高三物理一轮复习专题光电磁波相对论汇编 43页

专题 光 电磁波 相对论 近三年高考真题 1．（2017 北京，14）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 【答案】D 2．（2017 天津卷，2）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 A．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 【答案】D 【解析】设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有： A  ，根据折 射定律： sin sin in  ，增大入射角 i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使 b 光发生全反 射，故 A 错误；由光路图可知，  i A 3.（2017 江苏卷，12B（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= 2 R，求光线的会聚角α。（示意图未按比例画出） 【答案】30° 【解析】由几何关系 sin 2 D i R  ，解得 45i   则由折射定律 sin sin i n   ，解得 30   且 2 i   ，解得 30   4.（2017 全国Ⅰ，34（2））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。 【答案】 2.05 1.43n   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 Li R  ③ 式中 L 是入射光线与 OC 的距离。由②③式和题给数据得 6sin 205 r  ④ 由①③④式和题给数据得 2.05 1.43n   ⑤ 5．（2017 新课标Ⅱ 34（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________ （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）。 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 【答案】ACD 6.（2017 新课标Ⅱ 34（2））（10 分）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。 【答案】1.55 【解析】设从光源发出直射到 D 点的光线的入射角为 i1，折射角为 r1，在剖面内做光源 相对于反光壁的镜像对称点 C，连接 CD，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： 1 1sin sinn i r ① 2 2sin sinn i r ② 7.（2017 新课标Ⅲ 34（2））（2）（10 分）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： （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 3 R 的入射光线经球面折射后与光轴的交点到 O 点的距离。 【答案】（i） 2 3 R ；（ii）2.74R 【解析】 联立①②③啊啊并利用题给条件，得 2 3l R ④ （ii）设与光轴 3 R 的光线在球面 B 点折射时的入射角和折射角分别为 i1 和 r1，由折射 定律有 1 1sin sinn i r ⑤ 设拆解光线与光轴的交点为 C，在⊿OBC 中，由正弦定理有 o 1sin 180 )sin rC R OC   （ ⑥ 由几何关系有 1 1C r i   ⑦ 1 1sin 3i  ⑧ 联立⑤⑥⑦⑧式及题给的条件得 3(2 2 3) 2.745 ROC R  ⑨ 8．（2017 北京，20）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 1 和 2 的无线电波。飞机降落过程中，当接收到 1 和 2 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 1 与 2 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 【答案】C 9．【2016 上海卷】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 cv n  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。故选项 D 正确。10．【2016·上海卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小 的排列顺序是 A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 【答案】A 【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、 可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项 A 正确。 11．【2016·北京卷】下列说法正确的是 A．电磁波在真空中以光速 c 传播 B．在空气中传播的声波是横波 C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播 【答案】A 12．【2016·上海卷】在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 A．中间条纹间距较两侧更宽 B．不同色光形成的条纹完全重合 C．双缝间距离越大条纹间距离也越大 D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 【答案】D 【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项 A 错误； 不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项 B 错误；据公式 lx d   可知，双缝间距 d 越 大，干涉条纹距离越小，故选项 C 错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍 射条纹，故选项 D 正确。 13．