2025届高考物理一轮复习专项练习单元质检十四光学电磁波相对论

单元质检十四光学电磁波相对论(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.5G是“第五代移动通信网络”的简称,5G网络运用的无线电波通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段,比目前4G及以下网络(通信频率在0.3~3.0GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。将来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10Gbps,是4G网络的50~100倍。关于5G网络运用的无线电波,下列说法正确的是()A.在真空中的传播速度更快B.在真空中的波长更长C.衍射的本领更强D.频率更高,相同时间传递的信息量更大2.某玻璃棱镜的截面如图所示,由半径为R的四分之一圆和直角三角形构成,玻璃折射率为2,一平行细光束从D点入射,OD=22R,以下推断正确的是(A.有光从AB射出 B.有光从BC水平射出C.有光从OC垂直射出 D.有光从OC射出3.旋光仪可以用来测量糖溶液的浓度,从而测定含糖量。其原理是:偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,这一角度称为“旋光角”,θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间,则下列说法中错误的是()A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于θD.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于θ4.回来反光膜是由高折射率透亮陶瓷圆珠、高强度黏合剂等组成的复合型薄膜材料。夜间行车时,它能把各种角度车灯射出的光逆向返回,使标记牌上的字特别醒目。一束平行光(宽度远大于陶瓷圆珠直径和圆珠间距),沿垂直基板反向照射到圆珠上,为使折射入陶瓷圆珠的光能发生全放射,则制作陶瓷圆珠材料的折射率n至少为()A.22 B.2 C.32 D5.某一质检部门为检测一批矿泉水的质量,利用干涉原理测定矿泉水的折射率。方法是将待测矿泉水填充到特制容器中,放置在双缝与荧光屏之间(放置之前双缝与荧光屏之间为空气),如图所示,特制容器未画出,通过比对填充后的干涉条纹间距x2和填充前的干涉条纹间距x1就可以计算出该矿泉水的折射率。单缝S0、双缝中点O、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上,屏上P点处是P0上方的第3条亮条纹(不包括P0点处的亮条纹)的中心。已知入射光在真空中的波长为λ,真空中的光速为c,双缝S1与S2之间距离为d,双缝到屏的距离为L,则下列说法正确的是()A.来自双缝S1和S2的光传播到P点处的时间差为3B.x2>x1C.该矿泉水的折射率为xD.仅将单缝S0向左(保持S0在双缝的中垂线上)移动的过程中,P点处能视察到暗条纹二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)6.如图所示为LC回路中电流i随时间t变更的图像,可知()A.在t1时刻,电路中的电场能最大B.从t1到t2,电容器极板上的电荷慢慢削减C.从t2到t3,电容器放电 D.在t2时刻,线圈中磁场能最小7.以下关于光学学问的叙述正确的是()A.泊松亮斑是光波的衍射现象B.彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的C.照相机镜头上涂有一层增透膜,增透膜利用了光的偏振原理D.医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号,是利用光的全反射8.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点三、试验题(本题共2小题,共20分)9.(8分)小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”。甲乙(1)小显同学按试验步骤,先在纸上插下两枚大头针P1、P2,然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外两枚大头针,如图甲所示。则插针确定错误的是(选填“P3P4”或“P5P6”),按试验要求完成光路图,并标出相应的符号,所测出的玻璃棱镜的折射率n=。

(2)小涛同学突发奇想,用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做试验,两者的AC面是平行放置的,如图乙所示。插针P1、P2的连线垂直于AB面,若操作正确的话,则在图乙中右边的插针应当是(选填“P3P4”“P3P6”“P5P4”“P5P6”)。

10.(12分)在“用双缝干涉测量光的波长”试验中某同学将全部器材安装在如图甲所示的光具座上,已知试验中选用缝间距d=0.2mm的双缝,屏与双缝之间的距离L=0.60m。然后接通电源使光源正常工作。甲(1)已知测量头主尺的分度值是毫米,游标卡尺为10分度。图乙为分划板中心刻线与明条纹1和明条纹6对齐时游标卡尺示数,A对应的读数为m,相邻两个亮条纹之间的距离为m。

乙(2)发生干涉的光波波长为m。

(3)(多选)下列现象中能够视察到的有。(填选项前的字母)

