高三物理（第02期）好題速遞分項解析匯編 專題15 光、電磁波、相對論（選修3-4）（含解析）

專題15 光、電磁波、相對論一、選擇題1.【福建省三明市2016屆普通高中畢業(yè)班5月質量檢查理科綜合】）下列說法正確的是。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）A.偏振光可以是橫波，也可以是縱波B.光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象C.光纖通信及醫(yī)用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理D.X射線在磁場中能偏轉穿透能力強，可用來進行人體透視E聲源與觀察者相對靠近時，觀察者所接收的頻率大于聲源振動的頻率【答案】BCE【解析】考點：考查了光的偏振，干涉，多普勒效應【名師點睛】導纖維傳播信號是利用光的全反射原理；光的偏振說明光的橫波，反射光都是橫波；光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象；聲源與觀察者相對靠近，觀察者所接收的頻率大于聲源發(fā)出的頻率2.【河南省洛陽市第一高級中學2017屆高三上學期第一次月考】）如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質的橫截面，圓心角AOB=60，兩束平行于角平分線OM的單色光a和b由OA面射入介質，經(jīng)OA面折射的光線都相交于M點，其中a光的折射光線恰好平行于0B，以下說法正確的是（ ）A該介質對a光的折射率為2/3Ba光的折射光線不能在AB面發(fā)生全反射C在同一介質中，a光的光速大于b光的光速D用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距大于b光的條紋間距【答案】B【解析】考點：考查了光的折射，全反射，雙縫干涉現(xiàn)象【名師點睛】根據(jù)題意作出光路圖，由幾何知識求出入射角和折射角，即可由折射定律公式求解折射率由幾何知識求出光線在M點的入射角，與臨界角比較，分析能否發(fā)生全反射再根據(jù)光速及波長和頻率的關系可明確兩光的光速大小，由干涉條紋間距公式可明確間距的大小3.【河南省洛陽市第一高級中學2017屆高三上學期第一次月考】）如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質的橫截面，圓心角AOB=60，兩束平行于角平分線OM的單色光a和b由OA面射入介質，經(jīng)OA面折射的光線都相交于M點，其中a光的折射光線恰好平行于0B，以下說法正確的是（ ）BA該介質對a光的折射率為2/3Ba光的折射光線不能在AB面發(fā)生全反射C在同一介質中，a光的光速大于b光的光速D用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距大于b光的條紋間距【答案】B【解析】試題分析：由幾何知識可知，入射角，折射角,根據(jù)折射定律得,故A錯誤；由幾何知識求出光線在M點的入射角,臨界角的正弦為，即有,故折射光線中恰好射到M點的光線不能發(fā)生全反射,故B正確；由圖可知，a光的折射率要大于b光，由可知，a光的光速小于b光的光速,故C錯誤；因a光的折射率大，故a光的波長小于b光，由可知，用同一裝置進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距小于b光的條紋間距；故D錯誤；考點：考查了光的折射，全反射，雙縫干涉現(xiàn)象【名師點睛】根據(jù)題意作出光路圖，由幾何知識求出入射角和折射角，即可由折射定律公式求解折射率由幾何知識求出光線在M點的入射角，與臨界角比較，分析能否發(fā)生全反射再根據(jù)光速及波長和頻率的關系可明確兩光的光速大小，由干涉條紋間距公式可明確間距的大小4.【江蘇省揚州市2015-2016學年度高三第四次模擬測試】下列說法中正確的是 A變化的電場一定能夠在其周圍空間產(chǎn)生變化的磁場從而形成電磁波B當觀察者向靜止的聲源運動時，接收到的聲音的波長大于聲源發(fā)出的波長C相對論認為時間和空間與物質的運動狀態(tài)有關D泊松亮斑是光的干涉現(xiàn)象，全息照相的拍攝利用了光的衍射原理【答案】C【解析】考點：考查了電磁波的產(chǎn)生、多普勒效應、相對論以及光的干涉【名師點睛】周期性變化的電場一定能夠在其周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場；根據(jù)多普勒效應分析波的頻率的變化；相對論認為時間和空間與物質的運動狀態(tài)有關；泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象，全息照相的拍攝利用了光的干涉原理5.【江西省宜川市宜春中學、樟樹中學、高安中學等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】（3分）以下說法正確的是 A光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波B雨后路面上的油膜呈現(xiàn)彩色，是光的折射現(xiàn)象C相對論認為空間和時間與物質的運動狀態(tài)無關D光導纖維中內層的折射率小于外層的折射率【答案】A【解析】考點：光的偏振；光的干涉；相對論；光導纖維6.