高考物理一轮复习 巩固练习 光 电磁波 相对论简介

2023届高考物理一轮基础巩固题：光电磁波相对论简介含答案一、选择题。1、关于电磁波的说法中正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电磁波会发生偏振现象，是纵波C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D．紫外线的频率比红外线的频率小2、某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini－sinr图象如图乙所示，则()A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.673、（多选）如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°＜θ＜90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是()A．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象B．在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象C．红光在玻璃砖中传播的速度最小D．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动E．玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光4、关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同E．探测海底深度时用的声呐是电磁波5、如图所示，现有两束不同的单色光a、b垂直于AB边射入等腰棱镜ABC，若两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，且两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A．在真空中，a光光速小于b光光速B．若a光能让某金属发生光电效应，则b光也一定可以使其发生光电效应C．利用两种光做双缝干涉实验，可观察到b光干涉条纹更宽D．a、b两束光从同一介质射入真空过程时，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角6、（多选）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7、（多选）下列说法正确的是()A．相对论与量子力学否定了经典力学理论B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的C．狭义相对论只适用于惯性参考系D．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象E．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8、（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X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γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信9、如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)．当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度．以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变10、（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是()A.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波，它比X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γ射线E.在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信11、下列说法正确的是（）A．变化的磁场不一定产生变化的电场B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象C．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化E．在两列相干波发生干涉的区域内，振动加强点的位移始终比减弱点的位移大12、一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时()A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同二、填空含实验题。13、如图所示，若实心玻璃柱长L＝40cm，宽d＝4cm，玻璃的折射率n＝eq\f(2,\r(3))，一细光束从玻璃柱的左端的正中心射入，则光最多可以在玻璃柱中反射________次；光在玻璃柱中传播的最长时间为________(保留两位有效数字，已知光在真空中传播速度c＝3.0×108m/s)。14、光传感器可用来测量光屏上的光强分布。如图甲所示为某同学利用单缝做的一个光学实验，图乙为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上的光强分布图象，则该同学所做的实验是光的________(选填“干涉”或“衍射”)实验；根据图乙可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点是_____________。甲乙三、解答题。15、（计算类综合题）如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°。一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？16、（计算类综合题）如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)；(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象。17、（计算题）如图所示，MN下方足够大的空间有一长方体玻璃介质，其折射率n＝eq\r(3)，玻璃介质在的上边界MN是屏幕，玻璃中有一个正三棱柱的真空区域．三棱柱轴线垂直于纸面，图中竖直截面正三角形的边长18cm，顶点C很靠近屏幕，距离可忽略．底边AB与屏幕平行，一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O，结果在屏幕MN上出现了两个光斑．光在真空中的传播速度c＝3×108m/s.求：(1)该激光在玻璃介质中传播的速度；(2)两个光斑之间的距离．2023届高考物理一轮基础巩固题：光电磁波相对论简介含答案一、选择题。1、关于电磁波的说法中正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电磁波会发生偏振现象，是纵波C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象D．紫外线的频率比红外线的频率小【答案】C2、某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n.如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径．该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini－sinr图象如图乙所示，则()A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.67【答案】B3、（多选）如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直径与BD重合。一束白光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直BD射到圆心O点上。使玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ(0°＜θ＜90°)，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动。在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是()A．在弧形屏上可以观察到反射光的色散现象B．