专题15光、电磁波、相对论

1、【精选+详解】2012届高三物理名校试题汇编系列一、单项选择题1（北京市丰台区2012届高三上学期期末考试）下列光学现象的说法中正确的是 ( )A用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用 B太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果C在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰D透过平行于日光灯的窄缝正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的色散现象1C 解析：用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，选项A错误；太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散现象，是光的折射的结果，选项B错误；在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可减弱反射光，从而使景象

2、更清晰，选项C正确；透过平行于日光灯的窄缝正常发光的日光灯时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项D错误。本题答案为C。2.（浙江省任岩松中学、龙岗高中、瑞安十中、鳌江中学、泰顺一中等五校2012届高三下期初联考理综试题）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射入介质，经OA折射的光线恰好平行于OB，以下对介质的折射率值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2.A 解析：画出光路图，并根据几何关系标出角度如上图所示，由图象可知，介

3、质的折射n=sin60/sin30=；因为sin30=sinC，所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射。本题答案为A。3（贵州省毕节市第一中学2012届高三第四次摸底考试理综卷）已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则两种光（ ）A.在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B.以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C.从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大D.用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大3.C 解析：已知n蓝n红，又根据公式n=c/v可知，v红v蓝，选项A错误；若入射角为，折射角为，则n=sin/sin，所以sin=sin/n，可见，入射角相同时，

4、折射率小的折射角大，红光折射率较大，选项B错误；因为sinC=1/n，所以折射率小的临界角大，从该玻璃中射入空气发生反射时，红光临界角较大，选项C正确；根据条纹间距公式可知，用同一装置进行双缝干涉实验，的比值不变，条纹间距与波长成正比，红光和蓝光相比，红光的波长较长，所以红光的相邻条纹间距较大，选项D错误。本题答案为C。本题答案为C。4（广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷）一束红、紫两色的混合光，从某种液体射向空气，当研究在界面上发生的折射和反射现象时. 可能发生的情况是下图中的（ ）入射角相同时，紫光的折射角较大，选项A错误；根据临界角公式C=arcsin可知，紫光的折射率较大，临界

5、角较小，紫光更容易发生全反射，而选项B中的红光首先发生了全反射，所以可排除；两种色光在界面处都要发生光的反射，所以选项D也可排除。本题答案为C。5（安徽省六校教育研究会2012届高三上学期测试理综卷）公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积，下列说法正确的是（ ）A红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较小 B红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较小C红灯看起来较浅，红灯照亮的水面面积较大 D红灯看起来较深，红灯照亮的水面面积较大5.D 解析：光从水里射入空气发生折射，入射角相同时，折射率越大，折射角越大，从水面上看光源越前，本题中，红灯发出的红

6、光的折射率最小，看起来越深；设光源的深度为h，光的临界角为C，则光能够照亮的水面面积大小为S=（dtanC）2，可见，临界角越大，照亮的面积越大，各自色光中，红光的折射率最小，临界角最大，所以红灯照亮的水面面积较大。本题答案为D。6（福建省厦门市2012届高三上学期期末质量检查物理试卷）在物理学理论的建立过程中，有许多伟大的科学家做出了巨大的贡献，下列说法正确的是（ ）A伽利略发现了行星运动的规律B牛顿通过实验测出了万有引力常量C库仑用扭秤研究带电体间的相互作用，建立了库仑定律D爱因斯坦的相对论，使人们认识到经典力学不适用于宏观低速运动6.C 解析：开普勒发现了行星运动的规律，总结出开普勒三大

7、定律，选项A错误；卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，选项B错误；经典力学只适用于宏观低速运动，所以选项D错误。本题答案为C。7（山东省滨州市沾化一中2012届高三上学期期末考试理综）平行玻璃砖放在空气中，一束复色光从玻璃板下表面斜向上射出，变成a、b两束单色光，如图所示。对于a、b两Ba光在玻璃中的传播速度较大Ca光发生双缝干涉时，条纹间距较大 D若b光是氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，则a光可能是n=2跃迁到n=1能级辐射出的光7.D 解析：根据光路图可知，b光的折射率较小，发生全反射的临界角较大，选项A错误；a光的折射率较大，根据v=c/n可知，a光在玻璃中的传播速度较小，

