2018衡水名师原创专题卷物理专题十五光学电磁波

绝密★启用前2018衡水名师原创专题卷 物理专题十五《光学 电磁波物理试卷考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________题号 一 二 三 四 总分得分注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确填写在答题卡上第1卷评卷人 得分一、单选题1、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置 , 是附有肥皂膜的铁丝圈

,

是一点燃的酒精灯.往火焰上洒些盐后 ,在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的

(

)A.B.C.D.2、如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后 ,变为 、两束单色光。如果光束 是蓝光,则光束 可能是( )红光黄光C.绿光D.紫光3、物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如 ,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示 ,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为 和 的无线电波。飞机降落过程中 ,当接收到 和 的信号都保持最强时 ,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 ( )天线发出的两种无线电波必须一样强导航利用了与两种无线电波之间的干涉C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合4、明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载 :“凡宝石面凸 ,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示 ,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光 、,下列说法正确的是 ( )A.若增大入射角 ,则光先消失B.在该三棱镜中 光波长小于 光C.光能发生偏振现象 , 光不能发生D.若 、光分别照射同一光电管都能发生光电效应 ,则 光的遏止电压低评卷人 得分二、多选题5、下列说法正确的是 ( )光波在介质中传播的速度与光的频率无关雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C.杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时,红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小D.光的偏振特征说明光是横波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6、下列说法正确的是 ( )A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大B.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无关C.变化的电场能在其周围空间产生磁场D.拍摄玻璃厨窗内的物品时 ,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度E.地面附近有一高速水平飞过的火箭 ,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些7、光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用 ,下列说法正确的是

(

)用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象E.在光的双缝干涉实验中 ,若仅将入射光由红光改为绿光 ,则干涉条纹间距变窄8、关于电磁波谱,下列说法中正确的是 ( )射线对生命物质有较强的作用,过量的射线辐射会引起生物体的病变射线是波长最短的电磁波,它比射线的频率还要高C.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射D.在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是 射线E.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信9、下列说法正确的是 ( )只有横波才能产生干涉和衍射现象均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波泊松亮斑支持了光的波动说由红光和绿光形成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光用同一实验装置观察,光的波长越大,光的双缝干涉条纹间距就越大10、如图所示,两束单色光 、从水下面射向 点,光线经折射后合成一束光 ,则下列说法正确的是( )A.用同一双缝干涉实验装置分别以

、光做实验

,

光的干涉条纹间距大于

光的干涉条纹间距B. 比更容易发生衍射现象C.在水中 光的速度比 光的速度小D.在水中 光的临界角大于 光的临界角E.若 光与 光以相同入射角从水射向空气

,在不断增大入射角时水面上首先消失的是光11、某大学研制出了正六棱柱“隐形衣”.有同学将正六棱柱放进装满水的透明鱼缸,向着棱的方向看,可以看到鱼缸另一侧大学的校徽;用一支铅笔穿过正六棱柱中心轴线的孔洞,再向棱的方向观察,铅笔插进孔洞的那段消失不见了(如图甲所示,图乙为光路说明图),关于此实验说法正确的是 ( )隐形的原理是光发生了全反射光由水进入该介质,折射角大于入射角隐形的原理是光被玻璃吸收了光在该介质中的传播的速度大于水中速度12、如图所示, 是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线 , 、 是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束 ,从玻璃体右方射出后的光路如图所示 ,直于 放置的光屏,沿 方向不断左右移动光屏 ,可在屏上得到一个光斑据该光路图,下列说法正确的是 ( )

是垂,根A.该玻璃体对 光的折射率比对 光的折射率小B. 光的频率比 光的频率高C.在该玻璃体中, 光比 光的速度大D.在真空中, 光的波长比 光的波长长光从空气进入该玻璃体后,其频率变高13、下列说法正确的是 ( )A.肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现像,露珠呈现的彩色是光的色散现像,通过狭缝看太阳光呈?现的彩色是光的衍射现像光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C.做双缝干涉实验时,用绿光照射单缝,在光屏上观察到干涉条纹,用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样D.相对论认为:竖直向上高速运动的球,无论谁去观察在水平方向上都会变扁E.在真空中传播的电磁波,当它的频率增加时,它的传播速度不变,波长变短14、光在科学技术、生产和生活有着广泛的应用 ,下列选项符合实际应用的是 ( )在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象全息照相是利用光的干涉现象15、关于下列光学现象 ,说法中正确的是( )A.电磁波和其他可见光一样 ,也能产生衍射现象水中蓝光的传播速度比红光的慢C.光的偏振现象说明光是纵波D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽E.一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹,是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光16、下列说法中正确的是

