光学电磁波相对论练习题

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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)

A.仅有a光B.仅有b光C.a、b光都可以D.a、b光都不可以
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。

高中物理【光、电磁波、相对论】专题分类典型题(带解析)

高中物理一、【光的折射全反射】典型题1．(多选)已知介质对某单色光的临界角为θ，则()A．该介质对此单色光的折射率为1sin θB．此单色光在该介质中传播速度为c sin θ(c为真空中光速) C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sin θ倍D．此单色光在该介质中的频率是真空中的1sin θ解析：选ABC．介质对该单色光的临界角为θ，它的折射率n＝1sin θ，A正确；此单色光在介质中的传播速度v＝cn＝c sin θ，B正确；波长λ＝vf＝c sin θcλ0＝λ0sin θ，C正确；光的频率是由光源决定的，与介质无关，D错误．2．光纤通信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()A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析：选A．光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A对，B 错；频率大的光，波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D错．3．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 b B．λa>λb，n a<n bC．λa<λb，n a<n b D．λa>λb，n a>n b解析：选B ．一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长．所以λa >λb ，n a <n b .故选项B 正确．4．如图，△ABC 为一玻璃三棱镜的横截面，∠A ＝30°，一束红光垂直AB 边射入，从AC 边上的D 点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为________．若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D 点射出时的折射角________(选填“小于”“等于”或“大于”)60°.解析：根据题述和图示可知，i ＝60°，γ＝30°，由折射定律，玻璃对红光的折射率n ＝sin isin γ＝ 3.若改用蓝光沿同一路径入射，由于玻璃对蓝光的折射率大于玻璃对红光的折射率，则光线在D 点射出时的折射角大于60°.答案：3 大于5．如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中．某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出．若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为( )A ．1＋sin 2θB ．1＋cos 2θC ．1＋cos 2θD ．1＋sin 2θ解析：选D ．设介质中发生全反射的临界角为α，如图．则由全反射临界角与α的关系可知：sin α＝1n.由图，经多次全反射后从右端射出时，入射角和反射角满足关系：n ＝sin θsin ⎝⎛⎭⎫π2－a .联立两式可得n ＝ 1＋sin 2 θ.6.如图，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：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴R 3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O 点的距离．解析： (1)如图，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 ＝1②由几何关系有sin i ＝l R③ 联立①②③式并利用题给条件，得l ＝23R .④ (2)设与光轴相距R 3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γ1，由折射定律有n sin i 1＝sin γ1⑤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°－γ1)OC⑥ 由几何关系有∠C ＝γ1－i 1⑦sin i 1＝13⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式及题给条件得OC ＝3(22＋3)5R ≈2.74R .⑨ 答案：(1)23R (2)2.74R7．(多选)如图所示，O1O2是半圆形玻璃砖过圆心的法线，a、b是关于O1O2对称的两束平行单色光束，两光束从玻璃砖右方射出后的光路图如图所示，则下列说法正确的是()A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率小B．有可能a是绿光，b是红光C．两光束从空气进入玻璃的过程中各自的频率均不变D．在真空中，a光的波长比b光的波长长解析：选ACD．由题图可知，b光偏离原来的传播方向较多，玻璃对b光的折射率大，故A正确；玻璃对b光的折射率大，b光的频率高，故B错误；光在不同介质中传播，频率不变，故C正确；根据真空中波速c＝λν，b光频率高，波长短，故D正确．8．如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)．当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度．以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变解析：选C．玻璃管被液体包住之前，由于玻璃管之外是光疏介质空气，光线发生全反射，没有光线从玻璃管壁中射出．当玻璃管被透明液体包住之后，液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，光线不再发生全反射，有一部分光线进入液体，反射光的强度会减弱，故C 正确．9．(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射入E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是( )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，波长变短D ．光从空气进入棱镜，波速变小解析：选ACD ．在E 点作出法线可知入射角为60°，折射角为30°，由n ＝sin 60°sin 30°可得折射率为3，故A 正确；由几何关系可知，在BC 边上的入射角小于临界角，不会发生全反射，B 错；由公式v ＝c n可知，光从空气进入棱镜，波速变小，又v ＝λf ，光从空气进入棱镜，波长变短，故C 、D 正确．10.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．解析：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γ.由折射定律有sin i ＝n sin γ①由正弦定理有sin γ2R ＝sin(i －γ)R ② 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 ＝L R③ 式中L 是入射光线与OC 的距离，L ＝0.6R .由②③式和题给数据得sin γ＝6205④ 由①③④式和题给数据得n ＝ 2.05≈1.43答案： 2.05(或1.43)11．如图所示，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43.(1)求池内的水深；(2)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为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)．解析：(1)光由A 射向B 恰好发生全反射，光路如图甲所示．甲则sin θ＝1n ，得sin θ＝34又|AO |＝3 m ，由几何关系可得：|AB |＝4 m ，|BO |＝7 m ，所以水深7 m.(2)光由A 点射入救生员眼中光路图如图乙所示．乙由折射定律n ＝sin 45°sin α可知sin α＝328tan α＝323＝32323 设|BE |＝x ，由几何关系得tan α＝|AQ ||QE |＝3 m －x 7 m代入数据得x ＝⎝⎛⎭⎫3－316123 m ≈1.3 m ，由几何关系得，救生员到池边的水平距离为|BC |＝2 m －x ≈0.7 m答案：(1)7 m (2)0.7 m二、【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 ＝c n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 ＝l dλ，故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，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Δx1与绿光的干涉条纹间距Δx2相比，Δx1________Δx2(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．。