【2016·江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为 30m，它以 0.6c（c 为光速）的速度 沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是 ． A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于 30m B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于 30m C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于 c D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于 c 【答案】B 14．【2016·四川卷】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率 n。如图甲所示，O 是 圆心，MN 是法线，AO、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测 得多组入射角 i 和折射角 r，做出 sin i-sin r 图像如图乙所示。则 A．光由 A 经 O 到 B，n=1.5 B．光由 B 经 O 到 A，n=1.5 C．光由 A 经 O 到 B，n=0.67 D．光由 B 经 O 到 A，n=0.67 【答案】B 【解析】由图线可知 sin 0.6 2 1 sin 0.9 3 i r n    ，可得 n=1.5；因 i 是入射角，r 是折射角，折 射角大于入射角，故光由 B 经 O 到 A，故选 B。 15．【2016·天津卷】我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志 着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在 1~10 m 范围内，则对该无 线电波的判断正确的是 A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象 【答案】C 16．【2016·天津卷】右图是 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】由图可知 a 光的干涉条纹间距小于 b 光的，根据 Lx d   可知，a 的波长小于 b 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，则根据 cn v  可知， 在同种介质中传播时 a 光的传播速度较小，选项 A 错误；根据 1sinC n  可知，从同种介质中 射入真空，a 光发生全反射的临界角小，选项 B 错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的 强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，选项 C 错误；a 光的频率较高，若两光均由氢原子 能级跃迁产生，则产生 a 光的能级差大，选项 D 正确。 17．【2016·全国新课标Ⅱ卷】关于电磁波，下列说法正确的是_______。（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） A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E．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 【答案】ABC 18．【2016·江苏卷】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． 【答案】频率 C 【解析】产生稳定干涉图样的条件是两束光的频率相同，A、B 两点为振动加强点，出现 明条纹，C 点波峰与波谷相遇振动减弱，为暗条纹． 19．【2016·全国新课标Ⅰ卷】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4 3 。 （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】（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°。 （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 2017 高三名校最新模拟汇编 1．（四川省眉山中学 2018 届高三 10 月月考） 下列说法正确的是（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）。 （________） A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现像，露珠呈现的彩色是光的色散现像，通过狭缝看太 阳光呈现的彩色是光的衍射现像 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，在光屏上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照 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，无论谁去观察在水平方向上都会变扁 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 【答案】ACE 【解析】肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现像，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像，现象 A 正确；光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利 用了光的全反射原理，全息照相不是利用全反射，是和光的干涉有关的结果，故 B 错误．做 双缝干涉实验时，红光的波长大于绿光，根据 lx d   可知，用绿光照射单缝，在光屏上观 察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样，选项 C 正确； 相对论认为：竖直向上高速运动的球，水平方向上没有变化，竖直方向变短了，故 D 错误； 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，周期变小，则波长变短， 选项 E 正确；故选 ACE. 2．