(

)A.光纤由内芯和外套两层组成 ,内芯的折射率比外套的小B.在光的双缝干涉实验中 ,若入射光为白光 ,则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹

,中央为暗条纹C.在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下 ,衍射现象不明显D.一束阳光通过三棱镜形成彩色光带 ,表明阳光是各种色光组成的复合光电磁波具有偏振现象17、下列说法正确的是

(

)A.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比置,质点的运动就是简谐运动

,且总是指向平衡位B.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散

,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散C.向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收率变化就能知道血流的速度 ,这种方法俗称“彩超”D.狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于其静止时的质量E.泊松亮斑是光的衍射现象 ,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射

,测出反射波的频评卷人 得分三、计算题18、如图,玻璃球冠的折射率为 ,其底面镀银,底面的半径是球半径的 倍;在过球心 且垂直于底面的平面 (纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的 点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的 点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。19、一竖直放置的玻璃圆柱体底面中心有一点状光源。圆柱体高度为,底面半径为2,其圆周侧面和下表面镀上了不透明吸光材料,以致光源发出的光线只能从上表面射出.已知该玻璃的折射率为,求上表面透光的光斑面积大小。评卷人 得分四、实验题20、在观察光的干涉现象的实验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汗的玻璃片上划出不同间隙的双缝;按图所示的方法,让激光束通过自制的双缝.保持缝到光屏的距离不变,换用不同间隙的双缝,双缝的间隙越小,屏上明暗相间的条纹间距 (填“越大”或“越小”).保持双缝的间隙不变,光屏到缝的距离越大,屏上明暗相间的条纹间距 (“越大”或“越小”).在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做实验,发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时 (“大”或“小”).实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹,试运用波动理论对明纹的形成予以解释.21、在“用插针法测玻璃砖折射率”的实验中,玻璃砖的边与边行,边与边不平行.某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线

边相互平和

,如图所示.1.实验时,先在玻璃砖的一侧插两枚大头针和以确定入射光线.接着,瞄睛应在玻璃砖的(填“同一侧”或“另一侧”)观察所插的两枚大头针和,同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线.2.实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一直线上?(填“是”或“否”)3.下列操作可以减小实验误差的是.(填字母代号)A.适当增加大头针、的间距B.选择玻璃砖相互平行的、边来测量C.选用尽可能细的笔画线D.使的入射角接近于90°参考答案：一、单选题1.答案： D解析： 酒精灯放出黄色的光线 ,当黄色的光线照射到肥皂膜上时从肥皂膜的前后两个表面分别反射两列光 ,这两列光的频率相同 ,故为相干光源,当光程差为波长的整数倍时呈现亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时呈现暗条纹 ,由于重力的作用使下侧的肥皂膜厚度比较大,而上侧的比较薄 ,相同的高度肥皂膜的厚度相同 ,故出现水平的明暗相间的干涉条纹.故D正确,A、B、C错误.故选D.点评:只有掌握了各种物理现象的产生机理才能正确解答相关题目 ,故在日常学习中不但要知其然,更要知其所以然.考点:考查了光的干涉【名师点睛】当光源发出的光照射到肥皂膜上时,从膜的前后两面分别反射两列光为相干光,当光程差为波长的整数倍时呈现亮条纹,当光程差为半个波长的奇数倍时呈现暗条纹.相同的高度肥皂膜的厚度相同,故出现水平的明暗相间的干涉条纹.2.答案： D解析：由图可知,偏折程度较大,所以的折射率大于。频率越大折射率越大,是蓝光,选项中频率大于蓝光的只有紫光,所以D正确。3.答案： C解析： 本题考查波的干涉。干涉要求两波源频率相同

,而强度没有要求

,所以

A错误。由于无线电波以光速传播

,

,所以

与 两种无线电波之间不会发生干涉

,所以错误。由于空间中某点加强与减弱取决于两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的干涉强弱分布是固定的 ,而且都是加强点,所以C正确,D错误。

,所以两种干涉分布不重合

,不过中垂线4.答案： D解析：A项,由图可知,光偏折程度大,所以光的折射率大于光,增大入射角,光、光都不会消失,故A项错误。B项,在该三棱镜中,光波长大于光,故B项错误。C项,光、光都是偏振光,都能发生偏振现象,故C项错误。D项,分别照射同一光电管都能发生光电效应 , ,因为 ,所以 光的遏止电压低,故D项正确。综上所述 ,本题正确答案为 D。考点:光的折射、全放射 ;光电效应二、多选题5.答案： BDE解析：光在介质中传播的速度由介质本身和光的频率共同决定,选项A错误;雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的,选项B正确;因红光的波长大于蓝光,则杨氏双缝干涉实验中,当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时知红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大

