2015届高考物理二轮分项测试：光、电磁波、相对论.doc

专题15 光、电磁波、相对论（选修3-4）一、单项选择题1.【2013西安铁一中国际合作学校高三上学期期末考试】太阳表面温度约为6000K，主要发出可见光；人体温度约为310K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3K，所发出的辐射称为“3K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段（ ）A无线电波 B紫外线 CX射线 D射线2.【2013西安铁一中国际合作学校高三上学期期末考试】假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子发生碰撞后，电子向某一方向运动，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光子的散射，散射后的光子跟原来相比A光子将从电子处获得能量，因而频率增大B散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上C由于电子受到碰撞，散射光子的频率低于入射光子的频率D散射光子虽改变原来的运动方向，但频率不变.【答案】C【解析】试题分析：由碰撞知识可得：光子与电子碰撞，一部分能量转移给电子，所以光子能量减小，根据可得减小，即光子频率减小所以散射后光子的频率小于入射光子的频率故AD错误，C正确；光子与电子碰撞后偏离原来的运动方向，根据动量守恒知，散射后光子的运动方向与电子的运动方向不在同一条直线上故B错误考点：本题关键抓住动量守恒和能量守恒，以及波速、波长、频率的关系进行分析求解二、多项选择题3.【2014桑植一中高三联考】关于光学镜头增透膜的以下说法中，正确的是 A 增透膜是为了减少光的反射损失，增加透射光的强度； B 增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的1/4； C 增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4； D 因为增透墨的厚度一般适合绿光反射时相互抵消，红光、紫光的反射不能完全抵消，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。三、非选择题4.【2013景德镇高三第二次质检】（9分）如图，厚度为D的玻璃砖与水平实验桌成45角放置。红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面，在桌面上得到两个较亮的光点，测得间的距离为L。求玻璃砖对该红色激光的折射率。【答案】【解析】试题分析：由折射定律有：sin450/sin=n （3分）直角三角形MNR中sin=PN/2MN MN= （3分） 在直角三角形PQN中PN=L 解得n= （3分）考点：折射定律5.【2013临川二中、上高二中高三联考】（9分）如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h=10cm。一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O点。现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O点最远是多少？【答案】右 10cm【解析】试题分析：光屏上的光点将向右移动。（3分） 如图，设玻璃砖转过角时光点离O点最远，记下此时光点位置为A，此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为C由折射定律有sinC=由几何关系知，全反射的临界角C=45光点A到O的距离xAO=h10cm （2分）考点：本题考查光的折射定律。6.【2014新余高三上学期期末质检】图示是一透明的圆柱体的横截面，其半径R20cm，折射率为，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求：光在圆柱体中的传播速度；距离直线AB多远的入射光线，折射后恰经过B点.【答案】；10cm【解析】7.【2013山西沂州一中高三联考】如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，为直角。一细束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M点，M、A间距为l。光进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。试求：（i）该棱镜材料的折射率n=？（ii）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) (2) 【解析】试题分析：设光从AB边射入时，折射角为 ，射到AC面上N点时，入射角为 ，光路图如图所示：根据(1) 根据折射定律 ，光在AC边上恰好全反射：根据几何关系，联立解得：8.【2014山西高三四校联考】一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为的透明材料制成。如图所示，现有一束平行于桌面的光线射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，已知入射光线与桌面的距离为R/2，求出射角。9.【2013西安一中第一学期期末考试题】（5分）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为=30,E、F分别为边AB、BC的中点，则（ ）A.该棱镜的折射率为B.光在F点发生全反射C.光从空气进入棱镜，波长变大D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【答案】A【解析】试题分析：10.【2014西工大附中第一次适应性训练】（9分）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知A60，C90，一束极细的光于AC的中点D垂直AC面入射，ADa，棱镜的折射率为，求：求此玻璃的临界角；光从棱镜第一次射入空气时的折射角；光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(设光在真空中的传播速度为c)。【答案】【解析】试题分析：(1)设玻璃对空气的临界角为C，则，所以.(2)如图所示，因，发生全反射，由折射定律有：，所以. 专题15 光、电磁波、相对论（选修3-4）全国新课标卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。为了给新课标全国卷考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。本资料以全国新课标卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。备注：新课标卷专版所选试题和新课标卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。1.【2013河南河大附中高三11月月考】（5分）如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c下列说法中正确的是( )A从玻璃射向空气，a光的临界角小于b光的临界角B玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率C经同一双缝所得干涉条纹，a光条纹宽度小于b光条纹宽度D在玻璃中，a光的速度等于b光的速度2.【2013河北沧州五校第二次高三联考】由透明体做成的三棱柱，横截面为有一个锐角为300的直角三角形，如图乙所示，AC面镀膜，经透明体射到AC面的光只能反射。