高考物理1_5轮资料汇编专题16光学电磁波相对论试题精选精练 57页

专题 16 光学 电磁波 相对论 一、单选题 1．电磁波已广泛运用 a于很多领域，下列关于电磁波的说法符实际的是 （ ） A. 电磁波不能产生衍射现象 B. 常用的遥控器通过里出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C. 根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D. 光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 【答案】 C 【解析】试题分析： 任何波都能发生衍射现象，故 A 选项错误；常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号 来遥控的，故 B 选项错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运动速度，故 C 选项正确；由相 对论知光在真空中的传播在不同的惯性参考系中数值不变，D选项错误。 考点：波的衍射 红外线和紫外线的用途 多普勒效应 相对论 视频 2．关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是 （ ） A.利用回旋加速器加速粒子时，通过增大半径，可以使粒子的速度超过光速 B.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 C.用双缝干涉测光波的波长时，若减小双缝间的距离，则同种光波的相邻明条纹间距将减小 D.摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性 【答案】 B 考点：回旋加速器；激光；光的干涉。 3．一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 1.5 B．此介质的折射率等于 C．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 【答案】 B 考点：光的折射全反射 4．如图所示，一束含有红光和蓝光的光线，由空气射入玻璃三棱 镜，折射后分成了 a、b两束光，其中有 一束光在 AC 边界发生 了全反射，则下列说法中正确的是 （ ） A. a 为红光，b 为蓝光，发生全反射的是 a B. a 为红光，b 为蓝光，发生全反射的是 b C. a 为蓝光，b 为红光，发生全反射的是 a D. a 为蓝光，b 为红光，发生全反射的是 b 【答案】 B 【解析】 试题分析：光折射时，频率越高，折射率越大，所以 a 应为红光，b 为蓝光，因此 CD 排除。根据 1 sin n C  可知，折射率越大，临界角越小，越容易发生全发射，所以发生全发射的应该为蓝光，B正确 考点：折射率、全发射 点评：此类问题根据光的性质得出折射率与光频率的关系，通过全发射公式就可以分析出所要结论 5．一般认为激光器发出的是频率为 的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的， 是它的中心 频率，它所包含的频率范围是 (也称频率宽度)，其中 + 和 - 分别称“上限频率”和“下 限频率”。某蓝宝石激光器发出的激光(其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为 a 光和 b 光)由空 气斜射到某平行液膜的上表面，入射方向如图中θ角所示。则下列说法正确的是 （ ） A. 用同一装置做双缝干涉实验，b 光产生的干涉条纹间距较小 B. b 光在液膜中传播速度较小 C. 逐渐减小θ角，a 光在液膜下表面先发生全反射 D. a 光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大 【答案】 D 考点：光的折射定律；双缝干涉；全反射。 6．下列现象中，属于光的衍射现象的是 （ ） A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带 D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹 【答案】 B 【解析】 试题分析：雨后天空出现彩虹是太阳光经过空气中悬浮的水珠时发生折射和全反射而形成的不是衍射选项 A 错。通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于单缝衍射选项 B 对。一束白光通过三棱镜形成彩色光带 是因为组成白光的个单色光折射率不同而发生的色散，不是衍射选项 C 错。日光照在肥皂泡上在肥皂泡的 前后表面两次发射的光叠加而产生干涉，彩色条纹属于干涉图样选项 D 错。 考点：光的干涉 衍射 色散 7．如图所示，一束红光从水中的 A 点沿 AO 方向以入射角 i 射向空气，反射后通过水中的 B 点，折射后通 过空气中的 C 点（B、C 在图中均未画出）。现从水中的 A 点沿 AO 方向发出一束紫光，下面判断正确的是 （ ） i A O 水 空气 A．紫光反射后通过 B 点 B．紫光折射后通过 C 点 C．紫光一定能在 O点发生全反射 D．紫光通过 A O 所用的时间比红光短 【答案】 A 【解析】紫光的折射率大，但反射光线与红光是重合的，A 对；折射后的折射角较大，不通过 C 点，由 n C 1sin  可得紫光的全反射的临界角较小，又由于是从光密介质射向光疏介质，所以紫光有可能发生全反射，但不 确定，因为这取决于 i 与 C 的大小关系，由 n=C/v 可知紫光在水中的光速较小，通过 A O 所用的时间比红 光长 8．如图，一个三棱镜的截面为等腰直角 ABC， A 为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向 射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为 （ ） A. 6 2 B. 2 C. 3 2 D. 3 【答案】 A 【解析】在 AB 面上，设入射角为 i，折射角为θ，则 n＝ ① 在 AC 面上，由几何知识可知，此时入射角 i′＝90°－θ ② 则 n＝ ③ 由①②③解得 n＝ . 本题考查折射定律的应用，画出光路图根据折射定律和几何关系求得折射率 9．一束由红､蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入,穿过玻璃砖自下表面射出. 已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2,则在θ从0°逐渐增 大至 90°的过程中 （ ） A. t1始终大于 t2 B. t1始终小于 t2 C. t1先大于后小于 t2 D. t1先小于后大于 t2 【答案】 B 【解析】假设玻璃砖的厚度为 d,光线在玻璃砖中的折射角为θ′,由折射定律可得 sinθ′= ,sin n  光线在玻 璃砖中的传播速度 v= c n ,光在玻璃砖中的传播距离 L= d cos  ,可知光穿过玻璃砖所用的时间 t= · 2 · · · · 2 L nd d sin dsin v c cos c sin cos c sin             ,因为红光的折射率小于蓝光的折射率,所以红光的折射角大于 蓝光的折射角.由题意知 n 红=1.5,可知红光的折射角θ′<45°,所以两种光线在θ从 0°逐渐增大到 90°的 过程中,折射角θ′的两倍都小于 90°,因此 sin 2θ′也会增大,且折射角是红光的大于蓝光的.所以整个 过程中红光所用的时间始终小于蓝光所用时间,故选 B. 视频 10．（3 分）在以下各种说法中，正确的是 （ ） A．真空中光速在不同的惯性参考系中是不同的，它与光源、观察者间的相对运动有关 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．在光的双逢干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽 D．火车过桥要慢行，目的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 【答案】 D 【解析】 试题分析：根据爱因斯坦狭义相对论，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，它与光源、观察者间 的相对运动无关，故 A 错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片是为了减弱反射光的 影响，所以 B 错误；在双缝干涉中，条纹间距  d lx  ，入射光波长越长，条纹间距越宽，绿光的波长小 于红光，所以条纹间距变窄，故 C 错误；当驱动力的频率等于固有频率时振动物体的振幅最大，称为共振， 所以火车过桥要慢行，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，故 D 正确。 考点：本题考查狭义相对论、光的偏振、双缝干涉及共振。 11．氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 a 光，从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 b 光。关 于这两种光的下列说法正确的是 （ ） A．a光的光子能量比 b光的光子的能量大 B．在同种介质中 a光的传播速度比 b光的传播速度小 C．若 a 光不能使某金属发生光电效应，则 b 光一定不能使该金属发生光电效应 D．在同一双缝干涉装置进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a光的比 b的大一些 【答案】 D 考点：氢原子能级结构 光电效应 双缝干涉 12．（6 分）打磨某剖面如题 11 图 1所示的宝石时，必须将 OP、OQ 边与轴线的夹角切磨在 1 2    的 范围内，才能使从 MN 边垂直入射的光线，在 OP 边和 OQ 边都发生全反射（仅考虑如图所示的光线第一次射 到 OP 边并反射到 OQ 过后射向 MN 边的情况），则下列判断正确的是 （ ） A．若 2  ，光线一定在 OP 边发生全反射 B．若 2  ，光线会从 OQ 边射出 C．若 1  ，光线会从 OP 边射出 D．若 1  ，光线会在 OP 边发生全反射 【答案】 D 【解析】 试题分析：由全反射的临界角满足 1sinC n  ，则入射角满足 i C 发生全反射；作出光路可知当 2 ＞ 时， 根据几何关系，可知光线在 PO 边上的入射角较小，光线将从 PO 射出，AB 项错误；同理当 1 ＜ 时，光线 在 PO 边上的入射角较大，大于临界角，光线将在 PO 射边上发生全反射，D项正确。 考点：本题考查了光的折射和全反射. 13．在用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指 针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么 （ ） A．只增加 a 光的强度可使逸出的电子最大初动能变大 B．在同种介质中 a的传播速度小于 b的传播速度 C．a光的波长一定大于 b 光的波长 D．若光从同种介质射向空气时，a 光发生全反射的临界角大于 b光发生全反射的临界角 【答案】 B 【解析】 试题分析：分析电路图可知 K端接负极，A 端接正极，在光的照射下，只要入射光的频率超过金属逸出功， 有光电子逸出就可以经过 KA 之间的电场加速到达 A 板形成电流，单色光 a 能发生光电效应而单色光 b不可 以，说明 a 的频率大于逸出功，而 b的频率小于逸出功，即 a 的频率大于 b 的频率，所以 a 的波长小于 b 的波长，选项 C错。a 的折射率大于 b 的折射率根据 cn v  可知 a在介质中传播速度小，选项 B 对。从同种 介质射向空气，发生全反射的临界角 1sinC n  ，所以 a 光发生全反射的临界角小于 b光发生全反射的临界 角，选项 D错。逸出光电子的最大初动能 0kmE h w  ，最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的 强度无关，选项 A 错。 考点：光电效应 折射全反射 14．如图所示，a、b两束不同频率的单色细光束，以不同的入射角从空气斜射入玻璃三棱镜中，出射光恰 好合为一束。则 （ ） A．在同种介质中 b光的速度较大 B．两束光从同种玻璃射向空气时，b光发生全反射的临界角较大 C．用同一装置进行双缝干涉实验， a光的条纹间距较大 D．用 a、b两束光分别照射甲、乙两种金属均能发生光电效应，光电子的最大初动能相同，金属甲的逸出 功较大 【答案】 C 【解析】 考点：本题考查光电折射、全反射、干涉、光电效应 15．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 （ ） A．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 B．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 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 【答案】 B 【解析】 试题分析：当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射．A 错，B 对；波长越短的光，频率越大，介质对它的折射率 n 越大，根据公式 n cv  ，光在光纤中 传播的速度越小，CD 错，所以本题选择 B。 考点： 光的折射定律 全反射 16．关于红光和绿光，下列说法正确的是 （ ） A．