试物理专题16光波、电磁波、相对论(解析版)

北京市2015届高三模拟考试物理专题16 光波、电磁波、相对论一、选择题1、【2014•北京101中学高三上学期10月阶段性考试】如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。

此玻璃的折射率为（）A.2B. 1.5C.3D. 2【答案】C 【解析】2、【2014•北京101中学高三上学期10月阶段性考试】水的折射率为n ，距水面深h 处有一个点光，岸上的人看到水面被该光照亮的圆形区域的直径为（） A. ⎪⎭⎫ ⎝⎛n h 1arcsin tan 2B. ()n h arcsin tan 2C. ⎪⎭⎫ ⎝⎛n h 1arccos tan 2D. ()n h arccos tan 2【答案】A 【解析】试题分析：据题意，由于发生全反射的临界角为：sin C=n 1，,则有C=arc sin n1，光能够折射出水面的区域是有光亮的，由于全反射不能射出的区域没有光亮，所以被该光照亮区域的直径为：D=2h tan(a r csinn1)，则A 选项正确。

考点：本题考查对全反射的理解。

3、【2014•北京市东城区高三一模】一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。

下列说法中正确的是A ．此介质的折射率等于1.5B ．此介质的折射率等于2C ．入射角小于45°时可能发生全反射现象D ．入射角小于30°时可能发生全反射现象4、【2014•北京市朝阳区一模】一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A ．波长一定变长B ．频率一定变小C ．传播速度一定变小D ．一定发生全反射现象考点：光的折射。

5、【2014•北京市海淀区高三二模】在很多情况下，我们对物理规律的理解和认识是通过观察和比较物理现象来进行的。

在下列的观察及根据观察所得出的相应结论中正确的是A．相同的弹簧受到不同的拉力，拉力越大，弹簧的形变量越大，说明弹簧的劲度系数和拉力的大小有关B．从同一高度同时做自由落体运动和做平抛运动的相同小球能同时落地，说明这两个小球的运动都满足机械能守恒C．一束平行白光射向玻璃三棱镜，不同颜色的光经过三棱镜偏折的角度不同，说明了玻璃对不同颜色光的折射率不同D．把一根条形磁铁插入闭合线圈，磁铁插入的速度越大，感应电流越大，说明感应电动势的大小和磁通量变化的大小有关6、【2014•北京市昌平区二模】水中某一深处有一点光源S，可以发出a、b两种单色光，其由水中射出水面的光路如图1所示。

高三物理二轮专题光学电磁波相对论好题特训12(含精析)

峙对市爱惜阳光实验学校<好题特训〔物理〕含精析>高三二轮专题之12.光学、电磁波、相对论1．(6分〕〔2021期末〕以下说法中正确的选项是_______(填写选项前的字母；选对一个给3分，选对两个给6分，不选或选错得O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快D. 照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰E. 无线络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干预原理2. .(一模)一束由红、蓝两单光组成的光以入射角θ由空气射到半圆形玻璃砖外表的A处，AB是半圆的直径。