（湖北省天门中学 2018 届高三试题理科综合（四）） 下列关于科学技术应用的说法中正确的是 。 A. 全息照片的拍摄利用了光的干涉现象 B. 交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应 C. 光导纤维利用了光的折射现象 D. 照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象 E. 用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象 【答案】ABE 3．（安徽省寿县第一中学 2018 屇高三上学期第一次月考试） 如图所示，a，b 为两束不同频率的单色光，以 45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线 OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于 N 点，入射点 A，B 到 N 点的距离相等，经玻璃砖上表面 折射后两束光相交于图中的 P 点．下列说法正确的是( ) A. 在真空中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 B. 在玻璃中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 C. 玻璃对 a 光的折射率小于玻璃对 b 光的折射率 D. 同时增大入射角，则 b 光在下表面先发生全反射 【答案】BC 【解析】所有色光在真空中传播速度都相同，都是 c=3×108m/s．故 A 错误．由图看出 a 的折射角大，入射角相等，由折射定律 sinin sinr  知，玻璃对 a 光的折射率小，由 cv n  分析 可知 a 光在玻璃中传播速度大．故 BC 正确．b 光射到玻璃砖的下表面时，入射角等于上表面 的折射角，根据光路可逆性原理得知，光线一定从下表面射出，不可能发生全反射．故 D 错 误．故选 BC. 4．（浙江省名校协作体 2018 届高三上学期考试） 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是 ( ) A. 图甲：a、b 两种光通过玻璃砖的折射情况，可知 a、b 光通过同一双缝干涉实验装置 时，a 光相邻干涉条纹间距小于 b 光干涉条纹间距 B. 图乙：各种电磁波都是横波，电磁波和机械波都能产生反射、折射、干涉、衍射等现 象以及多普勒效应 C. 图丙: 一群氢原子跃迁时，发出波长为λ1,λ2,λ3,的三条谱线，它们的关系是 λ1+λ2=λ3 D. 图丁 ：图示中强黄光和弱黄光曲线交于 u 轴同一点，说明发生光电效应时最大初动 能与光的强度无关 【答案】ABD C. 图丙: 一群氢原子跃迁时，发出波长为λ1,λ2,λ3,的三条谱线，则由波尔理论可知 3 1 2 hc hc hc     ，即它们的关系是 3 1 2 1 1 1     ，选项 C 错误； 图丁：图线与横轴的交点为 截止电压，而 21 2m mU e mv ，图示中强黄光和弱黄光曲线交于 u 轴同一点，说明最大初动能 相同，即发生光电效应时最大初动能与光的强度无关，选项 D 正确；故选 ABD. 点睛：弄清楚每个图象的作用及代表的物理知识，熟练掌握物理规律的来龙去脉是掌握 此类知识的前提．熟练掌握物理规律的来龙去脉是掌握此类知识的前提． 5．（江苏省启东中学 2018 高考物理专项复习） 下列说法中正确的是( ) A. 电磁波是横波 B. 为了从高频电流中取出所携带的声音信号就要进行调制 C. 红外线应用在遥感技术中是利用了它的穿透本领强的特性 D. 医学上用透视或“CT”来检查人体内部器官，它们都用到了 X 射线 【答案】AD 【解析】电磁波是横波,选项 A 正确；从高频电流中取出所携带的声音信号就要进行解调， 而加载信号过程是调制，故 B 错误；红外线应用在遥感技术中是利用了它的波长较长，容易 衍射的特性，选项 C 错误；医学上用透视或“CT”来检查人体内部器官，它们都用到了 X 射 线，选项 D 正确；故选 AD. 6．（北京市第四中学 2017 届高考物理复习基础练习题） 根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是 A. 稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场 B. 变化的电场周围产生磁场，变化磁场周围产生电场 C. 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 D. 振荡电场周围产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围产生同频率的振荡电场 【答案】BCD 7．（浙江省 2018 版选考物理考前特训（2017 年 10 月）加试 30 分特训） 下列说法正确的是( ) A. β、γ射线都是电磁波 B. 原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量 C. 在 LC 振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小 D. 处于 n＝4 激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子 【答案】BC 【解析】β射线为高速电子流，不是电磁波，选项 A 错．原子核的质量小于组成它的核 子的质量之和，所以选项 B 正确．LC 振荡电路中，电容器开始放电时，由于自感线圈阻碍作 用，因此回路电流从小变大，即选项 C 正确．处于 n＝4 激发态的氢原子可以放出 2 4C ＝6 种不 同频率的光子，选项 D 错误．故选 BC. 8．（江苏省南京市 2018 届高三 9 月学情调研测试） 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 【答案】BD 9．（湖北省黄冈中学 2017 高三 5 月第三次模拟） 下列说法正确的是 A. 对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去 B. 白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的千涉现象 C. 红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变 D. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的千涉现象 E. 