红光的频率大于绿光的频率 B．在同一玻璃中红光的速率小于绿光的速率 C．用同一装置做双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大于绿光的干涉条纹间距 D．当红光和绿光以相同入射角从玻璃射入空气时，若绿光刚好能发生全反射，则红光也一定能发生全反射 【答案】 C 【解析】 试题分析：由于在光的色散现象中，红光的折射率率小于绿光的折射率率，故红光的频率小于绿光的频率， A 的说法是不对的；在同一介质中传播时，折射率越大的光的光速越小，故绿光的速率小于红光的速率，B 也不对； 在做双缝干涉实验中，根据公式 d= l d  可知，波长越大的光，所产生的干涉条纹间的距离越大，而红光的 频率小于绿光，则红光的波长大于绿光，则红光的干涉条纹的间距会大于绿光，C是正确的；由于红光的折 射率小，根据 n= 1 sin 可知，红光的全反射角较大，绿光的全反射角小，若绿光刚好能发生全反射，则红 光需要在更大的入射角下才能发生全反射，故 D 的说法是不对的，该题选 C。 考点：光的折射率，光速与光的干涉。 17．在水面下同一深处的两个点光源 P、Q 发出不同颜色的光，在水面上 P 光照亮的区域大于 Q 光照亮的区 域，下列说法正确的是 （ ） A.在真空中 P 光的传播速度更大 B.P 光在水中的传播速度小于 Q 光在水中的传播速度 C.让 P 光和 Q 光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距小于 Q 光 D.P 光发生全反射的临界角大于 Q光发生全反射的临界角 【答案】 D 考点：光的双缝干涉现象；全反射 18．如图甲所示为半圆形的玻璃砖，C 为 AB 的中点。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，下列判断 正确的是 （ ） A．若用 a、b 两单色光分别通过同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹间距比 b 光的小 B．a光通过玻璃砖的时间大于 b光通过玻璃砖的时间 C．从某种介质以相同的入射角射入空气时若 a光能发生全反射，b 光也一定能发生全反射 D．如图乙，把 a 单色细光束垂直于三棱镜 AB 面入射，两块同样的玻璃直角三棱镜 ABC，两者的 AC 面是平 行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质，则出射光线可能是 7、8、9（彼此平行）中的一条 【答案】 C 【解析】 试题分析：由图甲可知，玻璃砖对 b 的偏折角大于 a 的，根据折射定律可以知道，b 的折射率大于 a，由 n cv  可知，a光在玻璃砖中的速度大，路程相同，故用时短，所以选项 A 错误；根据双缝干涉规律  d lx  可 知，干涉条纹的间距与波长成正比，而 a 的折射率小、频率小、波长长，故间距大，所以选项 A 错误；由 n C 1sin  可知，a 的折射小，故发生全反向的临界角大于 b 的临界角，即 a 能发生全反射时，b 光也一定 能发生全反射，所以选项 C正确；垂直射入的光线在左侧三棱镜中传播方向不变，自 AC 面出射到两棱镜间 的均匀透明介质中有三种情况，棱镜与介质折射率相等时，则不以改变方向最后沿第 5 条直线射出，若介 质折射率不等于玻璃折射率，间介质相当于平行玻璃板，穿过的光线平移，介质折射率大，则沿 4 出射， 介质折射率小，则沿 6 出射，所以选项 D 错误； 考点：光的折射定律、全反射 19．两束单色光 a 和 b 沿如图所示方向射向半圆形玻璃砖的圆心 O，已知 a光在底边界面处发生了全反射， 两束光沿相同方向射出，则 （ ） A. 在玻璃砖中，a光的速度比 b光的大 B. 如果用 a 光照射某金属能产生光电效应，则用 b光照射该金属也能产生 C. 将 a 光、b光以相同角度斜射到同一块平行玻璃板，透过平行表面后，a 光侧移量大 D. 分别用 a 和 b 在相同条件下做双缝干涉实验，a光的条纹间距比 b光的大 【答案】 A 20．如图所示的 4 种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄 光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）。则在下面的四个图中，哪个图是蓝 光形成的干涉图样 （ ） A． B． C． D． 【答案】 A 【解析】 试题分析：干涉图样的条纹间的距离都是相等的，衍射时最中间的条纹最粗，向两旁依次变细，故 A、C 是 干涉图样，B、D 是衍射图样；又由于红光比蓝光的折射率小，频率小，而光速不变，所以红光的波长较长， 则蓝光波长较短，所以蓝光形成的干涉图样条纹间的距离较小，所以 A 是蓝光形成的干涉图样，该题选 A。 考点：干涉与衍射图样。 21．我国“空警-2000”预警机上装备有多功能三坐标多普勒脉冲雷达，可进行全向探测，主要用于发现和 跟踪空中与水面目标，工作频率为 1.2×109~1.4×109Hz.对空中目标的最远探测距离为 470km，该机的雷达 系统可同时跟踪 60~100 个空中目标，并对战术空军的 10 架飞机实施引导。下列关于该脉冲雷达的说法正 确的是 （ ） A.脉冲雷达采用的是 X 射线 B.脉冲雷达采用的是微波 C.预警机高速飞行时，发射的脉冲信号传播速率可能大于光在真空中的速率 D.增大它的振荡电路可变容器的电容，可增大雷达的工作频率 【答案】 B 【解析】 试题分析：脉冲雷达是利用微波测速、测距的，其传播速率等于光速，故 AC 选项错误，B 选项正确；由 2= 可知，增大振荡电路的电容，其周期变大，其工作频率减小，故选项 D 错误． 故选：B． 考点：电磁波的传播及 LC 振荡电路。 22．如图所示，a和 b 都是厚度均匀的平玻璃板，它们之间的夹角为 r，现有一束很细的具有两种不同颜色 的复色光，以某一入射角从 O点射入 a 板，且射出 b 板后的两束单色光通过空气射在地面上 M、N 两点，由 此可知 （ ） A．在 a、b 两玻璃板间的空气中传播时间是射到 M 点的光比射到 N 点的光较短 B．这两种颜色的光由玻璃射向空气中，射到 M点的光的临界角比射到 N 点的光临界角大 C．这两种颜色的光在相同条件下做双缝干涉实验，射到 M 点的光的干涉条纹间距比射到 N 点的光要小 D．在玻璃中的传播速度是射到 M点的光比射到 N 点的光要大 【答案】 C 【解析】 试题分析：根据光路图可知，射到 M 点的光的折射率较大，则因为它在 ab 之间的传播距离较大，在空气中 两种光的传播速度相同，所以在 a、b 两玻璃板间的空气中传播时间是射到 M 点的光比射到 N点的光较长， 选项 A 错误；根据 1= ，则这两种颜色的光由玻璃射向空气中，射到 M 点的光的临界角比射到 N点 的光临界角小，选项 B 错误； 因为 M 光的折射率大，则周期小，波长短，根据 = 可知这两种颜色 的光在相同条件下做双缝干涉实验，射到 M 点的光的干涉条纹间距比射到 N 点的光要小，选项 C 正确；根 据 = 所以在玻璃中的传播速度是射到 M点的光比射到 N 点的光要小，选项 D 错误. 考点：光的折射及全反射。 23．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为 R，直径 MN，一细束白光从 Q 点垂直于直径 MN 的方向射入半圆形玻 璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到光屏 P 上，得到由红到紫的彩色光带。已知 QM=R/2。如果保持人射 光线和屏的位置不变，只使半圆形玻璃砖沿直径方向向上或向下移动，移动的距离小于 R/2，则有 （ ） A. 半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上红光最先消失 B. 半圆形玻璃砖向上移动的过程中，屏上紫光最先消失 C. 半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上红光最先消失 D. 半圆形玻璃砖向下移动的过程中，屏上紫光最先消失 【答案】 D 【解析】半圆形玻璃砖向上移动的过程中，入射光线在圆弧面的入射角减小，屏上由红到紫的彩色光带不 会消失，选项 AB 错误；半圆形玻璃砖向下移动的过程中，入射光线在圆弧面的入射角增大，由于紫光折射 率较大，紫光临界角较小，屏上紫光最先消失，选项 D 正确 C 错误。 24．如图所示，从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发 生色散现象，在光屏上 ab 之间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是：（ ） a b A．a 侧是红色光，b 侧是紫色光 B．通过同一双缝干涉装置，a 侧光所形成的干涉条纹间距比 b 侧光的大 C．若 b 侧光的光子能使某一金属发生光电效应，则 a 侧光的光子也一定能使其发生光电效应 D．在三棱镜中 a 侧光的传播速率大于 b 侧光的传播速率 【答案】 C 考点：本题考查对光的折射，光的干涉，光电效应的理解。 25．下列说法中正确的是 （ ） A. 频率相同的两列波叠加时，振动最强区域的质点位移总是最大 B. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象 C. 利用多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度 D. 在近光速运动的列车中，车上的人看到车头与车尾同时发生的事件，而静止在地面上的人认为车头事件 先发生 【答案】 C 【解析】振动最强区域的质点，是振动的振幅最大，但它仍然在平衡位置附近来回往复运动，位移随时间 呈周期性变化，即位移可能为零，故 A 错误；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，是由于发生 了光的干涉现象，故 B 错误；利用多普勒效应的原理，可以测量运动物体的速度，C正确；在近光速运动的 列车中，车上的人以车为参考系，看到车头与车尾同时发生的事件对静止在地面上的人以自己为参考系而 言，根据光速不变原理可知，他将认为车尾事件先发生；故选项 D 错误。 26．下列说法中正确的是 （ ） A．光是一种概率波，物质波也是概率波 B．麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在 C．某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变 D．紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射 【答案】 A 考点：电磁波，光电效应。 27．如图，在正在发生无阻尼振荡的 LC 回路中，开关接通后，电容器上电压的振幅为 U，周期为 T，若在 电流为零的瞬间突然将开关 S 断开，回路中仍做无阻尼振荡，电容器上电压的振幅为 U′，周期为 T′，则 （ ） A．T＝T′，U＝U′ B．T＜T′，U＝U′ C．T＝T′，U＜U′ D．T＜T′，U＜U′ 【答案】 B 【解析】由 LC 振荡电路周期公式 LC2 可知电感线圈自感系数增大，周期增大，B 对； 28．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，变为从 a、b 两点射出的单色光，对于这两束单色光 说法不正确．．．．．的是 （ ） A．从 a 射出的光在玻璃中传播速度比从 b射出的光大 B．从 a 点射出的为红光，从 b 点射出的为蓝光 C．从 a 射出的光在玻璃中的折射率比从 b射出的光大 D．从 a、b 两点射出的单色光仍平行，且平行于 BC 【答案】 C 【解析】 试题分析：根据光路的可逆性，从 a、b 两点射出的光线与入射光线平行，则从 a、b 两点射出的单色光仍 平行，且平行于 BC 面，D 正确；红光的折射率小于蓝光的折射率，光线经过三棱镜 ABC 后红光的偏折角小 于蓝光的偏折角，进入三棱镜 CBA 后，从 a 点射出的为红光，从 b点射出的为蓝光，B 正确、C 错误；由 cn v  ， 红光的折射率小于蓝光的折射率，则在玻璃中红光的传播速度大于蓝光的传播速度，A 正确。 考点：本题考查光的折射定律、电磁波谱、光在介质中的传播速度。 29．如图所示，两束单色光 a、b 从水面下射向 A 点，光线经折射后合成一束光 c，则下列说法正确的是 （ ） A.在水中 a 光的波速比 b 光的波速小 B.用同一单缝衍射实验装置分别以 a、b 光做实验时，b光的衍射现象更明显 C.用同一双缝干涉实验装置分别以 a、b 光做实验时，a光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距 D.当 a、b两束光以相同的入射角从水中射到 A点，入射角从 0 开始逐渐增大，最先消失的是 a 光 【答案】 C 【解析】  a b 试题分析：折射率   sin sin n ，由图可知 ba   ，折射率 ba nn  。在水中光速 n cv  ，故 ba vv  ，A 错 误；波长 n 0  ，则 ba   ，同一单缝，波长越长，衍射现象越明显，故 B 错误；条纹间距  d Lx  ， 同一双缝，波长越长，条纹间距越大，故 C 正确；临界角的正弦值 n C 1sin  ，折射率越大，临界角越小， ba CC  ，光束 b 先达到临界角， b光束先消失，故 D错误。 考点：全反射，临界角，折射率，双缝干涉中计算波长的公式，光的衍射。 30．如图所示某三棱镜的顶角θ =41°27’，几种单色光的折射率 n 如下表所示．一束白光以较大的入射角 通过棱镜后，在光屏上形成从紫到红的彩色光带，当入射角 i 渐减小到零的过程中，屏上彩色光带的变化 情况是 1( 1.516) sin 41 27 '  ： （ ） A．