进入玻璃后分为两束，分别为AC、AD，它们从A到C和从A到D的时间分别为t1和t2，那么A.AC是蓝光，t1小于t2B.AC是红光，t1小于t2C.AC是蓝光，t1于t2D.AC是红光，t1大于t22. 答案：C解析：因为蓝光折射率大于红光，所以折射光线靠近法线，那么AC为蓝光，排除B、D3．〔2021期末〕某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，那么A．蓝光光子的能量较大B．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大C．从该玻璃中射入空气发生反射时，蓝光的临界角较大D．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大4(4分) 〔2021一模〕以下说法中正确的选项是〔▲ 〕A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干预现象B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并通过加以证实C．两列波在同一空间相遇，相互叠加一会形成稳的干预图样D．运动物体速度可以大于真空中的光速5〔2021四校〕以下说法中正确的选项是A. 激光是一种人工产生的相干光第9题图θA 0 BDCOMNO ′h ABB. 雷达是利用超声波来测物体位置的设备C. 相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关D. 交通警通过发射超声波测量车速，利用了波的干预原理6．〔2021二模〕如下图，折射率n=2的半圆形玻璃砖置于光屏MN 的上方，其平面AB 与MN 的距离h =10cm 。

高考物理光电磁波相对论简介单元综合练习

高考物理光电磁波相对论简介单元综合练习一、单项选择题（每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意）1．关于电磁波，下列说法中正确的是（）A．电磁波与机械波一样有衍射、干涉现象，所以它们没有本质的区别B．在一个与光速方向相对运动速度为u的参考系中，电磁波的传播速度为c+u或c-u C．电磁波是独立的实体，它的传播不需要任何介质D．伽利略相对性原理包括电磁规律和一切其他物理规律2．如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足（）A．折射率必须大于2B．折射率必须小于2C．折射率可取大于1的任意值D．无论折射率是多大都不可能3．若A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面的某处，v A＞V B，两火箭和地面该处各有一个完全相同的时钟，则从地面上观察的结果正确的是（）A．火箭A上的时钟走得最快 B.地面上的时钟走得最快C．火箭B上的时钟走得最快 D.火箭B上的时钟走得最慢4．在杨氏双缝干涉实验装置中，用红光做实验，在屏上呈现明暗相间、间隔距离相等的红色干涉条纹.若将其中一条缝挡住，另一条缝仍然可以通过红光，那么在屏上将看到（）A．形状与原来一样的明暗相间、间距相等的红色条纹B．形状与原来相似的明暗相间、间距相等的红色条纹，只是间距变窄了C．形状与原来不同的明暗相间、间距不等的红色条纹D．没有条纹，只是一片红光5．劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示.干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图甲装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（）A．变疏 B.变密C．水变 D.消失6．一米长的标尺以相对论速度穿过一根几米长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的，则以下能最恰当地描述标尺穿过管子时的情形的是（）A．标尺收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住标尺B．标尺伸展变长，因此在某些位置上，标尺从管子的两端伸出来C．两者都收缩变短，且收缩量相等，因此在某个位置上，管子能恰好遮住标尺D．所有情形都与观察者的运动状态有关7．在沙漠或大海上旅行，有时会看到前方的地平线上有高楼大厦或者热闹的市场，实际上却什么也没有，这种现象叫“海市蜃楼”.出现“海市蜃楼”的原因是（）A．光沿直线传播的缘故B．光在海面上反射的缘故C．光在海面上反射的缘故D．光在不均匀的大气层中不沿直线传播的缘故8．在水面同样深度处有两个大小相同但颜色不同的灯泡，一个是绿色，一个是红色，当它们发光时，在水面上看到灯光照亮的水面区域（）A．绿灯照亮区域大 B.绿灯照亮的区域小C．两个区域一样大 D.无法比较9．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（）A．A板带正电B．线圈L两端电压在增大C．电容器正在充电D．电场能正在转化为磁场能10．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光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹二、多项选择题（每小题4分，共32分，每小题有多个选项符合题意）11．关于电磁波，下列叙述中正确的是（）A．电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速B．电磁波和机械波一样依赖于媒质传播C．电磁波中每处的场强方向和磁感应强度方向总是相互垂直，并且与波的传播方向也垂直D．只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波12．如图所示，P是一偏振片，P的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向.下列四种入射光束照射P时能在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13．