山東省2020版高考物理一輪復習 單元質檢十二 光學電磁波相對論 新人教版.docx

《山東省2020版高考物理一輪復習 單元質檢十二 光學電磁波相對論 新人教版.docx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《山東省2020版高考物理一輪復習 單元質檢十二 光學電磁波相對論 新人教版.docx（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

單元質檢十二光學電磁波相對論(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共5小題,每小題6分,共30分。選對1個得2分,選對2個得4分,全部選對的得6分,選錯1個扣3分,最低得0分)1.虹和霓是太陽光在水珠內分別經過一次和兩次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球來說明。兩束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶,光路如圖所示。M、N、P、Q點的顏色分別為()A.紫、紅、紅、紫B.紅、紫、紅、紫C.紅、紫、紫、紅D.紫、紅、紫、紅答案A解析光在水珠中折射時,折射率越大,折射角就越大,故選項A正確。2.在沒有月光的夜間,一個池面較大的水池底部中央有一盞燈S(可視為點光源),小魚在水中游動,它向上方水面看去,看到了亮點S1;小鳥在水面上方飛翔,它向下方水面看去,看到了亮點S2。設水中無雜質,周圍無光源,水面平靜,下面的說法中正確的是()A.小魚看到S1,是屬于光的反射現象,S1的位置與小魚的位置無關B.小魚看到S1,是屬于光的折射現象,S1的位置與小魚的位置有關C.小鳥看到S2,是屬于光的反射現象,S2的位置與小鳥的位置有關D.小鳥看到S2,是屬于光的折射現象,S2的位置與小鳥的位置無關答案A解析由題意知,小魚看到的S1是屬于光的反射現象,由光的反射定律知,S1的位置與燈S關于水面對稱,與小魚的位置無關,則選項A正確,B錯誤;小鳥看到的S2是屬于光的折射現象,由光的折射定律知,S2的位置與小鳥的位置有關,則選項C、D錯誤。3.如圖所示的雙縫干涉實驗,用綠光照射單縫S時,在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣,可以()A.增大S1與S2的間距B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光答案C解析在雙縫干涉實驗中,相鄰亮(暗)條紋間的距離x=ld,要想增大相鄰條紋間距,可以減小雙縫間距d,或者增大雙縫屏到光屏的距離l,或者換用波長更長的光做實驗。綜上可知,C正確,A、B、D錯誤。4.兩束平行的細激光束,垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上,如圖所示。已知光線1沿直線穿過玻璃,它的入射點是O;光線2的入射點為A,穿過玻璃后兩條光線交于P點。已知玻璃截面的圓半徑為R,OA=R2,OP=3R,光在真空中的傳播速度為c。據此可知()A.光線2在圓弧面的入射角為45B.玻璃材料的折射率為3C.光線1在玻璃中傳播速度為c2D.光線1在玻璃中傳播時間為3R2c答案B解析作出光路圖如圖所示,設光線2沿直線進入玻璃,在半圓面上的入射點為B,入射角設為1,折射角設為2,由sin1=OAOB=12得1=30,A錯誤。因OP=3R,由幾何關系知BP=R,故折射角2=60,由折射定律得玻璃的折射率n=sin2sin1=sin60sin30=3,B正確。由n=cv解得光線1在玻璃中傳播速度為c3,傳播時間為t=Rv=3Rc,C、D錯誤。5.下列說法中正確的是()A.人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射B.光的色散現象都是由光的干涉引起的C.根據麥克斯韋的電磁場理論,變化的電場周圍一定可以產生電磁波D.光導纖維絲內芯材料的折射率比外套材料的折射率大E.學生圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音是多普勒效應F.離開地球的高速火箭里的人認為地球上人的壽命變長了答案ADF解析超聲波的頻率大,波長較小,所以人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射,選項A說法正確;光的色散現象都是由光的折射引起的,選項B說法錯誤;根據麥克斯韋的電磁場理論,周期性變化的電場周圍才可以產生電磁波,選項C說法錯誤;光導纖維絲內芯材料的折射率比外套材料的折射率大,這樣才能使得光在光導纖維的內芯發(fā)生全反射,選項D說法正確;學生圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音是聲波的干涉現象,選項E說法錯誤;根據愛因斯坦的相對論原理中的“時鐘變慢”原理,離開地球的高速火箭里的人認為地球上人的壽命變長了,選項F說法正確。二、非選擇題(本題共7小題,共70分)6.(8分)宇航員在地面上將兩只鐘校準到零時刻(如甲圖所示),其中一只留在地面上,另一只被宇航員帶上高速運行的飛船。從零時刻開始計時,宇航員隨身攜帶的手表轉過了半個小時,宇航員觀察飛船內鐘的分針指示可能是圖,宇航員觀察地面上鐘的分針指示可能為圖。答案乙丙解析宇航員相對飛船內鐘靜止,觀察飛船內鐘的分針指示可能是乙圖;地面相對宇航員是高速運動的。