红光最先消失，紫光最后消失 B．红光最先消失，橙光最后消失 C．紫光最先消失，黄光最后消失 D．紫光最先消失，红光最后消失 紫 蓝 绿 黄 橙 红 n 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.512 【答案】 C 点评：从中发现，可见光是复色光，同时得出在介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小． 二、多项选择题 31．（5 分）.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】 CDE 【解析】 试题分析：A 是利用光的薄膜干涉；B 是利用光的折射；E 中，红光的波长大于绿光的波长，由  d lx  知， 若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄，E正确。 考点：主要考查光的干涉、全反射和双缝干涉等。 32．下列说法中正确的是 （ ） A. 偏振光可以是横波，也可以是纵波 B. 声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率 C. 相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关 D. 雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象 E. 光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象 【答案】 BCE 【解析】A、只有横波才有偏振现象，A 错误； B、根据多普勒效应，声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率，B 正确； C、相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，C 正确； D、雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的薄膜干涉现象，D 错误； E、增透膜利用了光的薄膜干涉现象，E 正确． 故选：BCE。 33．下列有关光现象的说法正确．．的是 （ ） A. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 B. 泊松亮斑是光的衍射现象 C. 全息照片的拍摄利用了光的衍射原理 D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度。 E. 双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变宽 【答案】 ABE 【解析】A、增透膜是利用光的薄膜干涉现象，以消弱反射光的强度，增大透射光的强度。故 A 正确； B、当光照到不透光的小圆板上时，在光屏的阴影中心出现的亮斑叫泊松亮斑，泊松亮斑是光的衍射现象。 故 B 正确； C、全息照相利用了激光的相干性好的特点，利用光的干涉原理工作的；故 C 错误； D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以消除玻璃的反射光的影响。故 D错误。 D. 在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为紫色光,根据条纹间距公式△x= L d  ，波长变短，故 则干涉条纹间距变窄，故 D 正确； 故选：ABE 34．下列说法正确的是 （ ） A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 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 【答案】 BDE 【解析】 试题分析：光在介质中传播的速度由介质本身和光的频率共同决定，选项 A 错误；雨后路面上的油膜形成 的彩色条纹是由光的干涉形成的，选项 B 正确；因红光的波长大于蓝光，则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，根据 Lx d   可知红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的 相邻条纹间距大，选项 C 错误；光的偏振特征说明光是横波，选项 D 正确；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，选项 E 正确；故选 BDE. 考点：光的传播；双缝干涉；光的偏振；狭义相对论。 35．下列说法中正确的是 （ ） A． 除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光 B． 简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 C． 光速不变原理是指真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 D． 两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱 区域的质点，其位移始终保持最小 E． 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为△x，如果只 增大双缝到光屏之间的距离，△x将增大 【答案】 ACE 36．下列说法正确的是 （ ） A．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的整数倍，这个不可再分的最 小能量值 也叫做能量子 B．德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量 和动量 P 跟它对应的波的频率 和波长之 间，遵从 h   和 h p   C．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方 D．光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性 E．X射线是处于激发态的原子核辐射出的 【答案】 ABC 【解析】 试题分析：普朗克把最小的能量单位叫做能量子，所以 A 选项是正确的；德布罗意提出实物粒子也具有波 动性，所以 B选项是正确的；光子到达频率高的区域就是光亮区，所以 C 选项是正确的；在康普顿效应中， 光子动量减小，据 h p   可知波长变大，康普顿效应揭示了光的粒子性，故 D 错误；X射线是处于激发态的 原子内层电子受激辐射出的故 E 错误； 考点：考查了光的干涉；物质波；原子核衰变 【名师点睛】普朗克提出能量量子化，能量都是能量子ε的整数倍；关系式 h   和 h p   中，能量与动 量体现粒子性，而频率与波长体现波动性；干涉现象中，亮条纹部分是光子到达几率大；而暗条纹则是光 子到达几率小，康普顿效应中，一部分动量转移给电子，光子散射后波长变长；对于半衰期不会受到环境 因素的影响，从而即可求解． 37．下列说法正确的是 （ ） A. 光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从紫光改为红光，则相邻亮条纹间距一定变小 B. 做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度可能不同 C. 在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率 D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以增加透射光的强度 E. 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都是相同的 【答案】 BCE 【解析】A、根据相邻亮条纹间距 Lx d   可知，光的波长越长，双缝干涉的条纹间距越宽．因为红光波 长较长，所以在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大，故 A 正确 B、做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度可能相反，B正确； C、在受迫振动中，物体的振动频率等于驱动力的频率，不一定等于物体的固有频率，C正确； D、拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以减弱反射光的强度，D错误； E、爱因斯坦狭义相对论指出，在所有惯性参考系中，真空中的光速都是相同的，E正确。故选 BCE。 38．下列说法中正确的是 （ ） A. 光的偏振现象说明光是一种横波，但并非所有的波都能发生偏振现象 B. 电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 C. 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 D. 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 E. 火车过桥要慢行，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 【答案】 ACE 【解析】只有横波才能发生偏振现象，A 正确；当发射电路的电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波， 但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，B 错误；若由红光改为绿光，波长变短了，根据 公式 Lx d   可知干涉条纹间距变窄，C 正确；一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光 的折射，不是因为三棱镜吸收了光，D 错误；火车过桥要慢行，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，故 E 正确。 39．下列说法中正确的是 （ ） A. 做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 B. 做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程一定是一倍振幅 C. 根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 D. 双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距离将变大 E. 声波从空气传入水中时频率不变，波长变长。 【答案】 ACE 【解析】做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，故加速度也相同，选项 A 正确； 做简谐运动的质点，经过四分之一周期，若从平衡位置或者从位移最大或最小的位置计时，所通过的路程 一定是一倍振幅，选项 B错误； 根据麦克斯电磁场理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以 产生磁场，选项 C正确； 双缝干涉实验中，根据 lx d   可知，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻 亮条纹间距离将变小，选项 D 错误； 声波从空气传入水中时频率不变，波速变大，根据 = v f  可知波长变 长，选项 E 正确；故选 ACE. 40．下列说法正确的是 （ ） A. 在光的反射现象中，光路是可逆的，但在光的折射现象中，光路是不可逆的 B. 从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程称为解调 C. 当观察者相对波源运动时，观察者往往会发现接收到的波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应 D. 光从空气射入水中，其波速减小，频率也减小 E. 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 【答案】 BCE 【解析】光的折射、反射光路都是可逆的，A 错误；从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号 的过程称为解调，而将信号放入电磁波过程称这调制，故 B 正确；当观察者相对波源运动时，观察者往往 会发现接收到的波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应，C 正确；光从一种介质传播向另一种介质， 频率不变，D 错误；根据相对性原理，在所有惯性系中，物理定律有相同的表达形式，即一切物理规律都是 相同的，E正确； 41．下列说法中正确的是 （ ） A. 光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象 B. 电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 C. 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 D. 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 E. 火车过桥要慢行，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 【答案】 ACE 42．