2022年高考物理二轮复习 考点对接模拟题经典特训 专题十五 光学　电磁波　相对论（含3年模拟题详解）.doc

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1、专题十五光学电磁波相对论模拟试题考点一 光的折射与全反射1.(2013安徽省“江南十校”高三3月联考)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aB.a为红光,b为蓝光,发生全反射的是bC.a为蓝光,b为红光,发生全反射的是aD.a为蓝光,b为红光,发生全反射的是b解析:红光的波长长、频率小、折射率小、临界角大,选项B正确.答案:B2.(2012蚌埠二模)如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折

2、射光在光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失,则该过程中() A.光屏上红光最后消失,反射光的强度逐渐减弱B.光屏上红光最先消失,反射光的强度逐渐增强C.光屏上紫光最后消失,反射光的强度逐渐减弱D.光屏上紫光最先消失,反射光的强度逐渐增强解析:因紫光在玻璃中的折射率最大,由sin C=知,紫光的临界角最小,故随入射角的增大,紫光最先发生全反射,最先消失,反射光的强度逐渐增强,选项D正确.答案:D3.(2012浙江五校联考)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角AOB=60,一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介

3、质,经OA折射的光线恰好平行于OB,以下对介质的折射率及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是() A.,不能发生全反射B.,能发生全反射C.,不能发生全反射D.,能发生全反射解析:画出光路图,并根据几何关系标出角度如图所示,由图可知,介质的折射率n=;因为sin 30=sin C,所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射.故选项A正确.答案:A4.(2013平顶山期末)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱,如图为过轴线的截面图,调整入射角,光线恰好在水和空气的界面上发生全反射,已知水的折射率为,求sin 的值. 解析:当光线在水面恰好发生全反射时有sin C=,光

4、线从左侧射入时,由折射定律有n=,即n=,又sin2C+cos2C=1,联立,代入数据可得sin =.答案:5.(2013济宁市高三一模)如图所示,某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,A=30.一束光线在纸面内垂直AB边射入棱镜,如图所示,发现光线刚好不能从BC面射出,而是最后从AC面射出.求: (1)透明物质的折射率n;(2)光线从AC面射出时的折射角.(结果可以用的三角函数表示)解析:(1)由题意可知,光线从AB垂直射入,恰好在BC面发生全反射,光线最后从AC面射出,光路图如图.设该透明物质的临界角为C,由几何关系可知C=1=2=60,sin C=解得:n=.(2)由几何关系知:=30,由

5、折射定律n=,解得:sin =.答案:(1) (2)sin =考点二 光的波动性6.(2013南通市第一次调研)关于光的偏振现象,下列说法中正确的是()A.偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同B.自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光C.光的偏振现象说明光是一种纵波D.照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用解析:偏振光沿各个方向振动的光波的强度都不相同,选项A错误;自然光在水面反射时,反射光和折射光都是一定程度的偏振光,选项B正确;光的偏振现象说明光是一种横波,选项C错误;照相机镜头表面的镀膜是光的干涉现象的应用,选项D错误.答案:B7.(2013南京盐城一模)以下说法中正

6、确的是()A.水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是光的干涉现象B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,并通过实验加以证实C.两列波在同一空间相遇,相互叠加一定会形成稳定的干涉图样D.运动物体速度可以大于真空中的光速解析:水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是光的干涉现象,选项A正确;麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹通过实验加以证实,选项B错误;频率相同的两列波在同一空间相遇,相互叠加才会形成稳定的干涉图样,选项C错误;真空中的光速是自然界中速度的最大值,运动物体速度不可能大于真空中的光速,选项D错误.答案:A8.(2012宁波市质检)劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图(甲)所示,将一块平

7、板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后,从上往下看到的干涉条纹如图(乙)所示,干涉条纹有如下特点:(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;(2)任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图(甲)装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后,从上往下观察到干涉条纹()A.变疏B.变密C.不变D.消失解析:如图所示,若抽去一张纸片,则三角截面空气层的倾角变小,由于形成明条纹(或暗条纹)的两束光间的路程差恒定,当倾角变小后形成该路程差的水平距离变大,因此干涉条纹变疏,选项A正确.答案:A9.(20

8、12宁夏银川一中月考)激光散斑测速是一种新技术,它应用了光的干涉原理,其中二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,而待测物体的速度v与二次曝光的时间间隔t的乘积则为双缝间距,若双缝到屏的距离为l,在某次测量中测得二次曝光时间间隔为t、相邻亮纹间距为x,所用的激光波长为,请推算出该次测量中物体运动速度的表达式.解析:设双缝间距为d,则双缝干涉条纹间距为x=,又根据题意有d=vt,联立两式,可得v=.答案:v=考点三 测定玻璃的折射率、用双缝干涉测光的波长10.(2012浙江温州中学高三第三次模拟)用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖平

9、面垂直,图中的P1、P2、P3、P4是四个学生实验时插针的结果.在这四个图中可以比较准确地测定折射率的是()解析:选项A、B中,射出玻璃砖的出射光线几乎与射入玻璃砖的入射光线平行,实验误差较大,而选项C、D的出射光线的偏转较明显,测量结果较准确.答案:CD11.(2012上海市嘉定区二模)利用如图(a)所示的装置做双缝干涉实验,在仅改变某一个实验条件而其他条件相同的情况下,得到的干涉图样分别如图(b)中的(甲)、(乙)所示.下列说法中正确的是()A.可能是选用的光源不同,(甲)图对应的光源频率小B.可能是双缝到光屏的距离l不同,(甲)图对应的l较小C.可能是双缝的间距不同,(甲)图对应的间距较

10、大D.可能是光源到双缝的距离不同,(乙)图对应的距离较大解析:根据双缝干涉条纹间距公式x=可知,双缝到光屏的距离l越大,双缝的间距d越小,入射光的波长越长,干涉条纹的间距越大,条纹间距与光源到双缝的距离无关.(甲)图所示干涉图样的条纹间距较大,可能只是入射光的波长较长,即光源频率较小,也可能只是双缝到光屏的距离l不同,(甲)图对应的l较大,还可能只是双缝的间距不同,(甲)图对应的间距较小.综上分析,选项A正确.答案:A考点四 电磁场、电磁波、相对论12.(2013北京市丰台区高三第一学期期末)下列关于电磁波的说法正确的是()A.电磁波是一种纵波B.可见光是电磁波C.电磁波不能产生干涉和衍射现象

11、D.电磁波必须依赖介质传播解析:电磁波是一种横波,它具有波特有的性质,能产生干涉和衍射现象,选项A、C错误;由麦克斯韦光的电磁波可知选项B正确;电磁波可以在真空中传播,选项D错误.答案:B13.(2012西安五校三模)下列说法正确的是()A.根据麦克斯韦的电磁场理论,在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场B.发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路C.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D.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微小,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,因此经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动解析:在均匀变化

12、的电场周围产生恒定的磁场,在均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,选项A错误;发射电磁波时必须采用高能量且要有尽可能大的空间传播电磁波,所以选项B正确;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉原理,选项C错误;由狭义相对论的质速关系m=可知当v接近光速时质量变化才明显,选项D正确.答案:BD14.(2012南京模拟)关于狭义相对论的说法,不正确的是()A.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B.狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c,与光源的运动无关C.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D.狭义相对论任何情况下都适用解析: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A正确;狭义相对论认为在一切惯性参考系中,光在真空中的速度都等于c(光速不变原理),与光源的运动无关,选项B正确;狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,故选项C正确,D错误.答案:D6