不管光源与惯性参考系中的观察者是否存在相对运动，观察者观察到的真空中的光速 都是不变的 【答案】ADE 【解析】对于同一障碍物，波长越大的光波越容易发生衍射现象，从而绕过障碍物，现 象 A 正确； 白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的色散现象，现象 B 错误； 红光由空 气进入水中，频率不变，颜色不变，波速减小，则波长变短，现象 C 错误； 用透明的标准样 板和单色光检查平面的平整度利用了光的干涉现象，现象 D 正确；根据相对论原理可知，不 管光源与惯性参考系中的观察者是否存在相对运动，观察者观察到的真空中的光速都是不变 的，选项 E 正确；故选 ADE. 10．（安徽省合肥八中 2017 高三最后一卷） 下列说法中正确的是_______。 A. 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 B. 如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动 C. 紫光的双缝干涉条纹间距不可能大于红光双缝干涉条纹间距 D. 一个单摆在海平面上的振动周期为 T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大 E. 利用红外摄影可以不受天气（阴雨、大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长， 更容易绕过障碍物 【答案】ADE 11．（江苏省连云港市、徐州市、宿迁市 2017 高三第三次模拟考试） 下列说法正确的是________ A. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 B. 当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象 C. 飞船高速飞离地球时，飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢 D. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 【答案】BC 【解析】根据麦克斯韦电磁理论可知，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项 A 错误； 当 驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象，选项 B 正确；根据相对论可知，飞船高速 飞离地球时，飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢，选项 C 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，选项 D 错误；故选 BC. 12．（宁夏银川一中 2018 届高三上第二次月考）- 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 ( )（填正确答案标号。选对 1 个得 3 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分。每错选 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） 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 13．（江西省赣中南五校 2018 届高三上学期第二次联考）- 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． 14．（辽宁省沈阳市东北育才学校 2017 高三第九次模拟） 下列说法中正确的是( ) A. 做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关 B. 全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 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. 医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点 E. 机械波和电磁波都可以在真空中传播 【答案】BCD 15．（甘肃省天水市一中 2017 高三第六次诊断考试（最后一考）理综） 下列说法正确的是________ A. 麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在 B. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的 C. 某人在速度为 0.5c 的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为 1.5c D. 对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去 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振动的频率 【答案】BED 【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹证实了电磁波的存在，A 错误；肥皂泡呈 现彩色条纹是光的薄膜干涉现象造成的，故 B 正确；在速度为 0.5c 的飞船上打开一光源，根 据光速不变原理，则这束光相对于地面的速度应为 c，故 C 错误；发生明显衍射的条件是光的 波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大；波长越长，波动性越明显，故对于同一障 碍物，波长越大的光波，越容易绕过去，故 D 正确；根据多普勒效应可知，声源与观察者相 对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故 E 正确． 16．（江西师大附中 2017 第三次模拟考试） 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 17．（2017 四川省遂宁市高三三诊考试） 下列说法正确的是 。 A. 质点做简谐运动的图象就是质点运动的轨迹 B. 介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波 C. 均匀变化的磁场能够在周围空间产生变化的电场 D. 