2017屆高考物理第二輪提升突破復(fù)習(xí)題20

第12講光電磁波專題提升訓(xùn)練一、選擇題(每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。)1．(2014·福建卷，13)如圖，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是() 解析光從空氣進(jìn)入玻璃在分界面上會(huì)發(fā)生折射，且折射角小于入射角，故B、D錯(cuò)誤；光從玻璃進(jìn)入空氣折射角應(yīng)大于入射角，所以C錯(cuò)誤；若滿足入射角大于臨界角的情況，則會(huì)發(fā)生全反射，故A正確。 答案A2．下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是() A．雨后天空出現(xiàn)彩虹 B．通過(guò)一個(gè)狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋 C．海市蜃樓現(xiàn)象 D．日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋 解析彩虹是光的色散現(xiàn)象，海市蜃樓是光的折射、全反射現(xiàn)象，肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象，A、C、D錯(cuò)誤；通過(guò)狹縫觀察日光燈看到彩色條紋是單縫衍射現(xiàn)象，B正確。 答案B3．(2015·安徽理綜，18)如圖1所示，一束單色光從空氣入射到棱鏡的AB面上，經(jīng)AB和AC兩個(gè)面折射后從AC面進(jìn)入空氣。當(dāng)出射角i′和入射角i相等時(shí)，出射光線相對(duì)于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ。已知棱鏡頂角為α，則計(jì)算棱鏡對(duì)該色光的折射率表達(dá)式為()圖1 A.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2)) B.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(θ,2)) C.eq\f(sinθ,sin（θ－\f(α,2)）) D.eq\f(sinα,sin（α－\f(θ,2)）) 解析如圖所示，設(shè)AB面上的折射角為γ，AC面上的入射角為γ′，由于i′＝γ，又設(shè)兩法線的夾角為β，則由幾何關(guān)系得：γ＋γ′＋β＝180°，又由α＋β＝180°，則解得：γ＝eq\f(α,2)，又由幾何關(guān)系得：γ＋γ′＋θ＝i＋i′，解得i＝eq\f(α＋θ,2)則棱鏡對(duì)光的折射率n＝eq\f(sini,sinγ)＝eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2))，故A正確。 答案A4.如圖2所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角∠AOB＝60°，一束平行于角平分線OM的單色光由OA射入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰好平行于OB，以下對(duì)介質(zhì)的折射率值及折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線能不能發(fā)生全反射的說(shuō)法正確的是()圖2 A.eq\r(3)，不能發(fā)生全反射 B.eq\r(3)，能發(fā)生全反射C.eq\f(2\r(3),3)，不能發(fā)生全反射 D.eq\f(2\r(3),3)，能發(fā)生全反射 解析畫(huà)出光路圖，并根據(jù)幾何關(guān)系標(biāo)出角度，如圖所示，由圖可知，介質(zhì)的折射率n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)；因?yàn)閟in30°＝eq\f(1,2)<eq\f(\r(3),3)＝eq\f(1,n)＝sinC，所以折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線不能發(fā)生全反射，選項(xiàng)A正確。 答案A5.(2015·四川攀枝花高三二模)如圖3所示，a、b為兩束不同頻率的單色光，以45°的入射角射到玻璃磚的上表面，直線OO′與玻璃磚垂直且與其上表面交于N點(diǎn)，入射點(diǎn)A、B到N點(diǎn)的距離相等，經(jīng)玻璃磚上表面折射后兩束光相交于圖中的P點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()圖3 A．在真空中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度 B．在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度 C．同時(shí)增大入射角(入射角始終小于90°)，則a光在下表面先發(fā)生全反射 D．對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬 解析各種光在真空中的光速相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題圖，入射角相同，a光的折射角較大，所以a光的折射率較小，由光在介質(zhì)中的光速v＝eq\f(c,n)得，a光在介質(zhì)中的光速較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)臨界角公式C＝arcsineq\f(1,n)可知，a光的折射率較小，臨界角較大，b光在下表面先發(fā)生全反射，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a光的折射率較小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)公式Δx＝eq\f(l,d)λ可知，對(duì)同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋比b光的干涉條紋寬，選項(xiàng)D正確。 