下列说法中正确的是 （ ） A. 单摆振动的周期与摆球质量无关 B. 发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调 C. 光的偏振现象说明光波是横波 D. 光纤通信和全息照相都利用了光的全反射原理 E. 声源与观察者相互靠近时，观察者接收的频率大于声源振动的频率 【答案】 ACE 【解析】单摆振动的周期与摆球质量无关，只与摆长和重力加速度有关，选项 A 正确；接收无线电波时需 要对电磁波进行调制和解调，选项 B 错误；光的偏振现象说明光波是横波，选项 C 正确；光纤通信利用了 光的全反射原理，而全息照相利用的是光的干涉原理，选项 D 错误；根据多普勒效应可知，声源与观察者 相互靠近时，观察者接收的频率大于声源振动的频率，选项 E 正确；故选 ACE. 43．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。图丙是这种材料制成的透明体，左侧 是半径为 R的半圆柱体，右侧是长为 8R，高为 2R 的长方体，一束该单色光从左侧 A′点沿半径方向，且与 长方体的长边成 37°角射入透明体。已知光在真空中的传播速度为 c，以下说法中正确的是 （ ） A. 该透明材料的临界角是 37º B. 该透明材料的临界角是 53º C. 该透明材料的折射率为 D. 该透明材料的折射率为 E. 光线在透明长方体中运动的总时间为 【答案】 BCE 【解析】由图乙可知，θ=37°时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角 C， 即得：C=90°-37°=53°．故 A 错误，B正确．根据全反射临界角公式： ，得该透明材料的折射率： ，故 C 正确，D 错误． 因为临界角是 53°，光线在玻璃砖中刚好发生 3 次全反射，光路图如图所示，则光程为：L=10R；光在该透 明材料中的传播速度为： ；光线在透明长方体中运动的总时间： ．故 E正确．故选 BCE. 点睛：解决本题的关键是要理解全反射现象及其产生的条件，并掌握临界角公式，同时注意光在器具中的 传播速度与光在真空中传播速度的不同． 44．下列说法错误．．的是 （ ） A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象 B. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 C. 用标准平面检查光学平面平整程度是利用光的偏振现象 D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来交换频道的 E. 日落时分拍摄水面下的景物，在照相镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰 【答案】 ACD 【解析】用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，故 A 错误；在光导纤维束内传送图象是利用光的全 反射现象，B正确；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故 C错误；电视机遥控器是 利用发出红外线脉冲信号来交换频道的，D 错误；在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏 振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使图象清晰， E正确． 45．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】 ADE 【解析】机械波的频率与波源振动的频率相同，与传播介质无关，A 正确；在所有的惯性系中，光在真空中 的传播速率具有相同的值 c．这叫光速不变原理，B 错误；只要是光波，就能够在光导纤维中传播，不管是 可见光还是不可见光，都可以用来传输信息，故 C 错误；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，D正确；根据多普勒效应可知，宇宙紅移现象表示宇宙正在膨胀，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的小，故 E 正确． 46．下列说法正确的是 （ ） A. 医生利用超声波探测病人血管中血液的流速时利用了多普勒效应 B. 发生全反射的条件是光由光疏介质射入光密介质 C. 两束单色光以相同角度斜射到同一平行玻璃砖，透过平行表面后，频率大的单色光侧移量大 D. 照相机的镜头表面镀有一层膜，能使照相效果更好，是利用了光的衍射现象 E. 两束单色光分别用同一装置进行双缝干涉实验时，频率小的单色光条纹间距大 【答案】 ACE 【解析】医生利用超声波探测病人血管中血液的流速时利用了多普勒效应，选项 A 正确； 发生全反射的条 件是光由光密介质射入光疏介质，选项 B错误； 两束单色光以相同角度斜射到同一平行玻璃砖，透过平行 表面后，频率大的单色光由于折射率较大，则在玻璃中的折射程度较大，则出射时的侧移量大，选项 C 正 确； 照相机的镜头表面镀有一层膜，能使照相效果更好，是利用了光的干涉现象，选项 D 错误； 两束单 色光分别用同一装置进行双缝干涉实验时，频率小的单色光波长较大，根据 可知条纹间距大，选项 E正确；故选 ACE. 47．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 E. 狭义相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的 【答案】 ADE 【解析】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 cv n  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 f 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；狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯 性参考系中是相同的，故 E 正确． 48．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】 BCE 【解析】当光通过狭缝时，若缝的尺寸与光的波长相当，则会发生明显的衍射现象，故 A 错误；可使景像 清晰是利用光的偏振．只能让振动方向与透振方向一致的通过，故 B 正确；根据公式 ，红光的波长 比绿光长，则红光的干涉条纹间距比绿光宽，故 C 正确；紫外线波长小于红外线，则越不容易发生衍射现 象，故 D 错误；人耳能够听到的声波的波长长，比超声波更容易发生衍射，故 D 正确； 49．以下说法中正确的是 （ ） A. 对于单摆在竖直面内的振动，摆球所受的合力就是它的回复力 B. 如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样 C. 声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了 D. 人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的 E. 摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量 【答案】 BDE 【解析】对于单摆在竖直面内的振动，摆球所受的重力沿切线方向的分力是它的回复力，选项 A 错误； 如 果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样，选项 B 正确； 声源远离观察者时，听到 的声音变得低沉，是因为观察者接收到的声音的频率变低了，选项 C 错误； 人们所见到的“海市蜃楼” 现 象，是由于光的全反射造成的，选项 D 正确； 摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射， 从而提高成像质量，选项 E 正确；故选 BDE. 50．下列说法中正确的是 （ ） A. 军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 B. 机械波和电磁波在介质中的传播速度都仅由介质决定 C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响 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. 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在 【答案】 ACE 51．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】 ABD 【解析】由图可知，单色光 a偏折程度小于 b 的偏折程度，根据折射定律 sin sin rn i  知，a 光的折射率小于 b 光的折射率，则知 a光的波长大．根据双缝干涉条纹的间距公式 Lx d   ，可得，干涉条纹间距与波长成 正比，所以 a光的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距，故 A 正确；a光的波长长，波动性强，更容易发 生衍射现象，故 B 正确；由 cv n  知，在水中 a 光的速度大，故 C 错误；由全反射临界角公式 1sinC n  ， 知折射率 n 越大，临界角 C 越小，则知在水中 a 光的临界角大于 b 光的临界角，故 D 正确；若 a 光与 b 光 以相同入射角从水射向空气时，由于在水中 a 光的临界角大于 b 光的临界角，所以 b 光的入射角先达到临 界角，则 b 光先发生全反射，首先消失的是 b 光，故 E 错误． 52．下列说法中正确的是 （ ） A. 做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关 B. 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 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关 D. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用 10 cm 长的细线和小铁球 E. 当频率一定的声源向着静止的接收器加速运动时，接收器收到的声波频率增大 【答案】 BCE 【解析】做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大，选项 A 错误； 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，选项 B 正确； 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，与光源和观察者的运动无关，选项 C 正确； 在“用单摆 测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用约 1m 长的细线和小铁球，选项 D错误；根据 多普勒效应， 当频率一定的声源向着静止的接收器加速运动时，接收器收到的声波频率增大，选项 E正确； 故选 BCE. 53．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、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面， 得到三束光线 I、II、III，若平面镜的上下表面足够宽，下列说法正确的是 （ ） A. 光束 I仍为复色光，光束 II、III 为单色光 B. 玻璃对光束 III 的折射率大于对光束 II 的折射率 C. 改变α角，光线 I、II、III 仍保持平行 D. 通过相同的双缝干涉装置，光束 II 产生的条纹宽度要大于光束 III 的 E. 在真空中，光束 II 的速度要等于光束 III 的速度 【答案】 ACE 【解析】光束 I 为在玻璃平面镜上表面的反射光，光束 II、III 为先在玻璃上表面折射，再在下表面发射， 然后再在上表面折射出去的光线，A正确；玻璃对光线 II 的折射率大与玻璃对光线 III 的折射率，B错误； 改变变α角，光线 I、II、III 仍保持平行，C 正确；光线 II 的波长要短，因而形成的干涉条纹要窄，D错 误；在真空中，单色光 的速度均为光束，E正确。 54．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】 CDE 【解析】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干涉现象，故 A错误； B、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象，故 B错误； C、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故 C 正确； D、光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，D 正确； E、在光的双缝干涉实验中，干涉条纹间距： lx d   ，若仅将入射光由红光改为绿光，入射光波长变短， 则干涉条纹间距变窄，E正确。 故选：CDE。 55．