浙江专版2024年高考物理一轮复习微专题突破练专题19光学与电磁波含解析

PAGE8-专题19光学与电磁波(建议用时40分钟)1.(2024·丽水模拟)如图所示,口径较大、充溢水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则 ()A.小球必需位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大【解析】选D。小球在缸底的其他位置也能从侧面看到,选项A错误;光线由水射向空气时,有可能发生全反射,选项B错误;光在不同介质中的频率是不变的,选项C错误;由v=cn可知,光在水中的速度小于在空气中的速度,选项D2.(2024·湖州模拟)如图所示,玻璃砖两对面MN、PQ平行,a、b两束不同颜色的平行单色光,分别从MN面的A、B两点射入玻璃砖,从PQ面的同一点C射出,下列说法正确的是 ()A.两束光的波长关系为λa<λbB.两束光在玻璃砖中传播的速度关系为va<vbC.两束光从C点的出射光线完全重合D.只变更光的入射角,a、b两束光仍可从PQ面的同一点射出【解析】选C。由光路图可知,b光的偏折程度较大,则b光的折射率较大,b光的波长短,即λa>λb,故A错误;a光的折射率小,依据v=cn知,a光在玻璃砖中传播的速度较大,故B错误;依据平行玻璃板的光学特性可知出射光线与入射光线平行,所以两束光从C点的出射光线完全重合,故C正确;只变更光的入射角,a、b在玻璃砖上表面偏折程度将发生变更,折射角的差值不同,两束光不能从PQ面的同一点射出,故D3.(多选)两束平行的光斜射到平行玻璃砖,经玻璃砖折射后如图所示,则关于这两束光的说法中正确的是 ()A.A光的折射率比B光的折射率小B.从玻璃砖下表面射出的两束光可能不平行C.A光在水中的传播速度比B光在水中的传播速度小D.增大A光在上界面的入射角,则进入玻璃砖的光线在下界面不行能发生全反射【解析】选C、D。从图中可得玻璃砖对A光的偏折较大,所以A光的折射率比B光的折射率大,依据公式n=cv可得折射率越大,在玻璃砖中的传播速度越小,所以A光在水中的传播速度比B光在水中的传播速度小,A错误,C正确;因为光线射到上界面的折射角和下表面的入射角相等,依据折射定律知,出射光线与入射光线平行,则从玻璃砖下表面射出的两束光仍旧平行,增大A光在上界面的入射角,进入玻璃砖的光线在下界面不行能发生全反射,故B错误,D4.(2024·衢州模拟)如图所示,a、b、c是三块折射率不同的透亮平板玻璃,彼此平行放置,且有na<nb<nc。一束单色平行光线由空气以入射角i射到玻璃a中,当光线由玻璃c下表面射到空气中时,折射角为r,则有 ()A.i>r B.i<rC.i=r D.无法确定【解析】选C。由平板玻璃对光线的作用是方向不变、平行侧移可知,无论经过折射率怎样的平板玻璃,光的传播方向都保持不变,所以光线由玻璃c下表面射到空气中时,方向不变,正确选项为C。5.(2024·台州模拟)如图所示,某棱镜顶角A=60°,一束白光以较大的入射角,从棱镜的一个侧面入射,通过后从另一侧面射出,在光屏上形成由红到紫的七色光谱。已知各光在该介质中临界角都不超过42°,当入射角渐渐变小的过程中,屏上光谱的变更状况是 ()A.变窄,保持七色 B.变宽,渐渐呈白色C.下移,渐渐消逝 D.上移,渐渐消逝【解析】选C。如题图所示,入射角i减小,r也减小。光在AC面上的入射点下移,出射光线也将下移,且介质中的入射角θ随之增大,当增大到紫光的临界角时,紫光发生全反射,屏上的紫光消逝,随着i进一步减小,θ进一步增大,靛、蓝、绿、黄、橙、红光依次在屏上消逝,故C正确。6.(多选)如图所示,在安静水面下的一个点光源S分别发出单色光a、b,照耀到水面上形成光斑;其中a单色光照耀形成的光斑比b单色光形成的光斑大。则下面说法正确的是 ()A.水对a光的临界角比b光的大B.a光光子的能量比b光的大C.a光光子的动量比b光的小D.a光照耀某金属能放射出光电子,则b光照耀该金属也肯定能放射出光电子【解析】选A、C、D。