【江西省宜川市宜春中學、樟樹中學、高安中學等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】（4分）如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺。當a擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅動力，使其余各擺也振動起來，此時b擺的振動周期 (選填“大于”、“等于”或“小于”)d擺的周期。圖乙是a擺的振動圖象，重力加速度為g，則a的擺長為 。abcd甲xt02t03t0t乙O【答案】等于；【解析】試題分析：a擺擺動起來后，通過水平繩子對b、c、d三個擺施加周期性的驅動力，使b、c、d三擺做受迫振動，三擺做受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，由于驅動力頻率相同，則三擺的周期相同據(jù)乙圖可知：T=2t0，再據(jù)可知，a的擺長考點：單擺7.【重慶市巴蜀中學2017屆高三上學期開學考試理科綜合物理試題】實物粒子和光都具有波粒二象性性。下列事件中突出體現(xiàn)波動性的是 .（填正確答案標號）A電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構D人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構E光電效應實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關【答案】ACD【解析】考點：考查光的波粒二象性【名師點睛】本題考查了光的波粒二象性，有時波動性明顯，有時粒子性明顯明確各種物理現(xiàn)象的實質和原理才能順利解決此類題目8.【江西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】如圖所示，MM是空氣與某種介質的界面，一條光線從空氣射入介質的光路如圖所示，那么根據(jù)該光路圖做出下列判斷中正確的是() A該介質的折射率為 B光在介質中的傳播速度c(c真空中光速)C光線從介質射向空氣時有可能發(fā)生全反射 D光線由介質射向空氣時全反射的臨界角大于45【答案】BCD【解析】試題分析：由圖知，入射角 i=60，折射角r=45，則折射率為，故A錯誤光在介質中的傳播速度，故B正確光線從介質射向空氣時，只要入射角大于等于臨界角就能發(fā)生全反射，故C正確設光線由介質射向空氣時全反射的臨界角為C，則，則得：C45，故D正確；故選BCD.考點：光的折射定律9【江西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】在光的單縫衍射實驗中可觀察到清晰的亮暗相間的圖樣，圖9中四幅圖片中屬于光的單縫衍射圖樣的是（ ）abcdAa、c Bb、c Ca、d Db、d【答案】D【解析】試題分析：單縫衍射的條紋是不等間距，中央亮紋又寬又亮，故選D. 考點：單縫衍射10. 【江西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】2009年諾貝爾物理學獎授予英國華裔科學家高錕, 以表彰他在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”做出了突破性成就,高錕被譽為“光纖之父”.光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高質量的通信服務.目前我國正在大力建設高質量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡,下列說法正確的是( )A.光導纖維傳遞光信號是利用光的干涉原理 B.光纖通信利用光作為載體來傳遞信號C.目前廣泛應用的光導纖維是一種非常細的特制玻璃絲 D.光導纖維傳遞光信號是利用光的色散原理【答案】BC【解析】考點：光導纖維11【江西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？（ ）【答案】B【解析】試題分析：因a光的頻率小于b光的頻率，則a光的折射率小于b光的折射率，射入玻璃后a光的折射角較大；兩種光從玻璃中岀射時應該平行射出，故選B. 考點：光的折射12【江西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】圖示為一直角棱鏡的橫截面，。一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考試原入射光在bc面上的反射光，則有光線（ ）bcaoA從ab面射出 B從ac面射出C從bc面射出，且與bc面斜交 D從bc面射出，且與bc面垂直【答案】BD【解析】考點：光的折射13.市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習理科綜合】一束單色光從真空斜射向某種介質的表面，如圖1所示。