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专题15 光、电磁波、相对论一、选择题1.【福建省三明市2016届普通高中毕业班5月质量检查理科综合】）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.偏振光可以是横波，也可以是纵波B.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C.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D.X射线在磁场中能偏转穿透能力强，可用来进行人体透视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】BCE【解析】考点：考查了光的偏振，干涉，多普勒效应【名师点睛】导纤维传播信号是利用光的全反射原理；光的偏振说明光的横波，反射光都是横波；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象；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2.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60，两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质，经OA面折射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B，以下说法正确的是（ ）A该介质对a光的折射率为2/3Ba光的折射光线不能在AB面发生全反射C在同一介质中，a光的光速大于b光的光速D用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距【答案】B【解析】考点：考查了光的折射，全反射，双缝干涉现象【名师点睛】根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式求解折射率由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小3.【河南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角AOB=60，两束平行于角平分线OM的单色光a和b由OA面射入介质，经OA面折射的光线都相交于M点，其中a光的折射光线恰好平行于0B，以下说法正确的是（ ）BA该介质对a光的折射率为2/3Ba光的折射光线不能在AB面发生全反射C在同一介质中，a光的光速大于b光的光速D用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距【答案】B【解析】试题分析：由几何知识可知，入射角，折射角,根据折射定律得,故A错误；由几何知识求出光线在M点的入射角,临界角的正弦为，即有,故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射,故B正确；由图可知，a光的折射率要大于b光，由可知，a光的光速小于b光的光速,故C错误；因a光的折射率大，故a光的波长小于b光，由可知，用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距；故D错误；考点：考查了光的折射，全反射，双缝干涉现象【名师点睛】根据题意作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，即可由折射定律公式求解折射率由几何知识求出光线在M点的入射角，与临界角比较，分析能否发生全反射再根据光速及波长和频率的关系可明确两光的光速大小，由干涉条纹间距公式可明确间距的大小4.【江苏省扬州市2015-2016学年度高三第四次模拟测试】下列说法中正确的是 A变化的电场一定能够在其周围空间产生变化的磁场从而形成电磁波B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C相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理【答案】C【解析】考点：考查了电磁波的产生、多普勒效应、相对论以及光的干涉【名师点睛】周期性变化的电场一定能够在其周围空间产生周期性变化的磁场；根据多普勒效应分析波的频率的变化；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关；泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理5.【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（3分）以下说法正确的是 A光的偏振现象说明光是一种横波B雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象C相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率【答案】A【解析】考点：光的偏振；光的干涉；相对论；光导纤维6.【江西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（4分）如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b摆的振动周期 (选填“大于”、“等于”或“小于”)d摆的周期。图乙是a摆的振动图象，重力加速度为g，则a的摆长为 。abcd甲xt02t03t0t乙O【答案】等于；【解析】试题分析：a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c、d三个摆施加周期性的驱动力，使b、c、d三摆做受迫振动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆的周期相同据乙图可知：T=2t0，再据可知，a的摆长考点：单摆7.【重庆市巴蜀中学2017届高三上学期开学考试理科综合物理试题】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 .（填正确答案标号）A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B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D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关【答案】ACD【解析】考点：考查光的波粒二象性【名师点睛】本题考查了光的波粒二象性，有时波动性明显，有时粒子性明显明确各种物理现象的实质和原理才能顺利解决此类题目8.【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】如图所示，MM是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，那么根据该光路图做出下列判断中正确的是() A该介质的折射率为 B光在介质中的传播速度c(c真空中光速)C光线从介质射向空气时有可能发生全反射 D光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45【答案】BCD【解析】试题分析：由图知，入射角 i=60，折射角r=45，则折射率为，故A错误光在介质中的传播速度，故B正确光线从介质射向空气时，只要入射角大于等于临界角就能发生全反射，故C正确设光线由介质射向空气时全反射的临界角为C，则，则得：C45，故D正确；故选BCD.