a光照耀形成的光斑面积较大,则a光的临界角较大,故A正确;依据sinC=1n,知水对a光的折射率比对b光的小,折射率小,频率也小,所以a光的频率比b光的小,由E=hν可知a光光子的能量比b光的小,故B错误;光子的动量:p=hνc,可知频率小的a光光子的动量比b光的小,故C正确;a光的频率比b光的小,由光电效应的条件可知,若a光照耀某金属能放射出光电子,则b光照耀该金属也肯定能放射出光电子,故D正确。故选A、C、7.如图所示是一个柱体棱镜的横截面图,图中MN为14圆弧,点E、F、G、H将半径OM分成5等份,虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可汲取到达其上的全部光线。已知该棱镜的折射率n=53,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线能从棱镜NMA.NE1B.NF1C.NG1D.NH1【解析】选C。由临界角公式得到sinC=1n=35。设圆弧的半径为R,RsinC=35R,则由题可知,当光线从G点入射到圆弧面G1点时,恰好发生全反射。当入射点在G1的右侧时,入射角大于临界角,将发生全反射,光线将不能从圆弧射出。当入射点在G1的左侧时,入射角小于临界角,不发生全反射,光线将从圆弧面射出。所以光线只能从圆孤NG18.如图甲所示,日晕是当日光通过卷层云中的冰晶时,发生折射或反射形成的。图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图,a、b为其折射出的光线中的两种单色光。下列说法错误的是 ()甲乙A.a光的波长大于b光的波长B.b光比a光更简单发生衍射现象C.a光的光子动量小于b光的光子动量D.a光和b光光子可能是某元素原子分别从第一、其次激发态跃迁到基态时辐射出的【解析】选B。由图可知,b光偏转更大,说明b光的折射率更大,即b光的频率更大,由公式c=λf可知,a光的波长大于b光的波长,故A正确;依据发生衍射现象的条件:波长比障碍物的尺寸大得多或相差不多,由于a光的波长大于b光的波长,所以a光比b光更简单发生衍射现象,故B错误;由A分析可知,a光的波长大于b光的波长,依据λ=hp可知,a光的光子动量小于b光的光子动量,故C正确;b光的频率更大,依据E=hν可知,b光的能量大于a光的能量,原子从第一激发态跃迁到基态时放出的能量小于原子从其次激发态跃迁到基态时放出的能量,故D9.(2024·杭州模拟)激光法散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理,用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉试验中的双缝,待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距。试验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏之间的距离l以及相邻两条亮纹间距Δx。若所用激光波长为λ,则该试验确定物体运动速度的表达式为 ()A.v=λΔxlC.v=lΔtλ【解析】选B。由题目信息知两缝间距d=vΔt,由相邻两条亮条纹间距Δx与波长λ的关系式知Δx=ldλ,则v=lλΔx10.(多选)(2024·宁波模拟)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象,发生沙尘暴时能见度只有几十米,天空变黄发暗,这是由于在这种状况下 ()A.只有波长较短的一部分光才能到达地面B.只有波长较长的一部分光才能到达地面C.只有频率较高的一部分光才能到达地面D.只有频率较低的一部分光才能到达地面【解析】选B、D。据光发生明显衍射的条件知,发生沙尘暴时,只有波长较长的一部分光能到达地面,据λ=cf知,到达地面的光是频率较低的那部分。故正确选项为B、D11.(多选)把一个上表面是平面下表面是凸面的凸透镜压在一块平面玻璃上,让单色光从上方垂直射入,从上往下看凸透镜,可以看到亮暗相间的圆环状条纹 ()A.圆环状条纹是光经凸透镜上下两个玻璃表面之间反射引起的干涉造成的B.圆环状条纹是两个玻璃表面之间的空气膜引起的薄膜干涉造成的C.假如将凸透镜的凸面曲率半径增大而其他条件保持不变,视察到的圆环亮纹间距变大D.