,根据,选项

可C错误;光的偏振特征说明光是横波,选项D正确;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E正确;故选BDE。考点:光的偏振、干涉、狭义相对论。【名师点睛】光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定;波的干涉是频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开.这种现象叫做波的干涉.光的偏振振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志.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。6.答案： BCE解析：在干涉现象中,振动加强点的振幅比减弱点的振幅要大,但是加强点的位移不一定比减弱点的位移大,选项A错误;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无关,只跟外力振动的周期有关,选项B正确;根据麦克斯韦电磁理论,变化的电场能在其周围空间产生磁场,变化的磁场能在其周围空间产生电场,选项C正确;拍摄玻璃厨窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度,选项D错误;根据相对论可知,地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些.故E正确.故选BCE.考点:受迫振动、麦克斯韦电磁场理论、光的偏振现象、长度的相对性【名师点睛】本题考查了受迫振动、麦克斯韦电磁场理论、光的偏振现象、长度的相对性等;知识点多,难度小,关键是多看书,记住相关知识点.要理解振动加强或减弱是“振幅”增大了或减小了 ,而位移是周期性变化的 .7.答案： CDE解析： A是利用光的薄膜干涉 ;B是利用光的折射;E中,红光的波长大于绿光的波长 ,由知,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变窄,E正确。考点:主要考查光的干涉、全反射和双缝干涉等。【名师点睛】解答本题应掌握光的折射、全反射及干涉等在生产生活中的应用;人类对于光学的研究及应用非常广泛,在学习中要注意掌握不同现象在生产生活中的应用。8.答案： ABE解析：射线具有较强的穿透能力,过量的射线福射会引起生物体的病变.故A正确.射线是波长最短的电磁波,它比射线的频率还要高.故B正确.紫外线比紫光的波长短,更不容易发生衍射 ,故C错误;电磁波请中,最容易发生衍射现象的是无线电波 .故D错误.在电磁波谱中,无线电波一般可用于通信 ,选现E正确;故选ABE.考点:电磁波谱【名师点睛】对于电磁波谱中各种电磁波将产生的机理、波动性和粒子性的强弱顺序要理解并掌握,并依据各自的用途用来解答本题.9.答案： CDE解析：一切波都有干涉和衍射现象,选项A错误;由麦克斯韦电磁场理论知,均匀变化的磁场产生恒定的电场,不能形成电磁波,选项B错误;泊松亮斑支持了光的波动说,选项C正确;红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气 ,在不断增大入射角时 ,由临界角计算公式 可知水面上最先消失的是绿光 ,选项D正确;用同一实验装置观察 ,由知,在、不变情况下,光的波长越长,光的双缝干涉条纹间距就越大,选项E正确。考点:波的干涉和衍射 ;电磁理论;全反射;双缝干涉【名师点睛】本题考查全反射条件,注意红光与绿光的临界角关系,理解波的干涉现象与条件,知道电磁波产生的原理,注意均匀变化与非均匀变化的区别,以及光的衍射现象的应用.10.答案： ABD解析： A、由图可以知道,单色光 偏折程度小于 的偏折程度,根据折射定律知, 光的折射率小于 光的折射率,则知 光的波长大.根据双缝干涉条纹的间距公式,由公式可得,干涉条纹间距与波长成正比,所以光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距,所以A选项是正确的.B、光的波长长,波动性强,更容易发生衍射现象 ,所以B选项是正确的.C、由 知,在水中 光的速度大.故C错误.D、由全反射临界角公式,知折射率越大,临界角越小,则知在水中光的临界角大于光的临界角,所以D选项是正确的.E、若 光与 光以相同入射角从水射向空气时 ,因为在水中 光的临界角大于 光的临界角,所以光的入射角先达到临界角,则光先发生全反射,首先消失的是光.故E错误.所以ABD选项是正确的.考点:光的折射定律;全反射;光的衍射和干涉11.答案： BD解析： 本题考查光的折射及全反射知识 .如图在水与介质界面作一条法线,由图可知,光由水进入介质时,折射角大于入射角,B正确;水相对介质是光密介质,介质相对水是光疏介质,光在光疏介质中传播速度比在光密介质中大,D正确;光由光疏介质到光密介质不会发生全反射,A错误;向着棱的方向可以看到校徽,说明玻璃吸收的光很少,C错误.考点:光的折射定律12.答案： ACD解析： 通过玻璃体后, 光的偏折程皮比 光的小,则该玻璃体对 光折射率比对 光的折射率,而折射率越大,光的频率越高,说明 光频率比 光频率低,由 知,光的波长比 光的长,故AD正确,B错误;根据 得知, 光的折射率较小 ,则 光在玻璃体中的速度较大 .故C正确;光由一种介质进入另一种介质时频率不变 ,故E错误.考点:考查了光的折射 ,传播.【名师点睛】解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较光的折射率 ,知道折射率、频率、波长以及光在介质中的速度等大小关系 .13.答案： ACE解析：肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象,露珠呈现的彩色的是光的色散现象,通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象,A正确;全息照相不是利用全反射,是和光的干涉有关,选项B错误;由 可知用红光代替绿光 ,条纹间距变大,选项C正确;相对论认为:高速运动的物体在运动方向上 ,长度变短,选项D错误;在真空中传播的电磁波,传播速度不变,由 得,频率增加时,波长变短,选项E正确;故选ACE.考点:光的衍射及干涉 ;相对论;电磁波【名师点睛】考查光的衍射、干涉的区别 ,掌握光的全反射条件 ,注意在高速运动下 ,沿着运动方向长度才变短 .14.答案： CD解析：在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,故A错误;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射现象,故B错误.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,故C正确;全息照相是利用光的干涉现象,选项D正确;故选CD.考点:光的干涉和衍射;全反射【名师点睛】本题属于基础题,要了解光的各种现象,以及各种现象在生产和生活中的运用,注意掌握光的全反射条件,理解光的干涉与衍射区别,15.答案： ABD解析： 一切波都有干涉、衍射现象 ,电磁波也是波,因此电磁波和其他可见光一样均具有干涉、衍射等现象;故A正确;蓝光的折射率大于红光的折射率,根据知水中蓝光的传描速度比红光慢;故B确;光的偏振现象说明光是横波.故C错误;由于红光的波长大于蓝光的波长,根据条纹间距等于,故在同一装置上做双缝干涉实猃,用红光时得到的条纹间距更宽;故D正确;一束白光从空气进入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射,不是因为三棱镜吸收了光;故E错误.所以ABD正确,CE错误。考点:衍射现象、双缝干涉、光的折射.【名师点睛】本题主要考查了衍射现象、双缝干涉、光的折射.所有电磁波在真空中的速度均相同,均为光速;因为蓝光的折射率大于红光的折射率,由可知蓝光的传播速度与红光的速度大小关系的色散的原理.