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】 ADE 【解析】机械波的频率等于波源的振动频率，与介质无关，选项 A 正确；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相同的，选项 B 错误；只要是光波，就能够在光导纤维中传播，不管是 可见光还是不可见光，都可以用来传输信息，故 C 错误；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，选项 D正确；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，选项 E 正确；故选 ADE. 56．下列说法正确的是 （ ） A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 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. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 【答案】 BDE 【解析】A、光在介质中传播的速度由介质本身，及频率共同决定，故 A 错误； B、油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故 B正确； C、根据光的干涉条纹间距公式 Lx d   ，可知，红光的波长长，则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大，故 C 错误； D、光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故 D 正确； E、玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光 在界面上发生了全反射，故 E 正确。 点睛：光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定；油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；玻璃 中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，光的偏 振现象说明光是一种横波；根据光的干涉条纹间距公式 Lx d   ，即可求解。 57．下列说法正确的是 （ ） A. 透过平行与日光灯的窄缝观察发光的日光灯时能看到彩色条纹是光的干涉现象 B. 在镜头前装上偏振片滤掉水面反射的偏振光，可使水中鱼的像更清晰 C. 不同波长的光在玻璃中传播时，波长越短，速度越慢 D. 在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 E. 已知弹簧振子初始时刻的位置及振动周期，就可知弹簧振子任意时刻的运动速度 【答案】 BCD 【解析】A、透过与日光灯平行的窄缝观察到彩色条纹是光的单缝衍射现象，A错误； B、在镜头前装上偏振片滤掉水面反射的偏振光，通过镜头的是鱼反射的光线，鱼的像更清晰，B正确； C、光在玻璃中传播时，波长越短，频率越高，折射率越大，速度越慢，C正确； D、单摆做简谐振动的周期： 2 lT g  ， 2 24 /T l g ，周期的平方与其摆长成正比，D正确； E、已知弹簧振子初始时刻的位置及振动周期，运动方向不确定，就无法确定弹簧振子任意时刻的运动速度， E错误。 故选：BCD。 58．△OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN(两束光关于 OO′ 对称)，在棱镜侧面 OM、ON 上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是 （ ） A. 在玻璃棱镜中，a 光由 MN 面射向 MO 面的传播时间大于 b光由 MN 面射向 NO 面的传播时间 B. 在玻璃棱镜中，a 光的传播速度大于 b光的传播速度 C. 若光束从玻璃棱镜中射向空气，则光束 b 的临界角比光束 a 的临界角小 D. 用同样的装置做“双缝干涉”实验，a光的条纹间距小 E. 用 a、b 照射同一狭缝，a光衍射现象更明显 【答案】 BCE 【解析】由图可知，a、b 两单色光以相同的入射角分别射向 OM、ON 两界面，b光发生全反射，而 a光发生 折射，所以 a光的折射率小于 b 光的折射率，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度，a 光的运动时间短，选 项 A 错误，B正确；由临界角公式 C＝arcsin 1 n ，折射率大的临界角小，选项 C 正确；a 光频率小，波长大， a光的条纹间距大，即选项 D错误；a光波长大，衍射现象明显，选项 E 正确；故选 BCE. 59．a、b 两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心 O 射向空气，其光路如图所示。下列说法正确 的是 （ ） A. 由玻璃射向空气发生全反射时玻璃对 a光的临界角较大 B. 玻璃对 a 光的折射率较大 C. a 光在玻璃中传播的波长较短 D. b 光的光子能量较大 E. b 光在该玻璃中传播的速度较小 【答案】 ADE 【解析】试题分析：根据光路图，抓住 b 光发生全反射，a 光未发生全反射，比较出临界角的大小，根据 1sinC n  得出折射率的大小，从而得出频率的大小、波长大小，光子能量大小．根据 cv n  比较光在玻璃 中传播速度的大小． 由光路图可知，a、b 光入射角相同，在分界面上 a 光发生反射及折射，而 b 光发生全反射，可知 b 光的临 界角小于 a 光的临界角，根据 1sinC n  ，知 a光的折射率小于 b光折射率，故 A正确 B 错误；折射率越大， 频率越大，波长越小，故 b 光的波长小，C 错误；b光的折射率大，知 b光的频率大，根据E hv 知，b 光 的光子能量大，故 D 正确；b光折射率大，根据 cv n  知，b 光在玻璃中的传播速度小，故 E 正确． 60．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，光波按波长长短，依次可分为红外线、可见光和紫外线， 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揭示。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】 ADE 61．下列说法中正确的是 （ ） A. 做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 B. 做简谐运动的质点，经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅 C. 变化的磁场可以产生稳定的电场，变化的电场可以产生稳定的磁场 D. 双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变大 E. 声波从空气传人水中时频率不变，波长变长 【答案】 ACE 【解析】做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，加速度相同，选项 A 正确； 做简 谐运动的质点，若从平衡位置振动或者从最高（低）点振动，则经过四分之一个周期，所通过的路程一定 是一倍振幅，从其他位置开始计时经过四分之一个周期，所通过的路程不是一倍振幅，选项 B 错误；均匀 变 化的磁场可以产生稳定的电场，均匀变化的电场可以产生稳定的磁场，选项 C 正确；根据 lx d   可知， 双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小，选项 D 错误； 声波从空气传 入水中时频率不变，波速变大，根据 = v f  可知波长变长，选项 E正确；故选 ACE. 62．下列说法正确的是 （ ） A. 简谐运动的周期与振幅无关 B. 在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式 F=-kx 中，F为振动物体受到的合外力，k 为弹簧的劲度系数 C. 在波传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 D. 在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽 E. 在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多 【答案】 ABE 【解析】A、简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振动幅度无关，故 A正确； B、在简谐运动的回复力表达式 F=−kx 中，对于弹簧振子，F 为振动物体受到的合外力，k 为弹簧的劲度系 数，故 B 正确； C、对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，横波两者垂直，纵波两者平行，故 C错误； D、在双缝干涉实验中,根据干涉条纹间距公式 Lx d   ，同种条件下，因紫光波长小于红光，则用紫光做 实验比红光做实验得到的条纹更窄，故 D 错误； E、在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，根据明显衍射的条件可知，狭缝宽度必须比波长小或者相差 不太多，故 E 正确。 故选：ABE。 63．下列说法正确的是 （ ） A. 简谐运动的周期与振幅无关 B. 在双缝干涉实验中，光的频率越低得到的条纹间距越宽 C. 在纵波的传播方向上，某个质点的振动速度等于波的传播速度 D. 泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相利用了光的相干性 E. 当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率变小 【答案】 ABD 【解析】简谐运动的周期与振幅无关，选项 A 正确； 在双缝干涉实验中，光的频率越低，则波长越大，根 据 lx d   可知得到的条纹间距越宽，选项 B 正确；在纵波的传播方向上，因质点在自己平衡位置做简谐 振动，故某个质点的振动速度并不等于波的传播速度，选项 C 错误；泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相 利用了光的相干性，选项 D正确； 根据多普勒效应可知，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的 频率变大，选项 E 错误；故选 ABD. 64．如图所示，abc 是截面为等腰直角三角形的棱镜，一束白光垂直入射到 ac 面上，无色光射出 ab 面。保 持光线入射点 O 的位置不变，改变光线的入射方向（不考虑自 bc 面反射的光线），则 （ ） A. 使入射光在纸面内逆时针逐渐偏转，不可能有色光射出 ab 面 B. 使入射光在纸面内顺时针逐渐偏转，可能有色光射出 ab 面，且先射出的是紫光 C. 使入射光在纸面内顺时针逐渐偏转，可能有色光射出 ab 面，且先射出的是红光 D. 使入射光在纸面内顺时针逐渐偏转，某种色光从 ac 面传播到 ab 面的时间变长 E. 使入射光在纸面内逆时针逐渐偏转，某种色光从 ac 面传播到 ab 面的时间变长 【答案】 ACE 【解析】A、根据题意可知：当入射角等于 45°时会发生全反射，若入射光逆时针旋转，入射到 ab 面上的 光线的入射角大于 45°，所以肯定会发生全反射，不会有光从 ab 边射出，A 正确； B、C、根据题意可知：当入射角等于 45°时会发生全反射，垂直射入 ac 面的白光在 ab 面已发生全反射， 当入射光顺时针转动时，入射角逐渐小于 450．七种色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，由临 界角公式 1sinC n  得知，红光的临界角最大，紫光的临界角最小，所以红光最先小于临界角，不发生全反 射，而产生折射，则红光先射出，B 错误；C 正确； D、当入射光顺时针转动时，入射角逐渐小于 45 0 ，随着入射角增大，光线在棱镜中传播的路程逐渐减小， 光从 ac 面传播到 ab 面的时间变短，D错误； E、入射光在纸面内逆时针逐渐偏转，随着入射角增大，折射角增大，光线在棱镜中传播的路程增大，光从 ac 面传播到 ab 面的时间变长，E正确； 故选 ACE。 65．如图所示，一横截面为矩形的玻璃砖置于空气中，两束细平行单色光 a、b 射向玻璃砖的下表面，设玻 璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是 （ ） A. 其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射 B. 其中有一束单色光没能进入玻璃砖 C. 在玻璃中单色光 a 的传播速率大于单色光 b的传播速率 D. 若用同一装置分别使两束光发生干涉，则光束 a的相邻明条纹间距大 E. 减小光束与玻璃砖下表面间的夹角θ，上表面会有两束平行单色光射出 【答案】 CDE 【解析】A、产生全反射的必要条件是光线必须从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角；光线射入玻 璃砖后折射角必定小于临界角，由几何知识知光线射到玻璃砖的上表面时入射角等于下表面的折射角，所 以光线射到玻璃砖的上表面时入射角必定小于临界角，所以光线射到玻璃砖的上表面不可能发生全反射， 故 A、B 错误； C、由于只有一束光线射出玻璃砖，说明两束光线的折射率不同，射出时沿同一方向出来，且该光线必定在 a、b 原来入射方向之间，由图知 a 光偏折程度较小，则 a 光的折射率小于 b 的折射率，根据 cv n  知，在 玻璃砖中 a 的传播速率大于 b 的传播速率，故 C 正确； D、a 光的频率比 b 光的频率低，由 c f 可知，a 光波长长，在干涉现象中，由 lx d   得到光束 a 的 相邻明条纹间距大，故 D 正确； E、减小光束与玻璃砖下表面的夹角，光线射入玻璃砖的折射角不同，上表面会有两束平行单色光射出，E 正确。 