A.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽C.换一个缝间距较大的双缝片,干涉条纹间距变窄D.去掉滤光片后,干涉现象消逝四、计算题(本题共2小题,共32分)11.(14分)激光已经深化到我们生活的各个方面。某物理小组利用激光束测量玻璃对激光的折射率和利用双缝干涉测量激光的波长。(1)如图所示,在水平面上方适当位置固定激光光源,使其放射与水平面成30°角斜向下的激光,在水平光屏上M点呈现一小光斑。放入一块平行于水平面的长方体玻璃砖,激光光斑移至水平光屏上的N点。测得玻璃砖厚度为d=3cm,MN=b=2cm。依据以上信息,求该玻璃砖的折射率;(2)为测量该激光的波长,将激光垂直射向间距为d的双缝(每个缝的宽度很窄,宽度可忽视),在双缝后面距离为L处的光屏上可以视察到干涉条纹。现使测量头的分划板中心刻线与条纹的中心对齐,经测量得出5条亮条纹之间的距离为a,求该激光的波长。12.(18分)一个由透亮材料制成的圆柱体的上底面中心有一球形凹面,凹面与圆柱体下底面可透光,表面其余部分均涂有遮光材料,过圆柱体对称轴线的截面如图所示。O点是球形凹面的球心,半径OA与OG夹角θ=120°。平行光沿轴线方向向下入射时,从凹面边缘A点入射的光线经折射后,恰好由下底面上C点射出。已知AB=FG=1cm,BC=3cm,OA=2cm。(1)求此透亮材料的折射率;(2)撤去平行光,将一点光源置于球心O点处,求下底面上有光出射的圆形区域的半径(不考虑侧面的反射光及多次反射的影响)。参考答案单元质检十四光学电磁波相对论1.D无线电波(电磁波)在真空的传播速度与光速相同,保持不变,其速度与频率没有关系,故A错误;由公式c=λf可知,λ=cf2.D由题知,由于OD=22R,圆周的半径为R,如图所示,可得∠1=由于玻璃折射率为2,依据全反射临界角公式n=1sinC可得,全反射的临界角为45°,此时间线恰好发生全反射,反射光线从E点沿着平行于AC边的EF方向前进,依据几何关系可得,光线在BC边的入射角为∠2=60°,照旧大于临界角,所以在BC边接着发生全反射,再依据几何关系可知,光线在AC边的入射角为∠3=30°,此时将不再发生全反射,光线将从3.B偏振片只能让确定偏振方向的光通过,没有样品时,要使到达O处的光最强,偏振片A、B的透光方向应相同,当放入样品时,由于样品的“旋光角”是θ,光线经过样品后偏振方向不再与B的透光方向平行,故到达O处光的强度会明显减弱,A正确,B错误;偏振片B转过的角度等于θ,并与偏振光的方向平行时,光到达O处的强度将再次最大,C正确,偏振片A转过的角度等于θ,并与偏振光的方向平行时,光到达O处的强度将再次最大,D正确。4.B考虑临界状况,设折射角为C,则有sinC=1n,由几何关系2C=90°,解得n=25.C由第三条亮条纹对应距离差s=3λ,但光在介质中的传播速度小于c,故A错误;由公式x=Ldλ,n=cv=λ0λ可知,光在水中的波长小于空气中的波长,所以在水中的干涉条纹间距x2小于填充前的干涉条纹间距x1,故B错误;由公式x=Ldλ,n=cv=λ0λ可知,x1=Ldλ0,x2=Ldλ6.CD在t1时刻,电路中的i最大,说明放电结束,所以电路中电流最大,则磁场能最大,故A错误;在t1到t2时间电路中的i减小,说明正在充电,电容器极板上的带电荷量不断增加,故B错误;从t2到t3时间电路中的电流增大,说明正在放电,故C正确;在t2时刻电路中电流为0,说明充电结束,则磁场能最小,故D正确。7.ABD泊松亮斑图案是光波的衍射现象,选项A正确;彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的,选项B正确;照相机镜头上涂有一层增透膜,增透膜利用了光的干涉原理,选项C错误;医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号,是利用光的全反射,选项D正确。8.BCD依据折射定律知,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。9.答案(1)P5P6如图所示:sin(2)P5P6解析(1)光线经三棱镜折射后应当偏向底边,故插针确定错误的是“P5P6”;光路如图:依据光的折射定律:n=sin(2)依据光路图可知,经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处后向下偏,然后射入右侧玻璃砖后平行射出,则题图乙中右边的插针应当是P5P6;10.答案(1)0.01941.8×10-3(2)6×10-7(3)AC解析(1)图A游标卡尺主尺读数为19mm,游标尺读数为0.4mm,因此游标卡尺读数为19mm+0.4mm=19.4mm=0.0194m,同理可得图B的读数为0.0284m。因此条纹间距为Δx=0.0284-0.01945m=1(2)依据λ=Δ代入数据得λ=6×10-7m(3)依据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ可知,将滤光片由蓝色换成红色,频率将减小,波长变长,则干涉条纹间距变宽,故A正确;依据双缝干涉条纹的间距公式Δx=Ldλ可知,将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距不变,故B错误;依据双缝干涉条纹的间距公式Δx=L11.答案(1)3(2)ad解析(1)由几何关系可知b=dtan60°