2019年高考物理二轮复习专题16光学电磁波相对论测含解析2.pdf

光学 电磁波 相对论光学 电磁波 相对论 【满分：110 分 时间：90 分钟】【满分：110 分 时间：90 分钟】 一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分一、选择题（本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。填正确答案标号，选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分;每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分。） 填正确答案标号，选对 1 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分;每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分。） 1下列说法正确的是_ A机械波和电磁波本质上相同，都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 B人耳能听见的声波比超声波更容易发生明显衍射 C沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象 D水中的气泡，看起来特别明亮是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射 E. 在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高 【答案】 BCE 【解析】 【详解】 2关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是_。 A当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率大于波源发出波的频率 B在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹 C某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近 D照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理 E. 电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长 【答案】 ACE 【解析】 【详解】 根据多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高，故 A 正确；用紫光 作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间 距越来越大的衍射条纹；故 B 错误；光折射成像时，视深：，水底同一深度并列红、黄、绿三盏灯时， 绿光的折射率最大，故绿灯视深最浅，故 C 正确 ； 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片， 是利用光的干涉现象，故 D 错误；由空气进入水中传播时，频率不变，波速变大，由公式 v=f，知电磁波 的波长变短。声波的波速变大，频率不变，波长变大，故 E 正确。所以 ACE 正确，BD 错误。 根据光的折射定律，即可判定； 由全反射定律可知临界角的大小关系。 【详解】 【点睛】 考查光的干涉原理，干涉条纹间距公式的内容，理解光的折射定律与全反射条件，掌握临界角的概念，注 意 E 选项容易选错。 5用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，调整实验装置使屏上可以接收到清晰的干涉条纹。关于该 实验，下列说法正确的是_。 A若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条明纹中心的距离增大 B若将光屏向右平移一小段距离，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 C若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 D若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 E为了减少测量误差，可用 测微目镜测出n条明条纹间的距离a，则相邻两条明条纹间距为 【答案】 BCD 【解析】 【详解】 【点睛】 解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式,并能灵活运用 6下列说法正确的是_。 A.在水中的鱼斜向上看岸边的物体时,看到的物体将比物体所处的实际位置高 B全息照相主要是利用了光的衍射现象 C.水中的气泡看起来特别明亮是因为光从气泡射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射 D光纤通信是一种现代通信手段,光纤内芯的折射率比外壳的大 E.沙漠蜃景和海市蜃楼主要是光的全反射现象 【答案】 ADE 【解析】 岸边物体的光斜射到水面上， 会发生折射现象， 当光进入水中后靠近法线， 射入鱼的眼睛， 而鱼眼由于错觉， 认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高，故 A 正确。全息照相利 用光的干涉现象， 选项 B 错误 ； 水中的气泡， 看起来特别明亮， 是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故， 故 C 错误 ； 发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率，故 D 正确；海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的折射和全反射而产生的，故 E 正确。故选 ADE. 7下列说法中正确的是 A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 B线性变化的电场一定产生恒定的磁场，线性变化的磁场一定产生恒定的电场 C在杨氏双缝实验中，若仅将入射光由红光改为蓝光，则干涉条纹间距变窄 D光纤通信的工作原理是光的反射，光纤通信具有容量大，抗干扰性强等优 E. 用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏转 【答案】 ABC 【解析】 【详解】 E：用标准玻璃样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉。故 E 项错误。 8下列说法正确的是_ A图 A 中，P、Q 是偏振片，M 是光屏，当 P 固定不动，缓慢转动 Q 时，光屏 M 上的光亮度将会变化，此现 象表明光波是横波 B图 B 是双缝干涉示意图，若只减小屏到档板间的距离 L，两相邻亮条纹间距离将减小 C根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定能产生电磁波 D利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射 E人站在路边，一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过，人听到喇叭的音调会由低变高 【答案】 ABD 【点睛】光的偏振现象表明光是一种横波，知道双缝干涉相邻两亮条纹的间距的表达式，知道麦克 斯韦的电磁场理论，知道发生明显衍射现象的条件；根据声波的多普勒效应分析频率的变化。 9如图所示，在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含 a、b 两种单色光的细光束从介质射入气泡，A 为入射点，之后 a、b 光分别从 C 点、D 点射向介质.已知光束在 A 点的 人射角 i=30°，a 光经过气泡的偏 向角 =45°，CD 弧所对圆心角为 3°，则下列说法中正确的是_。 A.b 光经过气泡的偏向角为 42° B.介质对 a 光的折射率大于3 C.a 光的频率小于 b 光的频率 D.b 光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为 0 1 2sin51 E.若 a、b 两单色光分别通过同一双缝干涉装置，则 b 光在屏上产生的条纹的间距大 【答案】 ADE 【解析】光线在 A 点的入射角为 i，折射角分别为、，作出光路图，如图 a r b r 【点睛】 设光线在 A 点的入射角为 i， 折射角为 r， 由几何知识知两光束经过球状空气泡偏向角为2 ri ，由 a 色光的偏向角为 45°，可由求出折射角，由折射定律求出折射率CD 弧所对的圆心角2 ri 为 3°，由几何关系求出 a 色光的折射角，即可求出偏向角，由求解临界角a 光的偏向角大于 b 1 sinC n 光的偏向角，a 光的折射率大于 b 光的折射率，a、b 两单色光在透明介质中的波长，再分析干涉条 ab 纹间距的大小 10下列说法正确的是_。 A 机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量 B在同一介质中，波长越短的光，传播速度越小 C在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度 D光的偏振现象可以说明光是横波 E狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的 【答案】 BCD 点晴：同一频率的光在不同介质中，传播速度不同，但频率不变，而波长与波速成反比传播的速度与折 射率有关。 【详解】 画出光路图如图所示： 【点睛】 解决本题的关键掌握光的折射定律和全反射条件，画出光路图，结合几何关系进行研究 14如图，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC， A=30°， B=60°， BC 边长度为 L，一束垂直于 AB 边的光线自 AB 边的 P 点射入三棱镜， AP 长度 dL，光线在 AC 边同时发生反射和折射，反射光线和折射光 线恰好相互垂直，已知光在真空中的速度为 c。求： （1）三棱镜的折射率； （2）光从 P 点射入到第二次射出三棱镜经过的时间。 【答案】 （1）（2） 【解析】 【详解】 (1)光线到达 AC 边的 O 点，入射角为 i，折射角为 r. 由题意可得：i+r=90 i=30 所以 r=60 可得三棱镜的折射率 n= 答：(1)三棱镜的折射率是； (2)光从 P 点射入到第二次射出三棱镜经过的时间是. 【点睛】 （1）光线射到 AC 边上的 O 点，由折射定律和几何关系求三棱镜的折射率; （2）光线反射到 AB 边上，由几何关系求出入射角，与临界角比较，能发生全反射再反射从 BC 边射 出由 v=c/n 求出光在棱镜中传播的速度，由几何关系求出传播的距离，再求传播时间 16半径为 R 的半圆柱形介质截面如图所示，O 为圆心，AB 为直径，Q 是半圆上的一点，从 Q 点平行于 AB 射入半圆柱介质的光线刚好从 B 点射出，已知QBO，现有一条光线从距离 O 点处垂直于 AB 边射 入半圆柱形介质，已知光在真空中的传播速度为 c，求： 该半圆柱形介质的折射率； 垂直 AB 边射入介质的光线在半圆柱介质中的传播时间。 【答案】 (1)(2) 【解析】 【详解】 (1)作出光路图： 由几何关系可知，从 Q 点射入的光线的入射角为 由折射定律有：；