点睛：光线通过平行板玻璃砖后，根据偏折程度可定性判断折射率大小，从而进一步分析两种光速度、频 率等等的关系，要掌握全反射的条件，要加深对玻璃砖光学特性的理解。 66．如图所示，一束复合光垂直玻璃砖界面进入球形气泡后分为 a、b 两种色光， 下列说法正确的是 （ ） A. 玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象 B. a 光在玻璃中的传播速度比 b在玻璃中的传播速度大 C. a 光的频率比 b光的频率大 D. 若保持复合光的方向不变仅将入射点上移，则 a光最先消失 E. 若让 a、b 二色光通过一双缝干涉装置，则 a 光形成的干涉条纹的间距最大 【答案】 ACD 【解析】玻璃砖的气泡缺陷处显得更亮是光的全反射现象，故 A 正确；由题图知，两光射向空气时，玻璃 对 b 光的偏折程度较大，因此 a光的折射率较大，再依据 cv n  ，可知，a 光在玻璃中的传播速度比 b 钮玻 璃中的传播速度小，故 B 错误；玻璃对 a 光的偏折程度较大，a 光的折射率较大，则 a 光的频率比 b光的频 率大，故 C正确；因 a 光的折射率较大，由 1sinC n  知，a 光的临界角较小，若保持复合光的方向不变仅 将入射点上移，则 a光最先达到全反射的条件，从而 a光最先消失，故 D 正确；让 a、b 二色光通过一双缝 干涉装置，因 a 光的折射率较大，那么其波长较短，根据干涉条纹间距公式 Lx d   ，则 b 光形成的干涉 条纹的间距最大，故 E 错误。所以 ACD 正确，BE 错误。 67．下列说法正确的是 （ ） A. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波 长变长 B. 考古学家发现某一骰骨中碳 14 的含量为活着的生物含量的四分之一，已知碳 14 的半衰期为 5 730 年， 则确定该生物死亡距今 11 460 年 C. 按照波尔理论，氢原子核外电子从较小半径跃迁到较大半径轨道时，电子的动能减少，原子总能量增大 D. 卢瑟福发现了中子，汤姆孙发现了电子 E. 机场、车站等地方进行安检工作时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了γ射线较强的穿透能力 【答案】 ABC 68．下列说法正确的是 （ ） A. 单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显 B. 光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理 C. 机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离 D. 地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了 E. 当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大 【答案】 BDE 【解析】单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越不明显，A 错误；光纤通信，医用纤维式内窥镜都利 用了光的全反射原理，B 正确；质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，C 错误；钟慢效应：运动的钟比 静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了，故 D 正确；当系统 做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，E正确． 69．如图所示,O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线,A、B 是关于 O1O2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图如图所示。MN 是垂直于 O1O2放置的光屏,沿 O1O2方向不断左右移动光 屏,可在光屏上得到一个光斑 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 光的速度大 D. 在真空中,A 光的波长比 B光的波长长 E. A 光从空气进入该玻璃体后,其频率变高 【答案】 ACD 【解析】A、通过玻璃体后，A 光的偏折程度比 B 光的小，则该玻璃体对 A 光的折射率比对 B光的折射率小， A正确； B、折射率越大，光的频率越高，说明 A 光的频率比 B 光的频率低，B错误； C、根据 v=c/n 得知，A光的折射率较小，则 A光在玻璃砖中的速度较大，故 C正确； D、由 c=λγ知，A光的波长比 B光的长，故 D正确； E、光从空气进入该玻璃体频率不变，E 错误。 故选：ACD。 70．下列说法正确的是 （ ） A. 波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移 B. 当波源与观察者相互远离时，观察到的波频率变小 C. 肥皂泡呈现彩色条纹是光的折射现象造成的 D. 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 E. a、b 两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到 a 光的相邻亮条纹间距比 b 光的小，则水对 a 光的折射率 比 b 光的大 【答案】 BDE 【解析】波的图象表示介质中“无数个质点”在“某个时刻”的位移，选项 A 错误；根据多普勒效应可知， 当波源与观察者相互远离时，观察到的波频率变小，选项 B 正确； 肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象造 成的，选项 C 错误； 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，选项 D正确； a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到 a 光的相邻亮条纹间距比 b光的小，根据 lx d   ，则 a 的 波长较小，频率较大，则水对 a 光的折射率比 b 光的大，选项 E 正确；故选 BDE. 71．一束由 a、b两单色光组成的复色光c从空气射向由玻璃材料制成的棱镜，经三棱镜折射分离成两束单 色光 a、b，如图所示，则下列说法正确的是 （ ） A. a光在玻璃中的传播速度小于b光在玻璃中的传播速度 B. a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长 C. a光在玻璃中的频率小于在真空中的频率 D. a光从玻璃射向空气的临界角大于b光从玻璃射向空气的临界角 E. a、b两束光分别通过同一双缝干涉试验仪， a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距 【答案】 BDE 【解析】A、由图可知,通过三棱镜后,a 光的偏折角小于 b 光的偏折角,故说明玻璃对 a 光的折射率小于 b 光 的折射率,根据 v=c/n 分析可知，a 光在玻璃中的传播速度大于 b光在玻璃中的传播速度，故 A 错误； B、a 光的折射率小于 b 光的折射率，说明 a 光的频率小于 b 光的频率，由 c=λf 知，a 光在真空中的波长 大于 b 光在真空中的波长，故 B 正确； C、光的频率由光源决定，与介质无关，所以 a光在玻璃中的频率与在真空中的频率相等，故 C 错误； D、a 光的折射率小于 b 光的折射率,根据全反射临界角公式 sinC=1/n 分析知，a 光的临界角比 b 光的大， 故 D 正确。 E、a 光的波长大于 b 光,由双缝干涉条纹间距公式 Lx d   可知，a 光的干涉条纹大于 b 光的干涉条纹， 故 E 正确。 故选：BDE。 72．以下说法正确的是 （ ） A. 简谐运动的周期与振幅无关 B. 在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式 F kx  中，F为振动物体所受的合外力，k 为弹簧的劲度系数 C. 在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 D. 在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽 E. 在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多 【答案】 ABE 【解析】A、简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振动幅度无关，A 正确； B、在简谐运动的回复力表达式F kx﹣ 中，对于弹簧振子，F 为振动物体受到的合外力，k 为弹簧的劲度 系数，B 正确； C、对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，横波两者垂直，纵波两者平行，C 错误； D、在双缝干涉实验中，根据干涉条纹间距公式 x L d   ，同种条件下，因紫光波长小于红光，则用紫 光做实验比红光做实验得到的条纹更窄，D错误； E、在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，根据明显衍射的条件可知，狭缝宽度必须比波长小或者相差 不太多．E正确； 故选 ABE。 73．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得 2015 年诺贝尔生物学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖 的中国人。在研究青蒿素化学结构中，研究人员用比可见光波长更短的 X 射线衍射方法最终确定了其化学 结构。在做单缝衍射实验中，下列说法正确的是 （ ） A. 将入射光由可见光换成 x射线，衍射条纹间距变窄 B. 使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C. 换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D. 增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄 E. 衍射条纹中央条纹最宽 【答案】 ACE 【解析】单缝衍射的条纹间距可以用双缝干涉条纹宽度的公式 Lx d   ，定性讨论，其中 L 为屏与缝的距 离、d 为缝宽、λ为波长．将入射光由可见光换成 X 射线，波长λ变小衍射条纹间距变窄，则衍射条纹间距 变小，A 正确；使单缝宽度变小，即 d变小，则衍射条纹间距变宽，B错误；换用波长较长的光照射，根据 公式 Lx d   可知衍射条纹间距变宽，C 正确；增大单缝到屏的距离，即 L 变大，则衍射条纹间距变大，D 错误；衍射条纹与干涉条纹不同，其中央条纹最宽，故 E 正确． 74．下列说法中正确的是 （ ） A. 光的偏振现象说明光是纵波 B. 人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射 C. 光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大 D. 光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理 E. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在 【答案】 BDE 【解析】A、光的偏振现象说明光是横波．故 A 错误．B、声波的波长大于超声波的波长，所以声波更容易 发生衍射．故 B正确．C、根据双缝干涉的条纹间距公式 Lx d   知，紫光的波长比红光的波长短，则紫 光产生的条纹间距变小．故 C 错误．D、光导纤维传播运用了光的全反射原理．故 D 正确．E、麦克斯韦预 言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在．故 E 正确．故选 BDE． 【点睛】本题考查了物理学史，波的干涉和衍射以及全反射等知识点，比较简单，关键要熟悉教材，牢记 这些基础知识点． 75．如图所示，一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气斜射入某介质后的情况，则下列说法正 确的是 （ ） A. 在同种介质中 a光传播的速度比 b光的大 B. a 光的光子能量比 b光的大 C. 从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角比 b 光的小 D. a 光的波长比 b光的大 E. 将两束光分别通过同一双缝干涉装置，a光产生的相邻亮条纹间距比 b光的大 【答案】 ADE 【解析】由图看出，a 光的偏折程度小于 b 光的偏折程度，则 a 光的折射率小于 b光的折射率，由公式 得 ，则在同样介质中 a 光传播的速度比 b光的大，故 A正确．a 光的折射率小于 b光的折射率，则 a 光的频率小于 b 光的频率，由光子能量公式 E=hγ知，a 光的光子能量比 b 光的小，故 B 错误．因为 a光的 折射率小，由公式 知，a 光的临界角大．故 C 错误．a 光的频率小，由 c=λf 知，波长大，故 D 正 确．