光的偏振现象证实了光波是横波 E. 光在真空中运动的速度在任何惯性系中测得的数值都是相同的 【答案】BDE 【解析】振动图象反映质点的位移随时间的变化情况，不是质点的运动轨迹，A 错误；介 质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波就是横波，B 正确；均匀变化的磁场能够在周围 空间产生稳定的磁场，C 错误；只有横波才能产生偏振，D 正确；光速不变原理认为：在不同 的惯性参考系中，真空中的光速是相同的，E 正确。 18．（四川省成都市龙泉驿区一中 2018 届高三上学期第一次月考） 2015 年 12 月，中国“可见光通信系统关键技术研究”获得重大突破﹣可见光通信的实时 通信速率已经提高至 50Gbps，相当于 0.2s 即可下载一部高清电影． 关于可见光，下列说法正确的是___________ A．可见光中的红光比紫光的频率低 B．可见光不能在真空中传播 C．可见光波长越长，越容易发生衍射 D．可见光能发生光的干涉和衍射现象，说明光是横波 【答案】AC 【解析】可见光中的红光比紫光的频率低，选项 A 正确；可见光能在真空中传播，选项 B 错误；可见光波长越长，越容易发生衍射，选项 C 正确；可见光能发生偏振现象，说明光是 横波，选项 D 错误；故选 AC. 19．（江西省会昌中学 2018 届高三上学期第一次半月考） 人们对光的认识经历了一个漫长的过程，下列有关对光的阐述中正确的是（ ） A. 当一束光射到两种介质的分界面上时，一定会同时发生反射和折射现象 B. 光在水中的传播速度可能大于光在真空中的速度 C. 光的偏振现象说明光是一种横波 D. 光的干涉和衍射现象说明光是一种纵波 【答案】C 20．（天津市第一中学 2018 届高三摸底测试） 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，用这两束单色光 a、b 分 别照射同一光电管，下列说法正确的是（ ） A. 若 a 光恰能发生光电效应，则 b 光一定不能发生光电效应 B. 若 b 光恰能发生光电效应，则 a 光可能发生光电效应 C. 若 a、b 光都能发生光电效应，则 a 光的饱和电流小 D. 若 a、b 光都能发生光电效应，则 a 光的遏制电压低 【答案】D 21．（苏州市 2018 高三物理期初调研） 下列说法正确的是 ． A. 光的偏振现象说明光是一种纵波 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. 激光全息照相时利用了激光相干性好的特性 D. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽 【答案】C 【解析】光的偏振现象说明光是一种横波，故 A 错误；雨后公路积水表面漂浮的油膜看 起来是彩色的，这是光的干射现象，故 B 错误；激光全息照相时利用了激光相干性好的特性， 故 C 正确；红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置，根据公式： Lx d   ，可知，波长比 较长的红光形成的相邻亮条纹间距大而绿光间距小，故 D 错误。所以 C 正确，ABD 错误。 22．（湖北省部分重点中学 2018 届高三 7 月联考） 关于相对论，下列说法中正确的是__________ 。 A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同 C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大 D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量 E．在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关 【答案】ADE 【解析】在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故 A 正确；相对论告诉我 们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故 B 错误；一条沿自身长度方向运动 的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故 C 错误；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显 地大于静止质量，选项 D 正确；在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快 慢跟物体的运动状态有关，故 E 正确；故选 ADE. 23．（福建省莆田第一中学 2018 届高三第一次月考） 下列说法正确的是（ ） A. 麦克斯韦预言和验证了电磁波的存在 B. 只要有变化的电场，就一定有电磁波存在 C. 狭义相对性原理是指一切物理规律在任何惯性系中具有相同的形式 D. 接收电磁波时，通过调制来使接收电路中出现电谐振现象 【答案】C 24．（河北省五校联盟 2018 届高三上学期摸底考试） 一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源 发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为 2 ，求： ①以任一表面为例，计算镀膜的面积与该表面积之比的最小值； ②请根据①的结论，写出镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。 【答案】（1） 4  （2） 4  【解析】试题分析：作出光路图，通过光线在镀膜部分发生全反射，根据临界情况，通 过几何关系求出镀膜的面积与该表面积之比和镀膜面积与立方体表面积之比的最小值。 ①光路如图所示， 考虑从玻璃立方体中心 O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射。 根据折射定律有 sinn sin   式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角。 现假设 A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意，在 A 点刚好发生全 反射，故αA＝ 则 sinθ = 2 2 ，θ= 4  。 根据 2 Rtan a  ，得 RA= 2 a 点睛：本题主要考查了光的折射定律， 解决本题的关键确定临界情况，根据折射定律， 通过几何关系进行求解。 25．