答案D6．[2015·重慶理綜，11(1)]在透明均勻介質(zhì)內(nèi)有一球狀空氣泡，一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束從介質(zhì)射入氣泡，A為入射點(diǎn)，之后a、b光分別從C、D點(diǎn)射向介質(zhì)，如圖4所示。已知A點(diǎn)的入射角為30°，介質(zhì)對(duì)a光的折射率na＝eq\r(2)。下列判斷正確的是()圖4 A．a(chǎn)光射出空氣泡后相對(duì)于射入空氣泡前的偏向角為30° B．在該介質(zhì)中，光傳播速度va>vb C．光從該介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射時(shí)，臨界角Ca>Cb D．a(chǎn)、b光分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置時(shí)，屏上相鄰兩干涉條紋的間距xa>xb解析光線在A點(diǎn)的入射角為i，折射角分別為ra、rb。 由折射定律eq\f(1,n)＝eq\f(sini,sinr)得：sinra＝nasini＝eq\r(2)sin30°＝eq\f(\r(2),2)，得ra＝45°，根據(jù)光路可逆性和幾何知識(shí)可知，a光線從C點(diǎn)射出時(shí)，入射角和折射角分別等于A點(diǎn)的折射角和入射角，則偏向角為θ＝2(ra－i)＝2×(45°－30°)＝30°，故A正確；在A點(diǎn)，a光的偏折角大于b光的偏折角，所以a光的折射率大于b光的折射率，即na>nb.由v＝eq\f(c,n)得知，在該介質(zhì)中，a色光的傳播速度比b色光的傳播速度小，即va＜vb，故B錯(cuò)誤；由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)知：a色光的臨界角比b色光的臨界角小，即Ca＜Cb，故C錯(cuò)誤；由na>nb知，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，雙縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，可知a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋的間距，即xa＜xb。故D錯(cuò)誤。 答案A7．(2015·東北三校二模，34(1))下列說(shuō)法正確的是() A．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體將比物體所處的實(shí)際位置高 B．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，光纖內(nèi)芯的折射率比外殼的大 C．水中的氣泡，看起來(lái)特別明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射向水中時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生全反射的緣故 D．光在某種介質(zhì)中的傳播速度為1.732×108 解析由光的折射可知看到的高度h′與實(shí)際高度h有h′＝nh的關(guān)系，A正確；光纖通信利用的是光的全反射，所以內(nèi)芯為光密介質(zhì)，所以B正確；水中空氣泡看起來(lái)特別明亮是因?yàn)楣鈴乃猩湎驓馀輹r(shí)一部分光發(fā)生了全反射的緣故，C錯(cuò)誤；由n＝eq\f(c,v)得n＝eq\r(3)，n＝eq\f(sini,sinr)，由題意知r＝90°－i，所以i＝60°，故D錯(cuò)誤。 答案AB8．(2015·四川自貢五校聯(lián)考)固定的半圓形玻璃磚的橫截面如圖5所示，O點(diǎn)為圓心，OO′為直徑MN的垂線。足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN。由A、B兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射向O點(diǎn)，入射光線與OO′夾角θ較小時(shí)，光屏NQ區(qū)域出現(xiàn)兩個(gè)光斑，逐漸增大θ角，當(dāng)θ＝α?xí)r，光屏NQ區(qū)域A光的光斑消失，繼續(xù)增大θ角，當(dāng)θ＝β時(shí)，光屏NQ區(qū)域B光的光斑消失，則()圖5 A．玻璃磚對(duì)A光的折射率比對(duì)B光的大 B．A光在玻璃磚中傳播速度比B光的大 C．α＜θ＜β時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑 D．β＜θ＜eq\f(π,2)時(shí)，光屏上只有1個(gè)光斑 解析因A光先消失，說(shuō)明A光先發(fā)生全反射，所以玻璃對(duì)A光的折射率大于B光，A項(xiàng)正確；由v＝eq\f(c,n)可知折射率越大則速度v越小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)α<θ<β時(shí)，A光發(fā)生全反射，只有反射光斑與B光的折射光斑，共2個(gè)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)β<θ<eq\f(π,2)時(shí)，A、B光均發(fā)生全反射，光屏上只剩下1個(gè)反射光斑，D項(xiàng)正確。 