a 光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式 知，a 光产生的相邻亮条纹间距比 b 光的大．故 E 正确。所以 ADE 正确，BC 错误。 76．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的厚玻璃砖的上表面，得到三 束光线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，若玻璃砖的上下表面足够宽，下列说法正确的是 （ ） A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B．玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的折射率 C．改变α角，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行 D．通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的条纹宽度要大于光束Ⅲ的 E．在真空中，光束Ⅱ的速度等于光束Ⅲ的速度 【答案】 ACE 【解析】 试题分析：因Ⅰ为 P 的反射光，故光束Ⅰ仍为复色光；不同的单色光经折射和下底面反射后，再经上表面 折射后，因折射角不同而分成两束单色光，故选项 A 正确；根据光路图及光的折射定律可知，玻璃对光束 Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，选项 B 错误；由光的反射定律及折射定律，结合光路图可知，改变α 角，光束Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ仍保持平行，选项 C 错误；因玻璃对光束Ⅱ的折射率大于对光束Ⅲ的折射率，则光束 Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，根据 Lx d   可知，通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的条纹宽度要小 于光束Ⅲ的，选项 D 错误；在真空中各种色光的传播速度都是相同的，故选项 E 正确；故选 ACE． 考点：光的折射定律；双缝干涉 【名师点睛】此题是对光的折射定律及双缝干涉等知识点的考查；关键是能画出光路图，结合光的折射定 律及反射定律分析；记住双缝干涉的条纹间距的表达式 Lx d   。 77．如图所示，水下光源 S 向水面 A 点发射一束光线，折射光线分别为 a、b 两束。则 （ ） A．a光的频率小于 b 光的频率 B．在真空中 a光的速度大于 b 光的速度 C．若 a 光为绿光，则 b可能为紫光 D．若保持入射点 A位置不变，将入射光线瞬时针旋转，从水面上方观察，a 光先消失 E．用同一双缝干涉实验装置分别用 a、b 光做实验，a 光干涉相邻条纹间距大于 b 光干涉相邻条纹间距 【答案】 ACE 考点：考查光的折射定律． 【名师点睛】本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式、干涉和衍射的条件等多个知识点，同学 们只要加强对光学基础知识的学习，就能轻松解答． 78．下列说法正确的是 （ ） A．简谐运动的周期与振幅无关 B．在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式 F kx  中，F为振动物体所受的合外力，k 为弹簧的劲度系数 C．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 D．在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽 E．在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多 【答案】 ABE 【解析】 试题分析：A、简谐运动的周期由振动系统内部因素决定，与振动幅度无关，故 A 正确；B、在简谐运动的 回复力表达式 F=-kx 中，对于弹簧振子，F 为振动物体受到的合外力，k 为弹簧的劲度系数；故 B 正确；C、 对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，横波两者垂直，纵波两者平行，大小也没有关系．故 C 错误；D、在双缝干涉实验中，根据干涉条纹间距公式△x＝Lλ/d 可知，同种条件下，因紫光波长小于红 光，则用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更窄，故 D错误；E、在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现 象，根据明显衍射的条件可知，狭缝宽度必须比波长小或者相差不太多．故 E 正确．故选 ABE． 考点：考查双缝干涉的条纹间距与波长的关系；简谐运动的振幅、周期和频率；波长、频率和波速的关系． 【名师点睛】该题考查选修 3-4 中的简谐振动的周期公式、回复力公式、以及衍射与干涉等，都是记忆性 的知识点，要加强对这类知识点的积累，避免失分，同时注意波长与相邻波峰间距的关系． 79．下列说法正确的是 （ ） A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度无关 B．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想 C．据光电效应方程 0-kE h W 可知，发生光电效应时光电子最大初动能与入射光频率成正比 D．用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光越强，单位时间发出的光电子数越多 E．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性 【答案】 BDE 考点：考查光电效应；物质波． 【名师点睛】考查黑体辐射的规律，理解光的波粒两面性，知道光电效应与康普顿效应的作用，注意实物 粒子的波动性的理解． 80．如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为 ，经折射后射出 、 两束光线，下列说法正确的是 （ ） 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 光的波长大于 b光的波长 C．玻璃砖对 a光的折射率大于对 b 光的折射率 D．若改变光束的入射方向使 角逐渐变大，则折射光线 b 首先消失 E．分别用 a、b 光在同一双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹间距 【答案】 ACE 【解析】 试题分析：光线 a 的偏折程度大，根据折射定律公式 ，光线 a的折射率大；再根据公式 ，光 线 a 在玻璃中的传播速度小，故 AC 正确；光线 a 的折射率大，说明光线 a 的频率高，根据 c=λf，光线 a 在真空中的波长较短，故 B 错误；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线 a 的折射角先达到 90°，故先发生全反射，先消失，故 D 错误；光线 a 在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式 ，分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于 b 光的干涉条纹 间距，故 E 正确；故选 ACE． 考点：光的折射定律；光的干涉 【名师点睛】本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公式 、 光速公式 、双缝干涉条纹间距公式 ，基础题目。 三、解答题 81．（9 分）（2013 云南昆明题改编）如图所示，ABC 为一透明材料 做成的柱形光学元件的横截面，该种 材料折射率 n=2，AC 为一半径为 R 的 1 4 圆弧，D 为圆弧面圆心，ABCD 构成正方形，在 D 处有一点光源。若 只考虑首次从圆弧 AC 直接射向 AB、BC 的光线，从点光源射入圆弧 AC 的光中，有一部分不能从 AB、BC 面 直接射出，求这部分光照射圆弧 AC 的弧长。 【答案】 πR/6 【解析】 ⑵解析：设该种材料的临界角为 C，则：sinC=1/n，解得 C=30°。如图所示，若沿 DE 方向射到 AB 面上的光线刚好发生全反射，则：∠ADF=30°。同理，若沿 DG 方向射入的光线刚好在 BC 面上发生全反 射，则：∠CDG=30°。因此∠FDH=30°。据几何关系可得：弧 FH= 1 12 ×2πR，解得弧 FH=πR/6.——9分 考点：本题考查光的折射和全反射。 82．如图所示，OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面，OD 为直径，一束由红光和紫光组成的复色光沿 AO 方向从 真空斜射入玻璃，B、C 点为两单色光的射出点（设光线在 B、C处未发生全反射）。已知从 B 点射出的单色 光由 O 到 B 的传播时间为 t。 ①若 OB、OC 两束单色光在真空中的波长分别为λB、λC，试比较λB、λC的大小。 ②求从 C 点射出的单色光由 O 到 C 的传播时间 tC。 【答案】 （1）λB<λC；（2）t 【解析】①单色光 OB 折射率大，频率高，则 ；根据光速 ， 。 ②如图,做界面 OD 的法线 MN,设半圆柱体的直径为 d,入射角θ,折射角为θB,θC，连接 OB、OC， 由折射定律： ， ， 又： ， 故 已知 ， 所以 tC=tB=t 83．玻璃材料制成的一棱镜的截面图如图所示，一细光束从 1/4 圆弧 AB 的中点 E 沿半径射入棱镜后，恰好 在圆心 O 点发生全反射，经 CD 面反射，再从圆弧的 F 点射出。已知 OA＝a， 。求： ①F 点的出射光线与法线的夹角； ②光在棱镜中传播的时间。 【答案】 ① ，② 【解析】试题分析：①作出光路图如图。 根据几何关系可知,临界角为 根据全反射临界角公式 得： 又 ， 根据几何关系可知 是直角三角形,则 根据折射定律得 ,．故β=450 ②光在棱镜中的传播速度 由几何知识得,光线传播的长度为 光在棱镜中传播的时间 考点：光的折射定律 84．某学习小组利用大食拉油圆桶（去掉上半部）、小石子 A 来测定水的折射率，如图所示。当桶内没有 水时，从某点 B 恰能看到桶底边缘的某点 C；当桶内水的深度等于桶高的一半时，仍沿 BC 方向看去，恰好 看到桶底上的小石子 A，A 在圆桶的底面直径 CD 上。用毫米刻度尺测得直径 CD=16.00cm，桶高 DE=12.00cm， 距离 AC=3.50cm。光在真空中的传播速度为 c 8=3 10 m/s ,求水的折射率 n 和光在水中的传播速度 v。 【答案】 82.25 10 /cv m s n    【解析】根据折射定律 有 2 1 sin sin n    2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 6 8 4 36 4.5 OO OC OO O A        由公式 cn v  得 82.25 10 /cv m s n    85．在真空中波长为λ＝750nm 的单色光，以 45°的入射角从真空射向折射率为 n= 2的某种玻璃中，已 知光在真空中的速度为 c＝3×10 8 m/s，求： （1）光在玻璃中的折射角； （2）光的频率； （3）光在玻璃中的速度。 【答案】 （1）θ2＝30°；(2)f=4×10 14 Hz；（3）光在玻璃中的速度为 v= 81.5 2 10 m/s 【解析】 试题分析：（1）由 1 2 sin sin n    得 1 2 sin sin 45 1sin 2n n      ，解得θ2＝30° （2）光的频率为 8 9 3 10 750 10 cf       Hz＝4×1014 Hz （3）光在玻璃中的速度为 81.5 2 10c n     m/s 考点： 折射定律，波长、频率和波速的关系 86．（6 分）某同学欲测直角三棱镜 ABC 的折射率 n．他让光线沿平行于 BC 边的方向射到三棱镜的侧面 AB 上，经棱镜 AB 边和 AC 边的两次折射和 BC 边的一次反射后，又从另一侧面 AC 边上的 P 点射出． ①在右面图上画出光路图； ②若将射向 AB 边的光的入射角调整为α＝60°，此时的折射角γ＝30°，求折射率 n 的值． 【答案】 （1） ；（2） 3n  【解析】 试题分析：①光路图如图所示（3分，丢掉光线的箭头扣１分） ② sin 3 sin n     （3分） 考点：光的折射定律 87．如图所示，一束光线以 60º的入射角照射到水平放置的平面镜上，反射后射到平面镜上方与平面镜平行 的光屏上 P 点。现在将一块上下表面平行的透明玻璃砖 放到平面镜 M上，则进入玻璃砖的光线经平面镜反 射后再从玻璃砖的上表面射出，打到光屏上的另一点 Q点（图中未画出），Q 与 P 相比较向左平移了 2 3 cm， 已知玻璃砖的折射率 n＝ 3，光在真空中的传播速度 c=3×108m/s。求：①玻璃砖的厚度；②光在玻璃砖 中运动时间。 【答案】 (1)1.5m；(2) 102 10t s  【解析】 试题分析：设玻璃砖的厚度为 d，光线进入玻璃砖后的折射角为 r， 光路图如下图所示 由折射定律得 sin sin in r  r=30° 由几何关系可知  2 tan60 tan30PQ d d   解得 d=1.5cm 设光线射入玻璃砖至平面镜的距离为 x， cos30x d  ， 2 cos30 3 d dx    所以 2 2x nxt c c n   ， 102 10t s  考点：光的反射定律，光的折射定律 88．一不透明的圆柱形容器内装满折射率为 2的透明液体，容器底部正中央 O点处有一点光源 S，平面镜 MN 与水平底面成 45°角放置。