8、选项B错误；根据公式，以及a光的折射率较大，波长较小，可知，a光发生双缝干涉时的条纹间距较小，选项C错误；a光的波长较小，频率较大，根据光子能量公式E=h可知，a光的光子能量较大，而氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光子能量小于氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量，所以选项D正确。本题答案为D。8（广西区百所高中2012届高三上学期联考理综卷）如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是（ ）A在真空中，a光的

9、传播速度大于b光的传播速度B在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度C同时增大入射角（入射角始终小于90），则a光在下表面先发生全反射D对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽8.D 解析：各种光在真空中的光速相同，选项A错误；根据题图，入射角相同，a光的折射角较大，所以a光的折射率较小，再根据关系式n=c/v可得，光在介质中的光速v=c/n，可见，a光的折射率较小，其在介质中的光速越大，选项B错误；根据根据临界角公式C=arcsin可知，a光的折射率较小，临界角较大，b光在下表面先发生全反射，选项C错误；a光的折射率较小，波长较长，根据公式可知，对同一双缝干涉装置，a光的干涉条

10、纹比b光的干涉条纹宽，选项D正确。本题答案为D。9.（浙江省2012届高三上学期调研测试卷）为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。已知水的折射率为，为了保证表演成功（在水面上看不到大头针），大头针末端离水面的9.A 解析：只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，如上图红线所示，根据图中几何关系有sinC=，所以h=。本题答案为A。10（浙江省温州市2012届高三上学期期末八校联考）高速公路上的标牌常用“回光返照膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，标志

11、牌上的字特别醒目。这种“回光返照膜”是用球体反射原件制成的如图所示，反光膜内均匀分布着直径10um的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是（ ） ii22A60 B45 C30 D1510.A 解析：设入射角为i，折射角为，作出光路图如上图所示，因为入射光线恰好和入射光线平行，所以i=2，根据折射定律，所以=30，i=2=60。本题答案为A。二、多项选择题11（辽宁省五校协作体2012届高三上学期期末联合考试理综卷）在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是（ ）A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发

12、现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律11.AC 解析：麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培研究磁场对电流的作用规律做出了突出贡献，选项D错误。本题答案为AC。12.（山西省忻州一中等四校2012届高三第二次联考理综卷）下列说法正确的是（ ）A光纤通信的工作原理是全反射的原理，具有容量大、抗干扰性强等优点B自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时，反射光和折射光都

13、是偏振光C经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度D紫外线比红外线更容易发生衍射现象12.ABC 解析：显然，选项AB正确；红光的波长比绿光的波长长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽度大于绿光条纹宽度，选项C正确；衍射现象的明显程度与缝的宽度（或障碍物的尺寸）和光的波长有关，缝越窄（或障碍物的尺寸越小），波长越长，衍射现象越明显，与红外线相比，紫外线的波长更短，更不容易发生衍射现象，选项D错误。本题答案为ABC。13.（江苏省淮安市2012届高三上学期期末调研测试）下列说法中正确的是（ ） A人耳能听见的声波比超声波更易发生衍射 B麦克斯韦预言并

14、用实验证实了电磁波的存在C离开地球的高速火箭里的人认为地球上人的寿命变长了D单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关13.AC 解析：缝越窄（或障碍物的尺寸越小），波长越长，衍射现象越明显，与超声波相比，可听线的频率更小，波长更长（因为波速相同），更容易发生衍射现象，故选项A正确；麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项B错误；选取火箭为参考系，地球在高速风行，所以火箭里的人会感觉地球上的时间变慢了，即认为地球上人的寿命变长了，选项C正确；单摆做受迫振动的频率或周期由驱动力的频率或周期决定，与摆长无关，选项D错误。本题答案为AC。14.（河北省百所高中201

15、2届高三12月联考理综卷）下列有关光现象的解释正确的是（ ）A.光在同一介质中沿直线传播 B.海市蜃楼是全反射的结果 C.任何两束光都可以发生干涉 D.为了司机在夜间安全行驶，汽车前窗玻璃常采用偏振玻璃E.激光测距是应用了激光平行性好的特点15（湖南省宁远一中、舜德学校2012届高三上学期第四次联考）如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带，下面的说法中正确的是（ ）B在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率15.BC

16、 解析：a侧光的偏折大，折射率大，肯定是紫色光，b侧就肯定是红色光，选项A错误，C正确；在真空中，紫色光的波长小于红色光的波长，所以选项B正确；在三棱镜中a侧光的折射率n最大，根据关系式v=c/n，其在三棱镜中的传播速率小于b侧光的传播速率，选项D错误。本题答案为BC。16（浙江省浙南、浙北部分学校2012届高三12月联考）如图所示，将一个折射率为n的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为，则（ ） A若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角的最小值为B若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角的最小值为C若要此光束在AD面上发生全反射，角的范围应满足