（河北省“名校联盟”（五校联考）2018 届高三上学期教学质量监测（一）） 如图所示，半圆玻璃砖的半径 R=2 3 cm，折射率为 n= 3 ，直径 AB 与屏幕垂直并接触于 A 点．激光 a 以入射角 i=30°射向半圆玻璃砖的圆心 O，结果在水平屏幕 MN 上出现两个光斑． （1）求两个光斑之间的距离； （2）改变入射角，使屏 MN 上只剩一个光斑，求此光斑离 A 点的最长距离。 【答案】8cm； 6 cm 【解析】试题分析：由题分析可知，在水平屏幕 MN 上出现两个光斑是由于激光 a 在 O 点 同时发生折射和反射形成的，根据折射定律求出折射角，作出光路图，由几何知识分别求出 左侧光斑和右侧到 A 点的距离，再求解两个光斑之间的距离 L．根据当发生全反射时屏 MN 上 只剩一个光斑，分析最长距离。 设折射角为 r，根据折射定律有： sin sin 3sin sin30 r rn i    ，解得 60r   由几何知识得两个光斑 PQ 之间的距离： tan30 tan60 8PQ PA AQ R R cm       （2）入射角增大的过程中，当发生全反射时屏 MN 上只剩一个光斑，此光斑离 A 最远时， 恰好发生全反射，入射角等于临界角： i=C，则有： 1 1sin 3 C n   ， 2 6cos 1 sin 3C C   ， 最远距离： cos 2 3' 6tan sin 2 R CQ A R cm cmC C     6cm 26．（西藏林芝市第一中学 2018 届高三 9 月月考） 如图所示，ABC 是一个透明的薄壁容器，内装液体，当光垂直射向 AC 面时，光在 AB 面恰 好发生全反射，已知光在真空中的传播速度为 c，求液体的折射率及光在该液体中的传播速度 多大？ 【答案】（1） 2 3 3 （2） 3 2 c 27．（江苏省苏州市 2018 届高三期初调研） 如图所示，直角玻璃三棱镜 ABC 置于空气中，棱镜的折射率为 2n  ， 60A   。一 细光束从 AC 的中点 D 垂直于 AC 面入射，AD=a，求： ①光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射入空气时的折射角。 ②光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出经历的时间（光在真空中的传播速度为 e）. 【答案】① 45 ② 5 6 3t ac  （2）光在棱镜中的传播速度： 2 2 cv cn   走过的光程： 2 3 5 3 30 30 3 3 a aS DE EF a a acot cos         光在棱镜中的传播时间： 5 6 3 St av c   28．（甘肃省武威第十八中学 2018 届高三上学期第一次诊断考试） 如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜 ABC,折射率 3n  ,∠A=300。一束单色细光 束垂直直角边 BC 从 O 点射入三棱镜，不考虑光在 BC 面上的反射,求出射光线的方向。 【答案】900 29．（河南省新野县第一高级中学 2018 届高三上学期第一次月考） 一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面 AOB 镀银，O 表示半圆截面的圆心，一束光线 在横截面内从 M 点入射，经过 AB 面反射后从 N 点射出。已知光线在 M 点的入射角为 30  ， 60MOA   ， 30NOB  .求: (1)光线在 M 点的折射角; (2)透明物体的折射率。 【答案】(1) 15r   (2) 6 2 2n  【解析】如图，透明物体内部的光路为折线 MPN，Q、M 点相对于底面 EF 对称，Q、P 和 N 三点共线设在 M 点处，光的入射角为 i，折射角为 r， OMQ   ， PNF   （2）根据折射率公式有sin sini n r ⑤ 由④⑤式得 6 2 2n  ⑥ 30．（河北省邢台市第二中学 2018 届高三上学期第一次月考） 两束平行的、同频率的红色细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如 图所示。已知其中一条光线始终不改变传播方向穿过玻璃，它的入射点是 O；另一条光线的入 射点为 A，穿过玻璃后两条光线交于 P 点。已知玻璃截面的圆半径为 R， , ， 光在真空中的速度为 c。求： ①玻璃材料对该红光的折射率； ②光从 A 点到达 P 点的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）作出光路如图所示，其中一条光线沿直线穿过玻璃，可知 O 点为圆心； 另一条光线沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为 B，入射角设为θ1，折射角设为θ2． 则 得：θ1=30° 因 OP= R，由几何关系知 BP=R，则折射角为：θ2=60° 由折射定律得玻璃的折射率为： 31．（四川省彭州中学 2018 届高三 9 月月考理综） 如图所示，宽为 a 的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面，入射角为 60°，光束中 包含两种波长的光，玻璃砖对这两种光的折射率分别为 n1＝ ，n2＝ ，光束从玻璃下表面 出射时恰好分成不重叠的两束，已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： （i）两种光在上表面的折射角和入射光在上表面的宽度； （ii）玻璃砖的厚度 d 为多少？ 【答案】  8 9 4 3 11 a 32．（江苏省南京市 2018 届高三 9 月学情调研测试） 图示装置可用来测定水的折射率．当圆柱形容器内未装水时，从 A 点沿 AB 方向能看到对 边上的点 E；当容器内装满水时，仍沿 AB 方向看去，恰好看到底面直径 CD 上的点 D．测得容 器直径 CD=12cm，高 BC=16cm，DE=7cm．已知光在真空中的传播速度为 c=3.0×108m/s，求： ①水的折射率 n； ②光在水中的传播速度 v． 【答案】①4/3 ②2.25×108m/s 【解析】①做出光路图，设入射角为 i、折射角为 r,则： ，则 sini=0.8； ，则 sinr=0.6 折射率： ②由 可得光在水中的速度： 33．（吉林省长春市普通高中 2018 届高三质量监测（一）） 如图所示，△ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角∠BAC=30°，AB 边的长度为 l，P 为垂 直于直线 BCD 的光屏。