现有一束光从AB面的D点垂直AB面射入透明体，经AC面E点反射后从BC面射出透明体，出射光线与BC面成30角。求该透明体的折射率；若光线从BC面的F点垂直BC面射入透明体，经AC面E点反射后从AB面射出透明体，试画出经E点后的光路图，并标明出射光线与AB面所成夹角的角度（不用列式计算）。 2. n= FEDBAC30030030030030012考点： 光的折射，折射率3.【2013河北唐山高三4月二模】（9分）如图所示，截面为直角三角形ABC，B=30，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为，。在此截面所在的平面内，一条光线在距A点为处的M点垂直AC射入棱镜，不考虑光线沿原路返回的情况，光线从玻璃砖的BC边射出。求：光从棱镜射出时的折射角；光从棱镜射出时的射出点距B多远。4.【2014河北唐山一中高三第二次调研】（9分）如图所示为一玻璃砖，MN垂直NP，一束单色光从MN上的一点A进入玻璃砖后，又从NP上一点B进入空气中，已知入射角和出射角，则求玻璃的折射率若已知，0，求的最小值5.【3013河南十所名校高三第三次联考】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。若OB、OC两束单色光在真空中的波长分别为B、C，试比较B、C的大小。求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC。5.（1）BC ；（2）t解析：红光的折射率小，频率小，波长大。进入玻璃后红光偏折得少，故光为红光，故Bv0)，则光电子的最大初动能为_.【2014开封高三第一次模拟】以下说法正确的是A光的偏振现象说明光足一种纵波 B相对论认为空间和叫间与物质的运动状态有关C麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在D在光的双缝十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 E波在介质中传播的频率由波源决定与介质无关3.【2013保定高三上学期调研】 (6分）下列说法中正确的是_(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0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快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.【2014湖北重点中学高三联考】（6分）2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象，关于光电效应，下列说法正确的是：（ ）A当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电效应E发生光电效应的时间非常短，这与入射光的强度无关一、 非选择题：5.【2014湖北重点中学高三联考】（9分）如图所示，折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方，其平面AB到MN的距离为h=10cm。一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O点。现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动，光屏上的光点将向哪个方向移动？光点离O点最远是多少？【答案】光屏上的光点将向右移动 10cm【解析】试题分析：光屏上的光点将向右移动。（3分） 如图，设玻璃砖转过角时光点离O点最远，记此时光点位置为A，此时光线在玻璃砖的平面上恰好发生全反射，临界角为C由折射定律有 sinC=1/n （2分）由几何关系知，全反射的临界角C=45 （2分）光点A到O的距离为10cm （2分）考点：考查了光的折射，光的全反射的综合应用 6.【2013保定高三上学期调研】(9分）某种材料的三棱镜截面如图所示， =900= 60 束垂直于 BC边的直线光束从AB边上的的某点入射，折射光线经过三棱镜BC边反射后，从AC边垂直射出，已知真空中的光速.求：三棱镜的折射率；光在棱镜中传播的速度【答案】（1） （2）【解析】7.【2014开封高三第一次模拟】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（D3R）不考虑光的干涉和衍射，试问： 在屏幕S上形成的网形亮区的最外侧足什么颜色? 若玻璃半球对中色光的折射率为n请你求出圆形亮区的最大半径。【答案】紫光【解析】试题分析：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。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： （2分）所以考点：光的全反射8.【2014黄冈高三上学期期末考试】（9分）有一顶角为直角的玻璃砖，放在空气中，一光束斜射入玻璃砖的一个侧面，如图所示，然后投射到它的另一个侧面。若该玻璃砖全反射临界角为42，问：这束光线能否从另一侧面射出？若光线能从侧面射出，玻璃砖折射率应满足何条件？9.【2014黄梅一中高三适应训练5】某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O做两条互相垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使夜面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。（1）在用此仪器测量液体的折射率时，下列说法正确的是_（填字母代号）(4分)A大头针P3插在M位置时液体的折射率值大于插在N位置时液体的折射率值B大头针P3插在M位置时液体的折射率值小于插在N位置时液体的折射率值C对于任何液体，在KC之间都能观察到大头针P1、P2的像D可能有一种液体，在KC之间观察不到大头针P1、P2的像（2）若AOF=30，OP3与OC的夹角为30，则液体的折射率为 。(4分)10.【2014黄梅一中高三适应训练5】在真空中波长为750nm的单色光，以45的入射角从真空射向折射率为n=的某种玻璃中，已知光在真空中的速度为c3108m/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）230；(2)f=41014 Hz；（3）光在玻璃中的速度为v=m/s【解析】试题分析：（1）由得，解得230 （2）光的频率为Hz41014 Hz （3）光在玻璃中的速度为m/s 考点： 折射定律，波长、频率和波速的关系11.【2013武汉武昌区高三期末调研】（9分）一条圆柱形的光导纤维长为L、折射率为n，光在真空中的传播速度为c，求：光从它的一端端面的圆心射入，经全反射后从另一端射出，所需的最长时间t。【答案】【解析】试题分析：如图，12.【2014武汉新洲区高三期末检测】（9分）如图所示，一等腰直角三棱镜，放在真空中，在棱镜侧面左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60入射角从AB侧面中点射入三棱镜，当它从侧面AC射出时，出射光线与棱镜侧面AC间的夹角为30求此三棱镜的折射率并作出光路图【答案】【解析】试题分析：由折射定律，光线在AB面上折射时有：；（2分）13.【2013新洲一中等三校高三联考】（6分）一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖的圆心O，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法正确的是（ ）A.玻璃砖对a、b的折射率关系为B. a、b在玻璃中的传播速度关系为C. a、b在真空中的波长关系为D.在空气中b的波动性比a的波动性强E.如果入射光是自然光，则a、b为偏振方向互相垂直的偏振光