如图所示，雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现出的二个尖形波，下列说法中正确的是（）A．显示的尖型波说明物体离雷达太远B．二个尖形波分别为雷达向目标发射和收到反射回来的无线电波时呈现的波形C．根据两个波的距离，可直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离D．这是两个物体给雷达的信号，可直接从荧光屏上的刻度读出这两个障碍物的距离14．下列关于电视的说法中正确的是（）A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C．摄像机拍摄的画面是不连续的D．电视机接收的画面是连续的15．下列关于电磁波的说法中正确的是（）A．红外线、紫外线、伦琴射线和γ射线在真空中的传播速度都为3×108m/sB．红外线应用在遥感技术中，是利用了它能穿透本领强的特性C．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度D．日光灯是紫外线的荧光效应的应用16．如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为，入射解为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（）A．光束1转过15°B．光束1转过30°C．光束2转过的角度小于15°D．光束2转过的角度大于15°17．如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（）A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽18．在磁场周围欲产生一个不随时间变化的电场区域，则该磁场应按下图中的何种规律变化（）三、简答题（第19题4分，第20题8分，把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）19．在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用“插针法”找出与人射光线对应的出射光线.现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如所示的四组插针结果.（1）从图上看，肯定把针插错了的同学是 .（2）从图上看，测量结果准确度最高的同学是 .20．如图所示，画有直角坐标第xOy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，α是直线OA 与y 轴正方向的夹角，β是直线OP 3与轴负方向的夹角，只要直线OA 画得合适，且P 3的位置取得正确，测得角α和，便可求得玻璃得折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的直线OA 上竖直插上了P 1、P 2两枚大头针，但在y ＜0的区域内，不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P 1、P 2的像，他应该采取的措施是 . 若他已透过玻璃砖看到了P 1、P 2的像，确定P 3位置的方法是 .若他已正确地测得了的α、β的值，则玻璃的折射率n= .四、计算或论述题（本题共4小题，共46分.解答时请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，答案中必须写出明确的数值和单位）21．（10分）金属钠蒸气发出的黄光，频率是5.1×104Hz ，它以45°的入射角由空气射入玻璃后，折射角是30°，那么它在玻璃中的传播速度和波长如何改变？改变了多少？22．（12分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，如图所示.设工束壁厚d=34.64cm,孔的宽度L=20cm ，孔内嵌入折射率n=3的玻璃砖.（1）嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？（2）要想使外界180°范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？23．（12分）如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池查处出液口的安全情况.已知池宽为L ，照明灯到池底的距离为H.若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为2H 时，池底的光斑距离出液口4L . （1）试求当液面高为32H 时，池底的光斑到出液口的距离x ；（2）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以v A 的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率v x .24．（12分）如图所示，MN 是一条通过透明球体球心的主光轴，一条平行于MN 的光线a 射向此球体，若出射光线C 是MN 的交点P与球心O 的距离是球半径的2倍，与MN 所成角的角=30°，求透明体的折射率.单元练13 光电磁波相对论简介1． C2． B 解析光路图如图所示，从图中可以看出，为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧面射出，21θθ和都必须小于临界角C ，即C C <<21,θθ，而︒=+9021θθ，故C ＞45°，则折射率2sin 1<=C n . 3． B 4． C 解析将一条缝挡住时，由双缝干涉变为单缝衍射，衍射条纹仍为明暗相间，但间距不相等.5． A 6.D 7.B 8.B 9.D 10.D 11.AC 12.ABD 13.BC 14.ABC 15.AC16.BC 解析当半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°时，法线随之转过15°，则入射角增大到60°.由反射定律知光束1转过30°角，选项B 对A 错.由折射定律3sin sin 21==n θθ知，入射角增大的角度大于折射角增大的角度，所以光束2转过的角度小于15°，选项C 对D 错.17．CD 18。