一宽度也为 l 的平行单色光束垂直射向 AB 面，在屏上形成一条宽度等 于 2 3 l 的光带，求棱镜的折射率。 【答案】 3 平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如图所示。 图中θ1、θ2 为光在 AC 面上的入射角和折射角，根据折射定律，有 2 1 sin sinn   设出射光线与水平方向成α角，则： 2 1    34．（广东省广州市荔湾区 2018 届高三综合测试（一）） 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧 CD 为半径为 R 的四分 之一的圆周，圆心为 O，光线从 AB 面上的某点入射，入射角θ1＝45°，它进入棱镜后恰好 以临界角射在 BC 面上的 O 点． ①画出光线由 AB 面进入棱镜且从 CD 弧面射出的光路图； ②求该棱镜的折射率 n． 【答案】（1） （2） 【解析】试题分析：根据题目要求作出光路图，注意光线沿半径方向射出，在圆弧面上 的入射角为 0°，将径向射出．运用几何关系，根据折射定律，结合 ，求出棱镜的折 射率。 ①光路图如图所示． ②光线在 BC 面上恰好发生全反射，入射角等于临界角 C 35．（湖北省武汉市部分学校 2018 届高三 9 月起点调研考试） 如图，水平桌面上有一水槽，槽中放置着平面镜 W，镜面与水平面之间的夹角为θ。一束 白光从 O 点射向水面，先经水而折射，再经平面镜反射，又经水面折射回到空气中，最后在 水槽左上方的竖直屏 N 上形成彩色光带。若逐渐增大θ角，各种色光陆续消失，假定所有光 线均在同一竖直平面。 (i)________色光最先从屏上消失； (ii)若入射光线与水面成 300 角，镜面与水平面之间的夹角θ=450，屏上的彩色光带恰好 全部消失。求最后消失的色光对水的折射率______。（结果可以用根式表示） 【答案】 紫 7 2 【解析】(i) 逐渐增大θ角，反射光线逆时针转动，反射光线射到水面的入射角增大， 由于紫光的临界角最小，所以紫光的入射角首先达到临界角，发生全反射，故从屏幕上最先 消失的是紫色光． ( ii)最后消失的是红光，红光传播的光路如图。 点睛：本题涉及到折射和反射两种光学现象，根据折射定律和反射定律进行分析，根据 七种色光折射率的大小，确定折射角大小．对于平面镜，要充分利用对称性分析光路． 36．（江西省赣州市第三中学 2018 届高三第一次月考） 如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，腰长为 a，∠A＝90°。一束细光线沿此 截面所在平面且平行于 BC 边的方向射到 AB 边上的中点，光进入棱镜后直接射到 AC 边上，并 刚好能发生全反射。试求： (1)该棱镜材料的折射率 n。 (2)光从 AB 边到 AC 边的传播时间 t(已知真空中的光速为 c)。 【答案】(1) 6 2n  (2) 3 2 4 at c  【解析】作出在 AC 面恰好发生全反射时的光路图，结合折射定律并抓住 AB 面的折射角 与 AC 面入射角之和为 90°求解该棱镜材料的折射率；由几何关系求出光子 AB 与 AC 之间传播 的距离，然后结合 cn v  求出光在介质中的速度，最后由 x=vt 即可求出时间． (1)设光从 AB 边射入时折射角为α，射到 AC 面上 N 点时入射角为  ，光路如图： 根据折射定律： sin45 sinn   得： sin45sin n   ① 光在 AC 边上恰好发生全反射： 1sin n   ② 又由几何关系：α+β=90° 则 sin2α+sin2β=1 ③ 将①②代入③解得： 6 2n  37．（陕西省西安市第一中学 2018 届高三上学期第一次考试） 玻璃三棱镜 ABC,一光线以 45°的入射角射到侧面 AB 上，光路如图所示，折射光线与 AB 面的夹角为 600。若三棱镜的另一侧面 AC 上折射光线恰好消失。求： （i）玻璃棱镜的临界角； （ii）玻璃棱镜的顶角∠A 【答案】（i）45° （ii） 75° 【解析】（i）光路图如图所示，折射光线与 AB 面的夹角为 （ii）由几何关系可知 ，故 。 38．（山东省淄博第一中学 2017 高三第三次模拟考试理综） 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉 固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面 aa'和 bb'。O 为直线 AO 与 aa' 的交点。在直线 OA 上竖直地插上 Pl、P2 两枚大头针。下面关于该实验的说法正确的是（______） A．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P2 和 Pl 的像 B．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3、P2 和 Pl 的像 C．为了减小作图误差，P3 和 P4 的距离应适当大些 D．为减小测量误差，Pl、P2 的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 E．若将该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，仍可用此方法测玻璃的折射率 【答案】ABCE 【解析】插上大头针 P3，使 P3 挡住 P2 和 Pl 的像，选项 A 正确；插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3、P2 和 Pl 的像，选项 B 正确；折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间 的距离太小，引起的角度会较大，故 P1、P2 及 P3、P4 之间的距离适当大些，可以提高准确度．故 C 正确．入射角θ即 P1 和 P2 的连线与法线的夹角尽量大些，即 P1、P2 的连线与玻璃砖界面的夹 角适当小些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小．故 D 错误．若将 该玻璃砖换为半圆形玻璃砖，则用“插针法”仍可测玻璃的折射率，选项 E 正确；故选 ABCE. 39．（浙江省名校协作体 2018 届高三上学期考试） 小李同学利用激光笔和角度圆盘测量半圆形玻璃砖的折射率，如图 2 所示是他采用手机 拍摄的某次实验现象图，红色是三条光线，固定好激光笔，然后将圆盘和玻璃砖一起顺时针 绕圆心缓慢转动了 50 角，发现光线____恰好消失了（选填①，②或③），那么这次他所测得半 圆形玻璃砖的折射率 n= _____. 【答案】 ③ 2n 