假如改用波长更长的单色光照耀而其他条件保持不变,视察到的圆环亮纹间距变小【解析】选B、C。牛顿环试验反映的是光的干涉现象,呈现条纹是由于两个玻璃表面之间的空气膜上下表面所反射的光发生了干涉。亮暗条纹相间则与光程差是半波长的奇偶数倍有关。而条纹宽窄的差异,则是空气膜变更率的不同所导致的:变更率越大,光程差半波长的奇偶数倍更替得就越频繁,使得条纹更加密集,从而是条纹看起来更窄。这里应当结合劈尖的学问去理解:越陡,空气膜厚度变更率越大,条纹也随之变密变窄;若换一个曲率半径更大的凸透镜,仍旧相同的水平距离但空气层的厚度变小,所以视察到的圆环状条纹间距变大;假如改用波长更长的单色光照耀而其它条件保持不变,视察到的圆环亮纹间距变大;综上所述,选项B、C正确,A、D错误;故选B、C。12.(多选)利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度。如图(a)所示,现使透亮标准样M和待测工件间形成一楔形空气薄层,并用单色光照耀,可视察到如图(b)所示的干涉条纹,条纹的弯曲处P和Q对应于A和B处,下列推断中正确的是()A.干涉条纹分别由M、N两板上表面的反射光叠加而产生B.N板上表面的A处向下凹下C.M板的下表面的B处向上凸起D.同一条纹上的c、d点对应处的空气薄膜厚度相等【解析】选B、D。干涉条纹分别由M板的下表面、N板上表面的反射光叠加而产生,故A错误;薄膜干涉是等厚干涉,即亮条纹处空气膜的厚度相同。条纹的cd点处在同一条纹上,故cd点对应处的空气薄膜厚度相同,故D正确;从弯曲的条纹可知,A处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,知A处凹陷,B处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,知B处凸起,应当是N板的上表面的B处向上凸起,故B正确,C错误。所以B、D正确,A、C错误。13.(多选)下列关于电磁波的说法正确的是 ()A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,并用试验得到了证明B.使电磁波随信号而变更的技术叫调制C.使接收电路产生电谐振的过程叫解调D.寒冷的冬天坐在火炉边,可以享受红外线带来的暖和【解析】选B、D。麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用试验得到了证明,选项A错误;使电磁波随信号而变更的技术叫调制,选项B正确;使接收电路产生电谐振的过程叫调谐,选项C错误;红外线具有热作用,则寒冷的冬天坐在火炉边,可以享受红外线带来的暖和,选项D正确;故选B、D。14.如图为LC振荡电路中电流随时间变更的图象,则 ()A.0～t1时间内,磁场能在增加B.t1～t2时间内,电容器处于放电状态C.t2～t3时间内,电容器两板间电压在减小D.t3～t4时间内,线圈中电流变更率在增大【解析】选B。0～t1时间内电路中的电流不断减小,说明电容器在不断充电,则磁场能向电场能转化,磁场能在减小,故A错误;在t1～t2时间内电路中的电流不断增大,说明电容器在不断放电,故B正确;在t2～t3时间内,电路中的电流不断减小,说明电容器在不断充电,则电容器两板间电压在增大,故C错误;电流变更率就是i-t图象的斜率,由图可知,在t3～t4时间内,图象的斜率在变小,因此线圈中电流变更率在减小,故D错误。15.(多选)如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态,已知电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上,则该时刻 ()A.振荡电流正在增大B.电容器正在充电C.磁场能正在向电场能转化D.电场能正在向磁场能转化【解析】选B、C。因为电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上,同时依据右手螺旋定则,可以推断回路中电流为顺时针,电容器正在充电,振荡电流正在减小,磁场能正在向电场能转化,A、D错误。故选B、C。16.下列关于麦克斯韦的电磁场理论说法正确的是 ()A.变