若容器高为 2dm，底面半径为(1+ 3 )dm，OM＝1 dm。在容器中央正上方离 液面 1dm 处水平放置一足够长的刻度尺，求光源 S 发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺的长度。（不 考虑容器侧壁和液面的反射） 【答案】  1 3 dm 【解析】试题分析：作出边界光路．当光线沿 OM 入射到平面镜时，发生反射，光线照射到刻度尺的最右端．当 射到平面镜上的光线经折射照射到刻度尺的最左端时，根据对称性，作出平面镜反射的光路． 作图找出发光点 S 在平面镜中的像点Ｓ ／/ ，连接 S / M 延长交直尺于 H 点，由题设知：光线 SM 的入射角为 45°， 根据反射定律可知反射角等于 45°，MH 沿竖直方向，连接Ｓ ／ P，根据对称性得 Ｓ ／ M=OM=1m，在 RtΔPRＳ ／/中， / 3RS dm ， 3PR dm ， 由几何知识得 30r   由折射定律可得： sin sin i n r  解得： 2sin 2 i  ， 45i   故刻度尺上被照亮的范围为：  1 3 1 3QH dm dm dm    考点：本题考查对光的反射定律与光的折射定律的理解和应用，同时考查考生的理解能力、推理能力和分 析综合能力． 89．（2012 年开封二模）如图所示，直角三棱镜折射率为 2 ，∠B=30°，一束单色光垂直于 AC 面射向棱 镜，人射点为 O，求出光射出棱镜时的折射角。(不考虑 BC 面对光线的反射） 【答案】 r=45° 【解析】光在棱镜中光路如图。由图可知，α=60°。 设光在棱镜中全反射临界角为 C，则有 sinC=1/n， n= 2 ，解得 C=45°。 α=60°>C，所以不会有光从 AB 界面射出。 i=180°-120°-30°=30°。 由折射定律 n=sinr/sini 得：sinr=nsini= 2 /2 所以 r=45°。 90．如图所示，半圆形玻璃砖的半径为 R，AB 边竖直，一纸面内的单色光束从玻璃砖的某一定点射入，入 射角θ可以任意变化，现要求只考虑能从 AB 边折射的情况（不考虑从 AB 上反射后的情况），已知：α=45°， 玻璃砖对该单色光的折射率 n = 2，光在真空中的速度为 c。则求； ①光在玻璃砖中传播的最短时间 t； ②能从 AB 边出射的光线与 AB 交点的范围宽度 d 【答案】 ① R c ② Rd 2 2  考点：考查了光得折射以及光沿直线传播 91．如图所示，△ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角为θ=30°。P 为垂直于直线 BCD 的光屏，现一宽度 等于 AB 的单色平行光束垂直射向 AB 面，在屏 P 上形成一条宽度等于 2 3 AB的光带，试作出光路图并求棱镜 的折射率。（其中 AC 的右方存在有折射率为在的透明介质） 【答案】 3 【解析】 试题分析：作出光路图如图， 平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束．图中θ1、θ2 为 AC 面上入射角和折射角，根 据折射定律，有 nsinθ1=sinθ2，设出射光线与水平方向成α角，则θ2=θ1+α 由于 2CC AB ， 1 2 3 CC AB ，所以 1 2 1 3 C C AB .而 2 tanAC BC AB  θ，θ=30° 所以 tanα= 1 2 2 3 3 CC AC  ，可得α=30°，θ2=60°，所以 n= 2 1 sin sin θ θ = 3 考点：本题考查光的折射定律。 92．如图所示，是一种折射率 n = 1.5 的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿 MN 方向射到棱镜的 AB 面上，入射角的大小 arcsin 0.75i  （即:sin 0.75i  ），求： ①光在棱镜中传播的速率。 ②画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程。（不考虑返回到 AB 和 BC 面上的光线）。 【答案】 ① 82 10 m s ② 【解析】 试题分析：①根据光在介质中速度公式得：光在棱镜中传播的速率 8 83 10 2 10 m s 1.5 cv n      ②由题设知：光在 AB 面上入射角的正弦 sin 0.75i  ，根据折射定律得： sin sin in r  解得： sin 0.75 1sin 1.5 2 ir n    ，所以 AB 面上的折射角 30r   由几何关系得，BC 面上的入射角 45   又因全反射临界角 1arcsin 45C n   ，所以光在 BC 面上发生全反射，光线垂直于 AC 面射出棱镜，光路如 图所示． 考点：本题考查折射定律、光速公式和全反射知识的综合应用． 93．如图所示，AOB 是 1/4 圆柱玻璃砖的截面，玻璃砖的折射率为 2。一束平行光以 45°入射角射向玻璃 砖的 OA 平面，这些光线中只有一部分能从圆柱的 AB 面上射出。假设凡射到 OB 面的光线全部被吸收，也不 考虑 OA 面的反射作用，试求圆柱 AB 面上能射出光线的部分占 AB 表面的几分之几? 【答案】 占 AB 面的 1/6． 【解析】：在 OA 面发生折射，设折射角为 r， 因为 r n o sin 45sin  ① 所以 2 145sinsin  n r o ② 解得 r＝30° ③ 设射到 AB 面上的光线，其射出部分为 NB 部分，则∠MNO 应等于临界角 C， 因为 n C 1sin  ， 所以 C＝45° ④ 在△MNO 中，因为∠OMN＝90°-r=60° 所以∠MON＝180°-60°-C＝75° ⑤ 所以射出光线部分 BN 所对应的圆心角为 15°，占 AB 面的 1/6． ⑥ 评分标准：本题 9 分. ①、②、③共 4 分，④式 2 分，⑤、⑥式共 3 分。 本题考查的是光的折射，对折射定律和全反射的应用，光在 AO 面上进行折射进入玻璃砖，然后某部分光线 在 AB 弧面上发生了全反射，从而光线有一部分射不出来， 94．折射率为 n、长度为 L 的玻璃纤维置于空气中，若从 A端射入的光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后 从 B 端射出，如图所示，求： ①光在 A 面上入射角的最大值． ②若光在纤维中恰能发生全反射，由 A 端射入到从 B 端射出经历的时间是多少？ 【答案】 ① 1arcsin 2 n ② c Ln2 【解析】 试题分析：①光路图如下图所示，要在纤维中发生全反射， 其临界角 C 有： n C 1sin  ① 折射角：θ2＝90°－C ② 所以， n 1cos 2  ， n n 1sin 2 2   ③ 由折射定律： 1sinsin 2 21  nn  ④ 1arcsin 2 1  n ⑤ ②光在纤维中传播的速度： n cv  (c 为光在真空中传播的速度) 光在沿纤维轴线方向上的速度分量： 221 cos n c n vvv   ⑥ 所用时间： c Ln v Lt 2 1  ⑦ 评分标准：①②③④⑤式各 1 分，⑥⑦式各 2 分。 考点：本题考查光导纤维、全反射、折射率和光的直线传播等知识。 95．（９分）如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ＡＢＣ，∠Ａ＝ ３０°．它对红光的折射率为ｎ１， 对紫光的折射率为ｎ２．在距ＡＣ边ｄ处有一与ＡＣ平行的光屏ＭＮ．现有由以上两种色光组成的很细的光 束垂直ＡＢ边射入棱镜． ①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？ ②若两种光都能从ＡＣ面射出，求在光屏ＭＮ上两光点间的距离． 【答案】 ①n2：n1；②。 【解析】 试题分析：由于 v 红= 1 c n ，v 紫= 2 c n ，故 2 1 v n v n 红 绿 又由于 n1= 1sin sin 30 r  ，n2= 2sin sin 30 r  ， 故 x=d(tanr2－tanr1)=d( 2 1 2 2 2 14 4 n n n n    ) 考点：几何光学。 96．如图，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。 （i）求池内的水深； （ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为 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）。 【答案】 （i） 7 m≈2.6 m （ii）0.7 m 【解析】 试题分析：（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= 4 3，光线的折射角θ=90°。 由折射定律有 nsin i=sin θ① 由几何关系有 sin i= 2 2 l l h ② 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 m③ （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 nsini'=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 sini'= 2 2 a a h ⑤ x+l=a+h' ⑥ 式中 h'=2 m。联立③④⑤⑥式得 x=(3 7 23 –1)m≈0.7 m⑦ 【考点定位】光的折射定律 【名师点睛】本题主要考查了光的折射定律的应用；解题关键是根据题意画出完整的光路图，然后根据光 的折射定律结合几何关系列出方程求解；此题意在考查考生应用数学处理物理问题的能力。 97．如右图所示．一束截面为圆形（半径 R）的平行复色光垂直射向一玻璃半球的面．经折射后在屏幕 s 上 形成一个圆形彩色亮区．已知玻璃半球的半径为 R．屏幕 s至球心的距离为 D（D>3R）．不考虑光的干涉和 衍射，试问： ①在屏幕 S 上形成的网形亮区的最外侧足什么颜色? ②若玻璃半球对①中色光的折射率为 n．请你求出圆形亮区的最大半径。 【答案】 ①紫光② 2 1D n nR  【解析】 试题分析：①复色光与半球形玻璃面的下表面相垂直，方向不变，但是在上面的圆弧面会发生偏折，紫光 的折射率最大，偏折能力最强，所以紫光偏折的最多，因此最外侧是紫色。 ②如下图所示．紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕 S 上的点 D 到亮区中心 E 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： 1sinC n  （2分） 所以 2 1cos nC n   2 1tan 1 C n   2 / cos 1 nROB R C n    2( ) / tan 1r D OB C D n nR     考点：光的全反射 98．如图所示， ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角 030α ，BC 边长为 a，棱镜的折射率为 2，P 为 垂直于直线 BCO 的光屏。现有一宽度等于 AB 的平行单色光束垂直射向 AB 面，求在光屏 P 上被折射光线照 亮的光带的宽度。 （已知 4 6 4 275sin ＝ ； 4 2 4 675cos －＝ ） 【答案】 aCE )232(  【解析】光线在 AB 面上折射后方向不变，射到 AC 面上的入射角 030i ，设折射角为 r，据折射定律 rsin130sin2 0  ……2分 得 r= 045 ……2 分 由此可画出折射光线在光屏上的光带宽度等于 CE（如图示）………2 分 图中 045EAC ， 030ECA ， aAC 2 在 AEC 中，据正弦定理有 00 75sin45sin ACCE  ………2分 化简得 aCE )232(  ………2分 99．某透明物体的横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形，AB 为直角边，长度为 2L， ABC =45 ， ADC 为一圆弧，其圆心在 AC 边的中点，此透明物体的折射率为 n＝2．0．若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光 从 AB 边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从 ADC 圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度 s．（不 考虑经 ADC 圆弧反射后的光线） 【答案】 π 3 Ls  100．如图所示，是用某种玻璃制成的横截面为圆形的圆柱体光学器件，它的折射率为 3，横截面半径为 R。现用一束细光线垂直圆柱体的轴线以 i=60°的入射角射入圆柱体，不考虑光线在圆柱体内的反射。真空 中光速为 c。 （1）作出光线穿过圆柱体并射出的光路图。 （2）求出该光线从圆柱体中射出时，出射光线偏离原方向多大的角度？ （3）光线在圆柱体中的传播时间。 【答案】 （1）光路如图；（2）60°（3） 3R c 【解析】 试题分析：（1）由折射定律 sinin sinr ＝ ，得 1 2 sinisinr n   ;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． （2）由几何知识，出射光线偏离原方向的角度为α=60° （3）根据几何知识得到，光线在圆柱体中的路程：S= 3 R 介质中传播速度 3 c cv n   所以，光线在圆柱体中的传播时间为 3S Rt v c   考点：光的折射定律 【名师点睛】本题是几何光学问题，这里用到几何知识和光路的可逆性原理作光路图．基本题。