;根据

可明确干涉条纹与波长间的关系

;明确光16.答案： CDE解析： 光纤由内芯和外套两层组成 ,内芯的折射率比外套的大 ,才可能发生光的全反射现象,故A错误;在光的双缝干涉实睑中 ,若入射光为白光 ,则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹,中央为亮条纹,因为各色光都在该点加强 ,故选项B错误;光传播时,若遇到的障碍物的尺寸比光的波长得多将发生明显的衍射现象 ,故C错误;太阳光是一种复色光,所以我们可以通过三棱镜将其分解为七种颜色的色光 ,说明白光是由各种色光组成的,则该现象称为光的色散 ,故D正确;只有横波才会发生偏振现象 .电磁波是横波故电磁波具有偏振现象 ,故E正确。考点:电磁波;全反射;光的干涉【名师点睛】发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸比光的波长小得多,光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大;本题考查了光学的基础知识,难度不大,在学习选修内容时要全面掌握各知识点.17.答案： BCE解析： 如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比 ,且力与位移的方向总是相反的,质点的运动就是简谐运动 ,选项A错误;含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散 ,选项B正确;向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收 ,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法是根据多普勒效应原理 ,俗称“彩超”,选项 C正确;根据狭义相对论公式,当物体的速度较大时 ,物体运动时的质量总是要大于其静止时的质量 ,选项D错误;泊松亮斑是光的衍射现象 ,玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射 ,选项E正确;故选BCE.考点:简谐振动;光的色散;多普勒选项;相对论;光的衍射及全反射【名师点睛】此题考查了几个简单的知识点,如简谐振动、光的色散、多普勒效应、狭义相对论、光的衍射及全反射等知识;关键是要多看书,加强记忆,都是基本的概念,比较简单.三、计算题18.答案：解析： 折球半径为 ,球冠底面中心为 ,连接 ,则 ,令,则 ,即 ,根据题意 ,所以 ,设图中 点为光线在球冠内底面上的反射点 ,所考虑的光线的光路图如图所示 ,设光线在 点的入射角为 ,折射角为 ,在 点的入射角为 ,反射角为 ,破璃折射率为 ,由于 为等边三角形,有 ,根据折