2024年高考物理试题分类汇编：光、电磁波、相对论(选修3-4)

PAGEPAGE1专题14光电磁波相对论〔2024浙江〕20、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如以下列图。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期QUOTE的振荡电流。当罐中的液面上升时A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大20【答案】BC【考点】电容器【解析】根据平行板电容的电容公式，知道液面上升，那么板间的平均电介质增大，得C增大，B项对；LC振荡电路周期，在C增大时，T增大，所以频率减小，C项对。〔2024新课标〕34.〔2〕〔9分〕一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的局部外表镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体外表积之比的最小值。〔2〕【考点】全反射解：如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上外表发生折射。根据折射定律有①式中，n是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角。现假设A点是上外外表积最小的不透明薄膜边缘上的一点。由题意，在A点刚好发生全反射，故②设线段OA在立方体上外表的投影长为RA，由几何关系有③式中a为玻璃立方体的边长，有①②③式得④由题给数据得⑤由题意，上外表所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆。所求的镀膜面积S′与玻璃立方体的外表积S之比为⑥由⑤⑥式得⑦〔2024北京〕14.一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的〔〕A速度变慢，波长变短B速度不变，波长变短C频率增高，波长变长D频率不变，波长变长答案：A14解析：此题属于光学知识，考查光的折射。单色光由光疏介质——空气进入光密介质——玻璃，频率不变，但介质对光的折射率增大，可知光的波长和速度都减小，答案A。〔2024江苏〕〔1〕如图12B-1图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是_________A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变AABCD〔题12B-2图〕12B〔1〕【考点】考查光的偏振，考查学生对光的偏振现象的理解【解析】旋转偏振片，A处得到的是始终强度相同的偏振光，偏振光再经过偏振片，在B处的光强随着转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强为0。【答案】C〔2024江苏〕〔2〕“测定玻璃的折射率〞实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D，在插入第四个大头针D时，要使它_________题12B-2图在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、aˊ是描在纸上的玻璃砖的两个边，根据该图可算得玻璃砖的折射率n=_____________〔计算结果保存两位有效数字〕〔2〕【考点】考查插针法测玻璃折射率，考查学生对插针法测玻璃折射率原理的掌握。【解析】插在D点的大头针必须挡住C及A、B的像；这样才保证沿A、B的光线经过C、D；作出光路图，以入射点O为圆心作圆，交入射光线与折射光线于E、F，从E、F作法线的垂线交于G、H，用刻度尺量出EG、FH的长，由公式求出折射率。【答案】挡住C及A、B的像；1.8(1.6-1.9都算对)【思维拓展】此题还可以通过量角器量出角度求折射率，但这样的方法误差较大；如果没有圆轨，也可以在入射光和折射光线上离O点较远处分别选一点作法线的垂线，分别量出点到O的距离和垂线的长，表示出入射角和折射角的正弦，用公式求解。〔2024山东〕〔2〕如以下列图，一玻璃球体的半径为，为球心，为直径。来自点的光线在点射出。出射光线平行于，另一光线恰好在点发生全反射。，求eq\o\ac(○,1)玻璃的折射率。eq\o\ac(○,2)球心O到BN的距离。答案：〔2〕,〔2〕设光线BM在M点的入射角为，折射角为，由几何关系可知，，，根据折射定律得eq\o\ac(○,5)代入数据得eq\o\ac(○,6)光线BN恰好在N点发生全反射，那么为临界角Ceq\o\ac(○,7)设球心到BN的距离为d，由几何关系可知eq\o\ac(○,8)联立eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,8)式得eq\o\ac(○,9)(2024四川〕18.a、b两种单色光组成的光束从介质进入空气时，其折射光线如以下列图。用a、b两光束A.先后照射双缝千涉实验装置，在缝后屏上都能出现干预条纹，由此确定光是横波B.先后照射某金属，a光照射时恰能逸出光电子，b光照射时也能逸出光电子C.从同一介质以相同方向射向空气.其界面为平面，假设b光不能进入空气，那么a光也不能进入空气D.从同一介质以相同方向射向空气.其界面为平面，a光的反射角比b光的反射角大解析：确定光是横波应该用光的偏振实验，故A错；由题图可知a光的折射率大于b光的折射率，可知a光的频率大于b光的频率，根据光电效应规律，B光照射时一定不能逸出光子，B错；因为sinC=1/n，所以a光发生全反射的临界角较大，故C正确；由光的反射定律可知，二者反射角应该相同，故D错。