在弧形屏上可以观察到折射光的色散现象C．红光在玻璃砖中传播的速度最小D．折射光斑在弧形屏上沿顺时针方向移动E．玻璃砖旋转过程弧形屏上最先消失的一定是紫光【答案】BDE4、关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同E．探测海底深度时用的声呐是电磁波【答案】B5、如图所示，现有两束不同的单色光a、b垂直于AB边射入等腰棱镜ABC，若两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，且两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是()A．在真空中，a光光速小于b光光速B．若a光能让某金属发生光电效应，则b光也一定可以使其发生光电效应C．利用两种光做双缝干涉实验，可观察到b光干涉条纹更宽D．a、b两束光从同一介质射入真空过程时，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角【答案】C。6、（多选）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【答案】ABE7、（多选）下列说法正确的是()A．相对论与量子力学否定了经典力学理论B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的C．狭义相对论只适用于惯性参考系D．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象E．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【答案】BCD8、（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X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γ射线E．在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信【答案】ABE9、如图所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入到玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同)．当透明液体的折射率大于玻璃管壁的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度．以下说法正确的是()A．玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B．玻璃管被液体包住之后，出射光消失C．玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D．玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变【答案】C10、（多选）关于电磁波谱，下列说法正确的是()A.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变B.γ射线是波长最短的电磁波，它比X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γ射线E.在电磁波谱中，无线电波一般可用于通信【答案】A、B、E11、下列说法正确的是（）A．变化的磁场不一定产生变化的电场B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象C．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化E．在两列相干波发生干涉的区域内，振动加强点的位移始终比减弱点的位移大【答案】ACD12、一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时()A．速度相同，波长相同B．速度不同，波长相同C．速度相同，频率相同D．速度不同，频率相同【答案】D二、填空含实验题。13、如图所示，若实心玻璃柱长L＝40cm，宽d＝4cm，玻璃的折射率n＝eq\f(2,\r(3))，一细光束从玻璃柱的左端的正中心射入，则光最多可以在玻璃柱中反射________次；光在玻璃柱中传播的最长时间为________(保留两位有效数字，已知光在真空中传播速度c＝3.0×108m/s)。【答案】61.8×10－9s【解析】光束进入玻璃柱，在玻璃柱壁恰好发生全反射时，在玻璃柱中反射的次数最多，所用的时间最长。临界角C满足sinC＝eq\f(1,n)，解得C＝60°，光路如图所示，设在玻璃柱壁上两次反射之间沿轴线前进的距离为x，则x＝dtanC＝6.93cm，光束从进入到第一次反射沿轴线前进eq\f(x,2)＝3.47cm，所以N－1＝eq\f(L－\f(x,2),x)＝eq\f(40－3.47,6.93)＝5.27，光最多可以在玻璃柱中反射N＝6次；光在玻璃柱中传播的最长距离s＝eq\f(L,sinC)＝eq\f(40×10－2,\f(\r(3),2))m＝0.46m，光在玻璃柱中传播的最长时间t＝eq\f(s,v)＝eq\f(0.46×\f(2,\r(3)),3×108)s＝1.8×10－9s。14、光传感器可用来测量光屏上的光强分布。如图甲所示为某同学利用单缝做的一个光学实验，图乙为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上的光强分布图象，则该同学所做的实验是光的________(选填“干涉”或“衍射”)实验；根据图乙可以看出，光屏上中央亮条纹的光强分布特点是_____________。甲乙【答案】衍射中间强两边弱【解析】由图乙可知，条纹中间亮、两边窄，是衍射条纹；根据光的衍射原理，则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱。三、解答题。15、（计算类综合题）如图所示，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°。一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角；(2)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？【答案】(1)60°(2)eq\f(2\r(3),3)≤n<2【解析】(1)光线在BC面上折射，由折射定律有sini1＝nsinr1 ①式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。光线在AC面上发生全反射，由反射定律有i2＝r2 ②式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角。光线在AB面上发生折射，由折射定律有nsini3＝sinr3 ③式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角。由几何关系得i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30° ④F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ＝(r1－i1)＋(180°－i2－r2)＋(r3－i3) ⑤由①②③④⑤式得δ＝60°。 ⑥(2)光线在AC面上发生全反射，光线在AB面上不发生全反射，有nsini2≥nsinC>nsini3 ⑦式中C是全反射临界角，满足nsinC＝1 ⑧由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为eq\f(2\r(3),3)≤n<2。 ⑨16、（计算类综合题）如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为2.1×10－6m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7m；(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)；(3)若用A光照射时，把其中一条缝遮住，试分析光屏上能观察到的现象。【答案】(1)暗条纹(2)亮条纹(3)见解析【解析】(1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝eq\f(c,v)＝eq\f(λ1,λ2)得λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7m＝6×10－7m根据路程差Δx＝2.1×10－6m所以N1＝eq\f(Δx,λ1)＝eq\f(2.1×10－6m,6×10－7m)＝3.5由此可知，从S1和S2到