根據運動的時鐘變慢,宇航員觀察地面上鐘的分針指示可能為丙圖。7.(8分)用插針法測量半圓形玻璃磚的折射率。將半圓玻璃磚平放在白紙上,在白紙上先畫出玻璃磚的輪廓,并確定其圓心O的位置。再畫出一條通過圓心O的直線,將兩枚大頭針P1、P2豎直插這條直線上,如圖所示。(1)為了確定入射光線P1P2的折射光線方向,至少需要在玻璃磚另一側插入枚大頭針;(2)若測得入射光線與ON的夾角為,折射光線與OM的夾角為,則該玻璃磚的折射率為。答案(1)1(2)coscos解析(1)作出光路圖如圖,由圖可知只需要一根大頭針就可以確定出折射光線;(2)由圖可知,入射角i=90-,折射角r=90-,根據折射定律得:n=sinisinr=sin(90-)sin(90-)=coscos。8.(8分)在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中(實驗裝置如圖甲):(1)下列說法哪一個是錯誤的()A.調節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時,應放上單縫和雙縫B.測量某條干涉亮紋位置時,應使測微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對齊C.為了減少測量誤差,可用測微目鏡測出n條亮紋間的距離a,求出相鄰兩條亮紋間距x=an-1(2)測量某亮紋位置時,手輪上的示數如圖乙所示,其示數為 mm。答案(1)A(2)1.970解析(1)擺放各光具時應保證光線沿直線通過各光具的中心(軸線),所以擺放時并不放單縫和雙縫,A錯誤。測量亮紋位置時,為了準確,應該將目鏡分劃板的中心刻線與亮紋中心對齊,B正確。相鄰兩條亮紋間距為x,則n條亮紋間距為a=(n-1)x,即x=an-1,C正確。(2)1.5mm+47.00.01mm=1.970mm。9.(10分)如圖所示,透明柱狀玻璃磚橫截面為扇形AOB,圓心角AOB=60,一單色平行光束平行于扇形AOB的角平分線OM均勻射向OA面,經OA面折射的光線恰好平行于面OB。(1)求柱狀玻璃磚的折射率;(2)若經過OA面上某點P(P未畫出)的光線在AMB扇面上恰好發(fā)生全反射,求OP與PA的比值。答案(1)3(2)21解析(1)如圖所示,作出光路圖,由幾何關系分析可知1=60,2=30,根據折射定律可得n=sin1sin2=3。(2)如圖所示,從P點射入的光線經折射后在N點恰好發(fā)生全反射,有sin3=33由幾何關系可得PQ=NR=33OAOP=PQsinAOB=23OA可得OPPA=21。10.(12分)(2019四川眉山中學月考)如圖所示為一橫截面是直角三角形ABC的透明介質,其中B=90,C=30,D、E點是斜邊的三等分點,AC=3l,在底邊BA的延長線上有一復色點光源S,光源S與A的距離為l。光源S發(fā)出兩束色光a、b分別照射到斜邊上的E、D點,經過斜邊折射后進入透明介質中的光線均平行于底邊AB,然后在BC邊第一次射出透明介質。已知光在真空中的速度為c。求:(1)透明介質對a光的折射率;(2)b光第一次在透明介質中傳播的時間。答案(1)3(2)t=57l14c解析(1)由幾何關系易得:ia=60,ra=30由折射率的定義式得na=siniasinra=3(2)設SDA=,則DSA=60-由正弦定理有:1sin=21sin(60-)解得cos=5147由三角函數知識得sinib=cos=5147由幾何關系得rb=30由折射率的定義式知nb=sinibsinrb=577b光在透明介質中的速度v=vnnb光第一次在透明介質中傳播的距離為:s=12b光第一次在透明介質中傳播的時間為t=sv=57l14c。11.(12分)(2018山東日照期中)如圖所示,長方形玻璃磚ABCD的長AB為10 cm、寬AD為8 cm,一細束光線從AD的中點以某一角度入射,恰好在AB的中點處發(fā)生全反射。求玻璃磚的折射率和光線在AD面的入射角大小(結果可保留根號和反三角函數)。答案(1)415(2)arcsin 0.8解析如圖,設在AD的中點E入射,在AB的中點F發(fā)生全反射,此時全反射的臨界角為C。由幾何關系可知sinC=AFEF=5AE2+AF2=541可得玻璃磚的折射率n=1sinC=415設光線在玻璃磚的AD的中點入射時,入射角為i,折射角為r根據幾何關系,可知折射角sinr=AFEF=4AE2+AF2=441由折射定律,n=sinisinr=415代入數據可得:sini=0.8,所以入射角大小為arcsin0.8。12.(12分)(2018安徽江淮十校聯考)如圖所示,ABCD是某種透明材料的截面,AB面為平面,CD面是半徑為R的圓弧面,O1O2為對稱軸;一束單色光從O1點斜射到AB面上折射后照射到圓弧面上E點,剛好發(fā)生全反射,O1O2E=30,DO2CO2,透明材料對單色光的折射率為233,光在真空中傳播速度為c,求:(1)單色光在AB面上入射角的正弦值;(結果可以用根號表示)(2)光在透明材料中傳播的時間(不考慮光在BC面的反射)。(結果可以用根號表示)答案(1)sin =33(2)t=(2+1)R3c解析(1)光在圓弧面上剛好發(fā)生全反射,則sinC=1n=32得C=60由幾何關系可知:r+=C,因此r=30,由折射率公式:n=sinsinrsin=33(2)由幾何關系可知:O1E=R光在E點的反射光線EF平行于AB,則:EF=Rsin45-Rsin30=(2-1)2R光在材料中的傳播速度v=cn=32c則光在材料中的傳播時間:t=O1E+EFv=(2+1)R3c