下列說法中正確的是A介質的折射率等于 B介質的折射率等于1.5C介質的折射率等于 D增大入射角，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象【答案】A【解析】考點：折射定律二、非選擇題1.湖北省孝感高級中學2017屆高三9月調考】有一玻璃球冠，右側面鍍銀，光源S就在其對稱軸上，如圖所示從光源S發(fā)出的一束光射到球面上，其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播，另一部分光折入玻璃球冠內，經(jīng)右側鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回若球面半徑為R，玻璃折射率為，求光源S與球冠頂點M之間的距離SM為多大？【答案】【解析】試題分析：如圖所示，根據(jù)折射定律，有：根據(jù)反射定律，有：，考點：光的折射定律【名師點睛】處理幾何光學相關的問題，關鍵是作出光路圖，一定要用直尺準確作圖，然后根據(jù)幾何圖形的特點求角或者線段的長度。2.建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質量檢查】(6分)如圖，由a、b兩種單色光組成的平行復色光，從空氣中垂直射向玻璃半球的左側平面上，在玻璃半球的右側球面上會出現(xiàn)一個單色環(huán)形光帶，已知玻璃半球的半徑為R，a光在玻璃中的折射率為，a的頻率小于b的頻率，由此可知，環(huán)形光帶是 (選填“a”或“b”)色光，環(huán)形光帶的外邊緣半徑為 ?！敬鸢浮縜， 【解析】試題分析：a的頻率小于b的頻率，則玻璃對a光的折射率小于b光的折射率，由臨界角公式知，a光的臨界角大于b光的臨界角環(huán)形光帶外側邊緣光線恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C，則知環(huán)形光帶是a光環(huán)形光帶的外邊緣半徑考點：全反射【名師點睛】本題關鍵要掌握全反射的條件和臨界角公式對于臨界角，當光線從光密介質射入光疏介質恰好發(fā)生全反射時，入射角等于臨界角3.蘇省揚州市2015-2016學年度高三第四次模擬測試】如圖所示，ABCD為一棱鏡的橫截面，AB90，C60，CD面為鍍銀的反射面，BC邊長為L，一束單色光垂直AB面射入棱鏡，從BC面中點P射出后垂直射到與水平方向成30的光屏MN上，光在真空中速度為c，求：（1）棱鏡材料的折射率；（2）光束在棱鏡中傳播的時間【答案】（1）（2）【解析】考點：考查了光的折射，傳播【名師點睛】解決光學問題的關鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速公式，運用幾何知識結合解決這類問題4.西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】如圖所示，一根長直棒AB豎直地插入水平池底，水深a=0.8m，棒露出水面部分的長度b=0.6m，太陽光斜射到水面上，與水面夾角=37，已知水的折射率n=，sin37=0.6，cos37=0.8求：太陽光射入水中的折射角；棒在池底的影長l【答案】37 1.4m【解析】考點：光的折射定律5【江西省贛州市厚德外國語學校2017屆高三上學期第一次月考物理試題】如圖所示，一束截面為圓形半徑為R的平行單色光，垂直射向一玻璃半球的平面，經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區(qū)，已知玻璃半球的半徑為R，屏幕S到球心的距離為d（d>3R），不考慮光的干涉和衍射，玻璃對該光的折射率為n，求屏幕上被照亮區(qū)域的半徑?！敬鸢浮俊窘馕觥吭囶}分析：設光恰好要發(fā)生全反射時的臨界光線照射到屏幕S上的E點到亮區(qū)中心O點的距離r就是所求最大半徑，如圖所示設臨界角為C，有又OE=（d-OF）cotC解得考點：全反射6.西省宜川市宜春中學、樟樹中學、高安中學等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】（8分）如圖所示，直角棱鏡ABC置于空氣中，A=30，AB邊長為2a。一束單色光從D點垂直于BC邊射入棱鏡，在AC邊上的E點恰好發(fā)生一次全反射后，從AB邊中點F處射出。已知真空中光速為c。求：棱鏡的折射率n；單色光通過棱鏡的時間t。 ABC30FED【答案】 【解析】試題分析：在E點恰好發(fā)生全反射，臨界角C= 則此玻璃的折射率傳播的速度 光線在玻璃磚中傳播的距離 所用時間 考點：光的折射定律；全反射7.南省洛陽市第一高級中學2017屆高三上學期第一次月考】）一玻璃三棱鏡，其橫截面為等腰三角形，頂角為銳角，折射率為現(xiàn)在橫截面內有一光線從其左側面上半部射入棱鏡不考慮棱鏡內部的反射若保持入射線在過入射點的法線的下方一側（如圖），且要求入射角為任何值的光線都會從棱鏡的右側面射出，則頂角可在什么范圍內取值？【答案】【解析】考點：考查了光的折射，全反射【名師點睛】作出光路圖，根據(jù)光的折射定律結合光在另一側面上折射時不能發(fā)生全反射，通過幾何關系求出頂角的范圍