N 光学 电磁波 相对论

N 单元单元 光学光学 电磁波电磁波 相对论相对论 N1 光的传播 34 2011 课标全国卷 N1 2 一半圆柱形透明物体横截面如图 1 16 所示 底面 AOB 镀银 图中粗线 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 MOA 60 NOB 30 求 光线在 M 点的折射角 透明物体的折射率 图 1 16 解析 如图所示 透明物体内部的光路为折线 MPN Q M 两点相对于底面 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 根据题意有 30 由几何关系得 PNO PQO r 于是 r 60 且 r 由 式得 r 15 根据折射率公式有 sini nsinr i 30 由 式得 n 6 2 2 15 N1 N3 2011 四川卷 下列说法正确的是 A 甲乙在同一明亮空间 甲从平面镜中看见乙的眼睛时 乙一定能从镜中看见甲的眼 睛 B 我们能从某位置通过固定的任意透明介质看见另一侧的所有景物 C 可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度 D 在介质中光总是沿直线传播 解析 A 根据光路传播的可逆性 甲从平面镜中看到乙的眼睛 乙也一定能从镜中 看到甲的眼睛 A 正确 光线通过透明介质要发生反射和折射 反射光线和折射光线都存在 于一定的空间范围 从某位置通过固定的透明介质并不能看见另一侧的所有景物 B 错误 在真空中 可见光的传播速度与电磁波的传播速度均相同 都等于 c 3 108m s C 错误 在同一种均匀介质中光才是沿直线传播的 D 错误 图 1 2 16 N1 2011 全国卷 雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹 设水滴是球形的 图中的圆代表水滴过球心的截面 入射光线在过此截面的平面内 a b c d 代表四条不 同颜色的出射光线 则它们可能依次是 A 紫光 黄光 蓝光和红光 B 紫光 蓝光 黄光和红光 C 红光 蓝光 黄光和紫光 D 红光 黄光 蓝光和紫光 解析 B 由太阳光第一次进入水珠时的色散即可作出判断 把水珠看作三棱镜 向 下偏折程度最大的光线一定是紫光 偏折程度最小的是红光 从图上可看出 a 是紫光 d 是红光 则 b 是蓝光 c 是黄光 所以正确答案是 B 12 2011 江苏物理卷 选做题 本题包括 A B C 三小题 请选定其中两题 并在 相应的答题区域内作答 若三题都做 则按 A B 两题评分 B 选修模块 3 4 12 分 2 N1 2011 江苏物理卷 一束光从空气射向折射率为的某种介质 若反射光线与折射 3 光线垂直 则入射角为 真空中的光速为 c 则光在该介质中的传播速度为 2 N1 2011 江苏物理卷 答案 60 c 3 3 解析 设入射角 折射角分别为 1 2 则 1 2 90 由 n 可得 sin 1 sin 2 tan 1 即入射角为 60 由 n 所以 v c 3 c v c n 3 3 N2 光的波动性 18 N2 2011 重庆卷 在一次讨论中 老师问道 假如水中相同深度处有 a b c 三 种不同颜色的单色点光源 有人在水面上方同等条件下观测发现 b 在水下的像最深 c 照 亮水面的面积比 a 的大 关于这三种光在水中的性质 同学们能做出什么判断 有同学回 答如下 c 光的频率最大 a 光的传播速度最小 b 光的折射率最大 a 光的波长比 b 光的短 根据老师的假定 以上回答正确的是 A B C D 18 N2 2011 重庆卷 C 解析 b 在水下的像最深 b 光偏折得最小 b 的折射率最 小 c 光照亮水面的面积比 a 的大 c 的临界角比 a 的大 由 sinC 知 c 光的折射率比 a 1 n 小 即 a 光的折射率最大 故 a 光的频率最大 因 n 故在水中 a 光中传播速度最小 c v 又 c f 知 a 光的波长最短 综上可知 C 正确 N3 电磁场 电磁波 15 N1 N3 2011 四川卷 下列说法正确的是 A 甲乙在同一明亮空间 甲从平面镜中看见乙的眼睛时 乙一定能从镜中看见甲的眼 睛 B 我们能从某位置通过固定的任意透明介质看见另一侧的所有景物 C 可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度 D 在介质中光总是沿直线传播 解析 A 根据光路传播的可逆性 甲从平面镜中看到乙的眼睛 乙也一定能从镜中 看到甲的眼睛 A 正确 光线通过透明介质要发生反射和折射 反射光线和折射光线都存在 于一定的空间范围 从某位置通过固定的透明介质并不能看见另一侧的所有景物 B 错误 