考点：光的折射定律9【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图9中四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是（ ）abcdAa、c Bb、c Ca、d Db、d【答案】D【解析】试题分析：单缝衍射的条纹是不等间距，中央亮纹又宽又亮，故选D. 考点：单缝衍射10. 【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟, 以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就,高锟被誉为“光纤之父”.光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务.目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络,下列说法正确的是( )A.光导纤维传递光信号是利用光的干涉原理 B.光纤通信利用光作为载体来传递信号C.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝 D.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理【答案】BC【解析】考点：光导纤维11【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b。已知a光的频率小于b光的频率。下列哪个光路图可能是正确的？（ ）【答案】B【解析】试题分析：因a光的频率小于b光的频率，则a光的折射率小于b光的折射率，射入玻璃后a光的折射角较大；两种光从玻璃中岀射时应该平行射出，故选B. 考点：光的折射12【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】图示为一直角棱镜的横截面，。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考试原入射光在bc面上的反射光，则有光线（ ）bcaoA从ab面射出 B从ac面射出C从bc面射出，且与bc面斜交 D从bc面射出，且与bc面垂直【答案】BD【解析】考点：光的折射13.市昌平区2016届高三第二次（5月）统一练习理科综合】一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，如图1所示。下列说法中正确的是A介质的折射率等于 B介质的折射率等于1.5C介质的折射率等于 D增大入射角，可能发生全反射现象【答案】A【解析】考点：折射定律二、非选择题1.湖北省孝感高级中学2017届高三9月调考】有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S就在其对称轴上，如图所示从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大？【答案】【解析】试题分析：如图所示，根据折射定律，有：根据反射定律，有：，考点：光的折射定律【名师点睛】处理几何光学相关的问题，关键是作出光路图，一定要用直尺准确作图，然后根据几何图形的特点求角或者线段的长度。2.建省泉州市2016届高三第二次（5月）质量检查】(6分)如图，由a、b两种单色光组成的平行复色光，从空气中垂直射向玻璃半球的左侧平面上，在玻璃半球的右侧球面上会出现一个单色环形光带，已知玻璃半球的半径为R，a光在玻璃中的折射率为，a的频率小于b的频率，由此可知，环形光带是 (选填“a”或“b”)色光，环形光带的外边缘半径为 。【答案】a， 【解析】试题分析：a的频率小于b的频率，则玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，由临界角公式知，a光的临界角大于b光的临界角环形光带外侧边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，则知环形光带是a光环形光带的外边缘半径考点：全反射【名师点睛】本题关键要掌握全反射的条件和临界角公式对于临界角，当光线从光密介质射入光疏介质恰好发生全反射时，入射角等于临界角3.苏省扬州市2015-2016学年度高三第四次模拟测试】如图所示，ABCD为一棱镜的横截面，AB90，C60，CD面为镀银的反射面，BC边长为L，一束单色光垂直AB面射入棱镜，从BC面中点P射出后垂直射到与水平方向成30的光屏MN上，光在真空中速度为c，求：（1）棱镜材料的折射率；（2）光束在棱镜中传播的时间【答案】（1）（2）【解析】考点：考查了光的折射，传播【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题4.西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】如图所示，一根长直棒AB竖直地插入水平池底，水深a=0.8m，棒露出水面部分的长度b=0.6m，太阳光斜射到水面上，与水面夹角=37，已知水的折射率n=，sin37=0.6，cos37=0.8求：太阳光射入水中的折射角；棒在池底的影长l【答案】37 1.4m【解析】考点：光的折射定律5【江西省赣州市厚德外国语学校2017届高三上学期第一次月考物理试题】如图所示，一束截面为圆形半径为R的平行单色光，垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区，已知玻璃半球的半径为R，屏幕S到球心的距离为d（d3R），不考虑光的干涉和衍射，玻璃对该光的折射率为n，求屏幕上被照亮区域的半径。【答案】【解析】试题分析：设光恰好要发生全反射时的临界光线照射到屏幕S上的E点到亮区中心O点的距离r就是所求最大半径，如图所示设临界角为C，有又OE=（d-OF）cotC解得考点：全反射6.西省宜川市宜春中学、樟树中学、高安中学等五校2017届高三7月联考物理试卷】（8分）如图所示，直角棱镜ABC置于空气中，A=30，AB边长为2a。一束单色光从D点垂直于BC边射入棱镜，在AC边上的E点恰好发生一次全反射后，从AB边中点F处射出。已知真空中光速为c。求：棱镜的折射率n；单色光通过棱镜的时间t。 ABC30FED【答案】 【解析】试题分析：在E点恰好发生全反射，临界角C= 则此玻璃的折射率传播的速度 光线在玻璃砖中传播的距离 所用时间 考点：光的折射定律；全反射7.南省洛阳市第一高级中学2017届高三上学期第一次月考】）一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜不考虑棱镜内部的反射若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧（如图），且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角可在什么范围内取值？【答案】【解析】考点：考查了光的折射，全反射【名师点睛】作出光路图，根据光的折射定律结合光在另一侧面上折射时不能发生全反射，通过几何关系求出顶角的范围
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