光学电磁波相对论综合练习

光学电磁波相对论综合练习1.[2016·全国卷Ⅰ] [物理——选修34]如图1，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43.(i)求池内的水深；(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为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)．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°，由折射定律有 n sin i ＝sin θ ① 由几何关系有 sin i ＝l l 2＋h 2②式中，l ＝3 m ，h 是池内水的深度，联立①②式并代入题给数据得h ＝7 m ≈2.6 m ③(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 sin i ′＝a a 2＋h 2⑤x ＋l ＝a ＋h ′ ⑥式中h ′＝2 m ，联立③④⑤⑥式得 x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3723－1 m ≈0.7 m ⑦ 2．[2016·全国卷Ⅲ] [物理——选修34]如图1所示，玻璃球冠的折射率为3，其底面镀银，底面的半径是球半径的32倍；在过球心O 且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M 点，从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角．图1解析：设球半径为R ，球冠底面中心为O ′，连接OO ′，则OO ′⊥AB .令∠OAO ′＝α，有 cos α＝O ′A OA ＝32RR①即α＝30° ② 由题意MA ⊥AB 所以∠OAM ＝60°设图中N 点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示．设光线在M 点的入射角为i 、折射角为r ，在N 点的入射角为i ′，反射角为i ″，玻璃折射率为n .由于△OAMi ＝60° ④由折射定律有sin i ＝n sin r ⑤代入题给条件n ＝3得r ＝30° ⑥作底面在N 点的法线NE ，由于NE ∥AM ，有i ′＝30° ⑦ 根据反射定律，有i ″＝30° ⑧连接ON ，由几何关系知△MAN ≌△MON ，故有∠MNO ＝60°⑨由⑦⑨式得∠ENO＝30°⑩于是∠ENO为反射角，ON为反射光线．这一反射光线经球面再次折射后不改变方向．所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为β＝180°－∠ENO＝150°⑪3.[2016·天津卷] 图1是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则( )A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大答案：D解析：从图中可以看出，a光干涉条纹的间距比b光干涉条纹的间距要小，由于是在同一双缝干涉装置上形成的干涉图样，因此a光的波长小于b光的波长，a光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，所以在同种均匀介质中传播时，a光的速度小于b光的速度，A错误；从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角小于b光的临界角，B错误；发生光电效应的光电流大小与光子的能量和光强有关，故无法判断饱和电流的大小，选项C错误；a光的频率高，光子的能量大，故由氢原子能级跃迁产生这两种光时，产生a光的能级能量差大，D 正确．4．[2016·江苏卷]B．[选修34](2)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1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．答案：频率C解析：只有频率相同的两列波才可能发生干涉现象．只有波峰与波谷相遇处才是振动减弱点，也就是出现暗条纹处．4.（2016年上海卷2题2分）一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时（A）速度相同，波长相同（B）速度不同，波长相同（C）速度相同，频率相同（D）速度不同，频率相同答案：D解析：不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式c vn =可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小。

高考物理二轮习题：电磁波相对论简介光(word含答案)

2022届二轮高考物理习题：电磁波相对论简介光（有答案）一、选择题。

1、（双选）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．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象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．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D．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、如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两棱镜后，从a、b两点射出．对于从a、b射出的这两束光下列说法不正确的是()A．从a、b两点射出的两束光不平行B．从a、b两点射出的两束光仍平行，且平行于BC边C．从b点射出的光比从a点射出的光更容易使金属产生光电效应D．从a点射出的光比从b点射出的光更容易观察到单缝衍射现象3、高速公路上的标志牌常用“回归反光膜”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“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如右图所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射时的入射角是()A．60°B．45°C．30°D．15°4、（多选）如图所示，横截面为等腰直角三角形的玻璃砖置于水平面上，复合光a、b垂直AB射入玻璃砖后，在屏幕CD上只收集到a光的亮斑，下列说法正确的是()A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率B．a光和b光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大C．在真空中，a光的波长比b光的长D．a光比b光更容易发生衍射现象E．玻璃对b光的折射率一定等于 25、（多选）下列说法正确的是()A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，会在镜头前加装偏振片以增加透射光的强度C．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度会随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变D．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期E．自然光在玻璃表面的反射光是偏振光6、(多选)如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABM的单色光从空气射向E 点，并偏折到F点。

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