一轮单元训练金卷高三物理第十七单元 光学、电磁波与相对论

一轮单元训练金卷·高三·物理(A)卷第十七单元光学、电磁波与相对论注意事项：1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2、选择题的作答：每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题,每小题5分。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分。1、(2018·广东湛江一中等四校联考)下列说法中正确的是()A、交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘B、光在同一种介质中沿直线传播C、用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射D、让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,形成的干涉条纹间距较大的是绿光E、围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是多普勒效应2、(2018·福建三明质量检查)下列说法正确的是()A、偏振光可以是横波,也可以是纵波B、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C、光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理D、X射线在磁场中能偏转,穿透能力强,可用来进行人体透视E、声源与观察者相对靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率3、关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是()A、一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象B、光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大C、海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景D、一束色光从空气进入水中,波长将变短,色光的颜色也将发生变化E、一束白光从空气斜射进入水中,也将发生色散4、如图甲所示,在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜,在两者之间形成厚度不均匀的空气膜,让一束单一波长的光垂直入射到该装置上,结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹,称为牛顿环,以下说法正确的是()A、干涉现象是由凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的B、干涉现象是由凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的C、干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化的D、干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度是均匀变化的E、若使用半径小一些的凸薄透镜,则干涉条纹的间距要变大5.双缝干涉实验装置如图所示,绿光通过单缝S后,投射到具有双缝的挡板上,双缝S1和S2与单缝的距离相等,光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹、屏上O点距双缝S1和S2的距离相等,P点是距O点最近的第一条亮条纹、如果将入射的单色光换成红光或蓝光,讨论屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是()A、O点是红光的亮条纹B、O点不是蓝光的亮条纹C、红光的第一条亮条纹在P点的上方D、蓝光的第一条亮条纹在P点的上方E、蓝光的第一条亮条纹在P点的下方6、(2018·西安质检)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()A、a侧是红色光,b侧紫色光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E、在同种条件下做双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光7.半圆形玻璃砖横截面如图,AB为直径,O点为圆心、在该截面内有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图所示,则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光的折射角大C、在真空中,a光的波长小于b光波长D、让a光向A端逐渐平移,将发生全反射E、分别通过同一双缝干涉装置,a光的相邻亮条纹间距大8.(2018·贵州六校联考)如图所示,实线为空气和水的分界面,一束蓝光从空气中的A点沿AO1方向(O1点在分界面上,图中O1点和入射光线都未画出)射向水中,折射后通过水中的B点、图中O点为A、B连线与分界面的交点、下列说法正确的是()A、O1点在O点的右侧B、蓝光从空气中射入水中时,速度变小C、若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,则折射光线有可能通过B点正下方的C点D、若沿AO1方向射向水中的是一束红光,则折射光线有可能通过B点正上方的D点E、若蓝光沿AO方向射向水中,则折射光线有可能通过B点正上方的D点9.(2018·陕西西安中学高三考试)如图所示,一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面,得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,则()A、光束Ⅰ仍为复色光,光束Ⅱ、Ⅲ为单色光,且三束光一定相互平行B、增大α角且α≤90°,光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束ⅠC、玻璃对光束Ⅲ的折射率大于对光束Ⅱ的折射率D、减小α角且α＞0°,光束Ⅲ可能会由于全反射而从上表面消失E、光束Ⅲ比光束Ⅱ更容易发生明显衍射10.彩虹是由阳光进入雨滴,先折射一次,然后在雨滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次形成的、形成示意图如图所示,一束白光L由左侧射入雨滴,a、b是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光(a、b是单色光)、下列关于a光与b光的说法中正确的是()A、雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率B、a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度C、用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距D、a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E、若a光、b光在同一介质中,以相同的入射角由介质射向空气,若b光能够发生全反射,则a光也一定能够发生全反射二、非选择题：本大题共4小题,共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。11.如图所示,某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率、在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接OP3,图中MN为分界线,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点、(1)设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量________,则玻璃砖的折射率可表示为________、(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度,由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)、12、在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,实验装置如图甲所示、(1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点：A、灯丝和单缝及双缝必须平行放置B、干涉条纹与双缝垂直C、干涉条纹疏密程度与双缝宽度有关D、干涉条纹间距与光的波长有关以上几点中你认为正确的是________、(2)当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹线时,手轮上的示数如图乙所示,该读数为________mm.