光线①左侧的光线，经球面折射后，射到MN 上的角一定大于临界角，即在MN 上发生全反射，不能射出，光线①右侧的光线射到MN 上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角θ1＝90°，从MN 上垂直射出，根据折射定律可得sin θ2＝sin θ1n ，根据全反射定律n ＝1sin γ，两式联立解得θ2＝γ，根据几何知识，底面透光局部的宽度OE ＝R sin γ.答案：OE ＝R sin γ11．(2016·衡水模拟)DVD 光盘由塑料保护层和信息记录层组成．如下列图，激光束以入射角θ1从空气入射到厚度为d 、折射率为n 的塑料保护层后，聚焦到信息记录层的光斑宽度为a ，才能有效获取信息．(1)写出sin θ1应当满足的关系式；(2)在保证a 不变的前提下，减小激光束照到塑料保护层的宽度l (l ＝a ＋2b )，可采取哪些措施(答出三条措施)?解析：(1)由折射定律得n ＝sin θ1sin θ2，式中θ2为折射角，sin θ2＝b b 2＋d 2，解得sin θ1＝nb b 2＋d 2. (2)要保证a 不变的前提下，减小宽度l ，即减小b ，由(1)的求解过程得b 2＝d 2n 2sin 2θ1－1，故在θ1和n 不变时，减小d ，或在θ1和d 不变时，增大n ，或在n 和d 不变时，减小θ1.答案：(1)sin θ1＝nb b 2＋d 2(2)见解析。

2017年高考物理一轮复习 第十三章 光学 电磁波 相对论章末检测卷

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