在真空中 可见光的传播速度与电磁波的传播速度均相同 都等于 c 3 108m s C 错误 在同一种均匀介质中光才是沿直线传播的 D 错误 6 N3 2011 天津卷 甲 乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样 设相邻两个亮条纹的中心距离为 x 若 x甲 x乙 则下列说法正确的是 A 甲光能发生偏振现象 乙光则不能发生 B 真空中甲光的波长一定大于乙光的波长 C 甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 D 在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光 6 2011 天津卷 BD 解析 只要是横波就都能发生偏振 偏振与光的频率无关 A 错 由 x 和 x甲 x乙可得 甲 乙 所以 甲 乙 n甲 n乙 B 对 光子能量 l d E h 显然 E甲 E乙 C 错 折射率 n 故 v甲 v乙 D 对 c v 9 N3 2011 天津卷 3 某同学用大头针 三角板 量角器等器材测量半圆形玻璃砖的折 射率 开始玻璃砖的位置如图中实线所示 使大头针 P1 P2 与圆心 O 在同一直线上 该直 线垂直于玻璃砖的直径边 然后使玻璃砖绕圆心 O 缓慢转动 同时在玻璃砖的直径边一侧 观察 P1 P2 的像 且 P2的像挡住 P1的像 如此观察 当玻璃砖转到图中虚线位置时 上 述现象恰好消失 此时只需测量出 即可计算出玻璃砖的折射率 请用你 的测量量表示出折射率 n 图 6 9 3 2011 天津卷 答案 玻璃砖沿 O 点转过的角度 1 sin 解析 看不到 P1 P2两根针 说明沿 P1P2的光线发生了全反射 如图所示 入射 角 i C 由 sinC 得 n 1 n 1 sinC 1 sin N4 相对论 12 2011 江苏物理卷 选做题 本题包括 A B C 三小题 请选定其中两题 并在 相应的答题区域内作答 若三题都做 则按 A B 两题评分 B 选修模块 3 4 12 分 1 N4 2011 江苏物理卷 如图所示 沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔 A B 和 C 假 想有一列车沿 AC 方向以接近光速行驶 当铁塔 B 发出一个闪光 列车上的观测者测定 A C 两铁塔被照亮的顺序是 图 10 A 同时被照亮 B A 先被照亮 C C 先被照亮 D 无法判断 1 N4 2011 江苏物理卷 答案 C 解析 火车上的观察者以火车为参考系 那么灯塔 A B C 均沿向 CA 方向运 动 B 发出的光向 A C 传播的过程中 A 是远离光线运动 C 是向着光线运动 所以在火 车上的观察者看来 光线是先传播到 C 的 即 C 先被照亮 C 正确 N5 实验 测玻璃砖的折射率 N6 实验 用双缝干涉实验测量光的波长 14 N6 2011 北京卷 如图所示的双缝干涉实验 用绿光照射单缝 S 时 在光屏 P 上观 察到干涉条纹 要得到相邻条纹间距更大的干涉图样 可以 A 增大 S1与 S2的间距 B 减小双缝屏到光屏的距离 C 将绿光换为红光 D 将绿光换为紫光 14 N6 2011 北京卷 C 解析 由 x 可知 要得到相邻条纹间距更大的干涉 l d 图样 可以增大双缝与屏之间的距离 l 减小双缝的距离 d 或换用波长比绿光长的光 增大 S1和 S2的距离 即增大了双缝的距离 d A 项错误 减小双缝屏与光屏之间的距离 即 l 变 小 B 项错误 红光的波长比绿光长 紫光的波长比绿光短 C 项正确 D 项错误 N7 光学综合 15 N7 2011 安徽卷 实验表明 可见光通过三棱镜时各色光的折射率 n 随波长 的变 化符合科西经验公式 n A 其中 A B C 是正的常量 太阳光进入三棱镜后发 B 2 C 4 生色散的情形如下图 1 7 所示 则 图 1 7 A 屏上 c 处是紫光 B 屏上 d 处是红光 C 屏上 b 处是紫光 D 屏上 a 处是红光 解析 D 由科西经验公式可知 各色光波长 越长 折射率 n 越小 当太阳光进入 三棱镜后发生色散 由光路图可知 a 光折射率最小 d 光折射率最大 故 a 光波长最长 d 光波长最短 因此 a 光是可见光中的红光 d 光是可见光中的紫光 故选项 D 正确 选项 A B C 错误 14 N7 2011 福建卷 如图 1 1 所示 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 图 1 1 璃砖 在 O 点发生反射和折射 折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 在光带未 完全