正确答案：C(2024天津〕6.半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心。在该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如以下列图，那么a、b两束光A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射较大C．假设a光照射某金属外表能发生光电效应，b光也一定能D．分别通过同一双缝干预装置，a光的相邻亮条纹间距大6【考点】此题考查光的折射和全反射规律，考查光在介质中传播的特点。【解析】由于两束光的入射点到O点的距离相等，因此它们在半圆边界上的入射角相同，由于b光发生全反射，而a光能够折射，说明b光的全反射临界角小于a光的全反射临界角，由可知，b光在介质中的折射率大于a光的折射率，b光的频率比a光的频率高，由可知，在同种介质中a光的传播速度大，A项正确；以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射程度大，而折射角小，B项错误；由于b光的频率比a光的频率高，因此a光照射到某种金属外表能发生光电效应，b光照射也一定能发生光电效应，C项正确；通过同一双缝干预装置，频率低的波长长，干预条纹间距大，D项正确。【答案】ACD〔2024浙江〕21、〔10分〕在“测定玻璃的折射率〞实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图甲所示。〔1〕在答题纸上相应的图中画出完整的光路图；〔2〕对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n=____________〔保存3位有效数字〕；〔3〕为了观察光在玻璃砖不同外表的折射现象，某同学做了二次实验，经正确操作插好了8枚大头针，如图乙所示。图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应出射光线上的2枚大头针是P3和_____________〔填“A〞和“B〞〕21．【答案】〔1〕如图〔2〕【考点】光的折射定律，测玻璃折射率实验【解析】〔2〕以入射点为圆心以R为半径作圆，与入射光线和折射光线相交，过交点作法线垂线，测量长度得x1、x2，由，根据测得值求出n=1.31，保存2为有效数字。(2024重庆〕⑴题22图1所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的下班砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如题22图2所示。计算折射率时，用〔填“d〞或“e〞〕点得到的值较小，用〔填“d〞或“e〞〕点得到的值误差较小。考点透析：考察测定玻璃的折射率答案：光学，d，e解析：光学面用手接触后容易留下指痕影响实验效果，连接cd〔ce〕后画出玻璃的中的光路图可知，通过d绘制的图线其折射角较大，所得折射率较小；透过玻璃砖的光线应与原入射光线平行，故用e点实验误差较小。〔2024海南〕18.(2)(8分)一玻璃三棱镜，其横截面为等腰三角形，顶角为锐角，折射率为。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜.不考虑棱镜内部的反射.假设保持入射线在过入射点的法线的下方一侧〔如图〕，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，那么顶角可在什么范围内取值？〔2〕设入射光线经玻璃折射时，入射角为i,折射角为，射到棱镜右侧面的入射角为.根据折射定律阴①由几何关系得②当i=0时，由①式知=0，有最大值〔如图〕，由②式得③同时应小于玻璃对空所的全反射临界角，即④由①②③④式和题给条件可得，棱镜顶角的取值范围为⑤〔2024上海〕2．以以下列图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，那么〔 〕B，〔A〕甲为紫光的干预图样 〔B〕乙为紫光的干预图样〔C〕丙为红光的干预图样 〔D〕丁为红光的干预图样2.【考点】此题考查干预和衍射图样【解析】光通过双缝产生干预图样，通过单缝产生衍射图样，选项C、D错误。而干预图样为明暗相间的条纹，且条纹间距为，光的波长越长，条纹间距越大，紫光的波长短，因而紫光干预图样的条纹间距小，选项B正确。【答案】B【方法点拨】单色光通过双缝产生干预条纹，通过单缝产生衍射条纹〔2024大纲卷〕16.在双缝干预实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干预条纹的间距，该同学可以采用的方法有A.改用红光作为入射光B.改用蓝光作为入射光C.增大双缝到屏的距离D.增大双缝之间的距离16.AC【解题思路】光的干预现象中，条件间距公式，即干预条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比。红光波长大于黄光波长，选项A正确；蓝光波长小于黄光波长，选项B错；增大双缝到屏的距离，选项C正确；增大双缝之间的距离，选项D错。(2024海南〕19.模块3-5试题〔12分〕〔1〕〔4分〕产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，以下说法正确的选项是______〔填入正确选项前的字母.选对1个给2分，选对2个给3分，选对3个给4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分〕.A.对