(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图丙所示、则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时,测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值、13.(2018·河南开封模拟)半径为R的玻璃圆柱体,截面如图所示,圆心为O,在同一截面内,两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点,其中一束沿AO方向,∠AOB＝30°,若玻璃对此单色光的折射率n＝eq\r(3).(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径,并求出B光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时,如有折射光线则不考虑反射光线)、(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与A点的距离、14.如图所示,一个半圆形玻璃砖的截面图,AB与OC垂直,半圆的半径为R.一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖,其中距O点距离为eq\f(R,2)的一条光线自玻璃砖右侧折射出来,与OC所在直线交于D点,OD＝eq\r(3)R.求：①此玻璃砖的折射率是多少？②若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸,平行光照射玻璃砖后,右侧没有折射光射出,黑纸在AB方向的宽度至少是多少？一轮单元训练金卷·高三·物理(A)卷第十七单元光学、电磁波与相对论答案1.【答案】ACD【解析】选ACD.交通警示灯选用红色是因为红光的波长较长,更容易穿透云雾烟尘,选项A正确；光在同一种均匀介质中沿直线传播,选项B错误；用光导纤维束传输图像信息利用了光的全反射,选项C正确；根据条纹间距表达式Δx＝eq\f(l,d)λ可知,因为绿光的波长大于蓝光,故让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,形成的干涉条纹间距较大的是绿光,选项D正确；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是声波的干涉现象,选项E错误、2.【答案】BCE【解析】选BCE.偏振是横波的特有现象,光的偏振现象说明光是横波,故A错误；照相机的镜头上的增透膜是光的干涉现象,故B正确；用光导纤维传播信号是利用了光的全反射,C正确；X射线穿透力较强,但它不带电,不能在磁场中偏转,故D错误；根据多普勒效应可知声源与观察者相对靠近时,观察者所接收的频率大于声源振动的频率,E正确、3.【答案】ABE【解析】选ABE.一束白光通过三棱镜后形成了彩色光带是光的色散现象,A正确；由全反射的条件可知,内芯材料的折射率比外套材料的折射率要大,故B正确；海市蜃楼将呈现正立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景,C错误；色光进入水中,光的频率不变,颜色不变,D错误；白光斜射入水中,由于水对不同色光的折射率不同,各种色光将分开,故E正确、4.【答案】ACE【解析】选ACE.由于在凸透镜和平板玻璃之间的空气形成薄膜,所以形成相干光的反射面是凸透镜的下表面和平板玻璃的上表面,故A正确,B错误、由于凸透镜的下表面是圆弧面,所以形成的薄膜厚度不是均匀变化的,形成不等间距的干涉条纹,故C正确,D错误、若使用半径小一些的凸薄透镜,则空气薄膜上的厚度变化更快,则形成的干涉条纹的间距要变大,故E正确、5.【答案】ACE【解析】选ACE.O点处波程差为零,对于任何光都是振动加强点,均为亮条纹,A正确；红光的波长较长,蓝光的波长较短,根据Δx＝eq\f(l,d)λ可知,C、E正确、6.【答案】BCE【解析】选BCE.红光的折射率小,所以偏折角小,故b侧为红色光,a侧为紫色光,红色光的波长比紫色光的波长长,干涉条纹间距也大,在玻璃中的传播速率也大,B、C、E正确,A、D错误、7.【答案】ADE【解析】选ADE.由题图可知,b光发生了全反射,a光没有发生全反射,即a光发生全反射的临界角Ca大于b光发生全反射的临界角Cb,根据sinC＝eq\f(1,n),知a光的折射率小,即na<nb,根据n＝eq\f(c,v),知va>vb,选项A正确；根据n＝eq\f(sini,sinr),当i相等时,ra>rb,选项B错误；由va>vb知其频率关系：fa<fb,在真空中,由c＝λf得,波长关系λa>λb,选项C错误；a光束向A端平移,射到圆面的入射角增大到大于临界角,发生全反射,故选项D正确；根据条纹间距离公式Δx＝eq\f(l,d)λ知,用a光时条纹间距大,选项E正确、8.【答案】BCD【解析】选BCD.据折射定律,知光由空气斜射入水中时入射角大于折射角,则画出光路图如图所示,知O1点应在O点的左侧,故A错、光从光疏介质(空气)进入光密介质(水)中时,速度变小,故B对、紫光的折射率大于蓝光,所以折射角要小于蓝光的,则可能通过B点正下方的C点,故C对、若是红光,折射率小于蓝光,折射角大于蓝光的,则可能通过B点正上方的D点,故D对、若蓝光沿AO方向射入,据折射定律,知折射光线不可能过B点正上方的D点,故E错、9.【答案】ABE【解析】选ABE.所有色光都能反射,反射角相同,则由题图可知光束Ⅰ是复色光,而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离,因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的、根据光的可逆性,知两光束仍然平行射出,且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光,故A正确；增大α角且α≤90°,即减小入射角,折射角随之减小,则光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束Ⅰ,故B正确；由题图知：光束进入玻璃砖时,光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ的偏折程度,根据折射定律可知,光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率,故C错误；减小α角且α＞0°,复色光沿PO方向射入玻璃砖,经过反射时,在上表面的入射角等于光束进入玻璃砖时的折射角,所以由光路可逆性原理可知,光束Ⅲ不会在上表面发生全反射,一定能从上表面射出,故D错误；光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ的折射率,则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ的频率,光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长,所以光束Ⅲ的波动性强,比光束Ⅱ更容易发生明显衍射,故E正确、10.【答案】ABE【解析】选ABE.从光的折射光路可知,a光折射率大,即na＞nb,选项A对、根据n＝eq\f(c,v),折射率越大,在介质中的传播速度越小,即a光在雨滴中传播速度小,选项B对、折射率越大,频率越高,波长越短,即a光波长短,双缝干涉实验中,由Δx＝eq\f(lλ,d)知波长越长条纹间距越宽,所以a光双缝干涉条纹间距窄,选项C错、光在两种介质表面发生折射时,频率不变,从空气进入雨滴,传播速度变小,所以波长变小,选项D错、光线从介质到空气,发生全反射的临界角sinC＝eq\f(1,n),即a光全反射的临界角小,当b光能够发生全反射时,已经超过了a光的临界角,a光也一定能够发生全反射,选项E对、11.【答案】(1)l1和l3n＝eq\f(l1,l3)(2)偏大【解析】(1)sinθ1＝eq\f(l1,BO),sinθ2＝eq\f(l3,CO),因此玻璃砖的折射率n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(\f(l1,BO),\f(l3,CO))＝eq\f(l1,l3),因此只需测量l1和l3即可、(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时,在处理数据时,认为l1是不变的,即入射角不变,而l3减小,所以测量值n＝eq\f(l1,l3)将偏大、12.【答案】(1)ACD(2)0.702(3)大于【解析】(1)为使屏上的干涉条纹清晰,灯丝与单缝和双缝必须平行放置,所得到的干涉条纹与双缝平行；由Δx＝eq\f(L,d)λ可知,条纹的疏密程度与双缝间距离d、光的波长λ、双缝到屏的距离L有关,所以A、C、D选项