17、D若要此光束在AD面上发生全反射，角的范围应满足16.BC 解析：当折射光线刚好射到D点时角最小，如上图中图所示，根据几何关系有，sini=，所以n=，sin=nsini=n，即=，选项A错误，B正确；设入射角为1时，此光束在AD面上刚好发生全反射，如上图右图所示，sinC=1/n，sini1=sin（90-C）=cosC=，sin1=nsini1=，所以1=，考虑到折射光还要射到AD上，选项C正确，D错误。本题答案为BC。17.（山西省大同市2012届高三上学期调研卷）列说法中正确的是（ ）A.波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移B.光的偏振现象说明光是横波C.均匀变化的磁场产

18、生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场D.分别用红光和绿光在同一装置上进行双缝干涉实验，红光的干涉条纹间距大E.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，真空中的光速都是相同的。17.BDE 解析：波的图象表示介质中每个质点在某一时刻的位移，振动图象才表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，选项A错误；只有横波才发生偏振，所以光的偏振现象说明光是横波，选项B正确；根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生均匀恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，所以选项C错误；红光的波长大于绿光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，经过同一双缝所得干涉条纹，红光条纹宽

19、度大于绿光条纹宽度，选项D正确；选项E也正确。本题答案为BDE。18（甘肃省兰州一中2012届高三12月月考试题）如图所示，是半圆玻璃砖的中心线，有两束与平行且距离相等的单色光a和b，从玻璃砖射出后相交于上方的P点，由此可得出的结论是（ ）Aa光在玻璃中折射率比对b光的折射率大Ba光在玻璃砖中的速度比b光在玻璃砖中的速度大C若b光照射某金属可以使其发生光电效应，而a光不一定能使该金属发生光电效应D若用这两种光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样，两个相邻亮条纹的间距较小的是a光18.AD 解析：两种光从玻璃射出时的入射角相同，a光的折射角大，所以其折射率较大，选项A正确；根据关系式v=c/n

20、可知，a光在玻璃中折射率大，波速小，选项B错误；与b光相比，a光的折射率大，频率也大，光子能量也大，所以若b光照射某金属可以使其发生光电效应，那么a光一定能使该金属发生光电效应，选项C错误；a光的折射率大，波长较小，根据双缝干涉条纹间距公式可知，通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样，a光条纹宽度较小，选项D正确。本题答案为AD。19.（甘肃省兰州五十五中2012届高三上学期月考试题）如图所示，a、b两束不同的单色光平行地从空气射入水中，发生折射，则下述结论正确的是（ ） A.水对光束a的折射率较大B.水中光束b的速度较小C.光束a的频率较大D.若从水中射向空气，发生全反射光束a的临界角较光束b的

21、临界角大19.BD 解析：在水中，光束b的偏折大，其折射率较大，选项A错误；光束b在水中的折射率较大，根据关系式v=c/n可知，其在水中的速度较小，选项B正确；光束b的折射率较大，频率较大，选项C错误；根据公式sinC=1/n可知，光束a的折射率n较小，临界角较大，选项D正确。本题答案为BD。三、非选择题20.（宁夏银川一中2012届高三第五次月考试题理综卷）激光散斑测速是一种崭新的技术，它应用了光的干涉原理，用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，待测物体的速度与二次曝光的时间间隔的乘积等于双缝间距，实验中可测得二次曝光时间间隔、双缝到屏之距离以及相邻亮纹间距，若所用的激光波长为，推算出该实验确定物体运动速度的表达式。20 解析：设双缝间距为d，则双缝干涉条纹间距为，又根据题意有，联立两式，可得。21.（山东省潍坊市2012届高三上学期期末考试理综卷）如图所示，半圆形玻璃砖半径R=5cm，其直径AB竖直立于水平屏幕上并接触于B点，激光束a以入射角i=30射向玻璃砖的圆心O，在屏幕上M点出现光斑，测得M到B的距离x=5cm，求玻璃砖的折射率。21.解析：连接OM，如上图红线所示，根据几何关系可知，折射角r=60，所以n=sin60/sin30=.22.（江西省红色六校2012届高三上学期联考