答案AD9.[2015·長(zhǎng)安一中檢測(cè)，33(1)]△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見(jiàn)單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN，在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖6所示。由此可知()圖6 A．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的小 B．棱鏡內(nèi)a光的傳播速度比b光的大 C．a(chǎn)光的頻率比b光的高 D．a(chǎn)光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng) 解析a、b兩束光射在OM、ON上的入射角相等，而a光沒(méi)有發(fā)生全反射，b光發(fā)生全反射，說(shuō)明a光的折射率小于b光的折射率，則知na<nb，fa<fb，C錯(cuò)誤；棱鏡內(nèi)光的傳播速度v＝eq\f(c,n)，得va>vb，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；由c＝λf，知λa>λb，D選項(xiàng)正確。 答案BD10．下列說(shuō)法正確的是() A．根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) B．發(fā)射電磁波的兩個(gè)重要條件是采用高頻和開(kāi)放性LC電路 C．用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象 D．當(dāng)物體以較小的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)，而不適用于高速運(yùn)動(dòng) 解析在均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，在均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，A錯(cuò)誤；發(fā)射電磁波時(shí)必須采用高能量且要有盡可能大的空間傳播電磁波，所以B項(xiàng)正確；用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的薄膜干涉原理，C錯(cuò)誤；由狹義相對(duì)論的質(zhì)增原理m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2)))可知m與v有關(guān)系，D正確。 答案BD二、非選擇題11．(2015·四川雅安高三期末)用圓弧狀玻璃磚做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出大頭針的位置和圓弧狀玻璃磚的輪廓如圖7所示(O為兩圓弧圓心；圖中已畫(huà)出經(jīng)P1、P2點(diǎn)的入射光線)。圖7 (1)在圖上補(bǔ)畫(huà)出所需的光路圖。 (2)為了測(cè)出玻璃磚的折射率，需要測(cè)量入射角i和折射角r，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出這兩個(gè)角。 (3)用所測(cè)物理量計(jì)算折射率的公式是n＝________。 (4)為了保證在弧面CD得到出射光線，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)盡量________。(選填“小一些”“無(wú)所謂”或“大一些”)解析(1)、(2)如圖所示。 (3)確定出入射角和折射角，根據(jù)公式n＝eq\f(sini,sinr)。 (4)為了保證在弧面CD得到出射光線，避免在CD面上發(fā)生全反射，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線在弧面AB的入射角應(yīng)盡量小一些。 答案(1)、(2)見(jiàn)解析(3)eq\f(sini,sinr)(4)小一些12．(2015·四川廣安高三三診)利用雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距d＝0.4mm，雙縫到光屏的距離l＝0.5m，用某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖8所示，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)也如圖中所示，則：圖8 (1)分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺讀數(shù)分別為xA＝________mm，xB＝________mm，相鄰兩條紋間距Δx＝________mm； (2)波長(zhǎng)的表達(dá)式λ＝________(Δx、l、d表示)，該單色光的波長(zhǎng)λ＝________mm； (3)若改用頻率較高的單色光照射，得到的干涉條紋間距將________(填“變大”、“不變”或“變小”)。 解析(1)xA＝11mm＋1×0.1mm＝11.1mm xB＝15mm＋6×0.1mm＝15.6mm Δx＝eq\f(xB－xA,6)＝eq\f(15.6－11.1,6)mm＝0.75mm (2)由Δx＝eq\f(l,d)λ得λ＝eq\f(d,l)Δx 代入數(shù)據(jù)，得λ＝eq\f(0.4×10－3,0.5)×0.75×10－3m＝6.0×10－7m (3)由v＝λf知頻率高的單色光波長(zhǎng)小，所以根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ判斷出干涉條紋間距將變小。 答案(1)11.115.60.75(2)eq\f(d,l)Δx6