高考物理一轮复习专题十四光学、电磁波及相对论习题课件.ppt

1、非选择题 1.2017江苏单科,12B(1)(3)(1)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有。 A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 C.地球上的人观测到地球上的钟较快 D.地球上的人观测到地球上的钟较慢 (3)人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为D,对称地沿轴线方向射入半径为R的小球,会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为,且 D=R。求光线的会聚角。(示意图未按比例画出),A组 自主命题江苏卷题组,五年高考,解析(1)由狭义相对论的“钟慢效应”原理

2、可知,飞船上的人观测到地球上的钟较慢,地球上的人观测到飞船上的钟较慢,故A、C正确,B、D错误。,答案(1)AC(3)见解析,2.(2016江苏单科,12B,12分)(1)一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球,下列说法正确的是。 A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c (2)杨氏干涉实验证明光的确是一种波。一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上,两狭缝就成了两个光源,它们发出的光波满足干

3、涉的必要条件,即两列光的相同。如图所示,在这两列光波相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如果放置光屏,在(选填“A”、“B”或“C”)点会出现暗条纹。 (3)在上述杨氏干涉实验中,若单色光的波长=5.8910-7 m,双缝间的距离d=1 mm,双缝到屏的距,离l=2 m。求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距。,解析(1)飞船上的观测者相对飞船是静止的,测得飞船长度为静止长度30 m,A错误。地球上的观测者相对飞船的速度为0.6c,测得飞船的长度l=l0=0.8l0=24 m,B正确。由光速不变原 理知,C、D皆错误。 (2)只有频率相同的两列波相遇时才可能发生干涉。在相遇区域内,某时

4、刻波峰与波峰相遇处,波谷与波谷相遇处是振动加强点,而波峰与波谷相遇处才是振动减弱点,故A、B两点位于亮条纹上,C点处于暗条纹上。 (3)相邻亮条纹的中心间距x= 第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距L=10 x 代入数据得L=1.17810-2 m,答案(1)B(2)频率C(3)1.17810-2 m,3.2015江苏单科,12B(3)人造树脂是常用的眼镜镜片材料。如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点。已知光线的入射角为30,OA=5 cm,AB=20 cm,BP=12 cm,求该人造树脂材料的折射率n。,答案(或1.5),解析设折射角为,由折射定律有sin 30

5、=n sin 由几何关系知sin =,且OP= 代入数据解得n=(或n1.5),4.2014江苏单科,12B(3)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示。一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。,答案见解析,解析设光在鳞片中的折射角为,由折射定律有sin i=n sin 在鳞片中传播的路程l1=,传播速度v=,传播时间t1= 解得t1= 同理,在空气中的传播时间t2= 则t=t

6、1+t2=+,5.2013江苏单科,12B(3)图为单反照相机取景器的示意图,ABCDE为五棱镜的一个截面,ABBC。光线垂直AB射入,分别在CD和EA上发生反射,且两次反射的入射角相等,最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射,则该五棱镜折射率的最小值是多少?(计算结果可用三角函数表示),答案,解析由题意知,光线经界面CD和界面EA两次反射后传播方向改变了90,光线在两界面上反射时入射角与反射角的和都为45,则对应的入射角为22.5,若此时恰好发生全反射,则折射率为最小值,即n=。,考点一光学 一、单项选择题 1.(2017北京理综,14,6分)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a

7、、b两束单色光。如果光束b是蓝光,则光束a可能是() A.红光B.黄光 C.绿光D.紫光,B组 统一命题、省（区、市）卷题组,考点一光学 一、单项选择题 1.(2017北京理综,14,6分)如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光,则光束a可能是() A.红光B.黄光 C.绿光D.紫光,B组 统一命题省（区、市）卷题组,答案D本题考查光的折射、色散。由题图可知,可见光穿过玻璃砖后,发生了色散,其中a光的侧移距离大于b光的侧移距离,说明玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率,同种介质对红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的折射率依次增大,由于b光是蓝光,故只有D选项符合题

8、意。,2.(2017上海单科,4,3分)用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜,所观察到的干涉条纹为 (),答案B本题考查薄膜干涉。由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过的路程之差,则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度。因肥皂液薄膜在重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜,厚度相等的位置在同一条水平线上,故同一条干涉条纹必然是水平的,由此可知只有选项B正确。,解题指导干涉条纹位置与形状的判定 同一条干涉条纹上各点的位置决定了干涉条纹的形状。在双缝干涉及薄膜干涉中,某点处于哪一级亮条纹或暗条纹上,取决于两光波相遇时通过的路程差。在两波源相位相同的情况下,当r=n时处于亮条纹上,

9、当r=(2n+1)时处于暗条纹上。,3.(2017天津理综,2,6分)明代学者方以智在阳燧倒影中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是() A.若增大入射角i,则b光先消失 B.在该三棱镜中a光波长小于b光 C.a光能发生偏振现象,b光不能发生 D.若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应,则a光的遏止电压低,答案D本题考查色散、全反射、偏振、光电效应。当增大入射角i时,两单色光在左侧界面的折射角增大,但在右侧界面的入射角均减小,故不会引起全反射,A错误。由图知

10、三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率,而同种介质对频率越大的光折射率越大,故ab,B错误。偏振是横波所特有的现象,故a、b两光都能发生偏振,C错 误。由eUc=Ek=h-W可知,在照射同一光电管即W相同的条件下,a光波长长、频率低,故a光的遏止电压Uc也低,D正确。,知识归纳单色光的相关物理量(其他条件相同),4.(2016四川理综,5,6分)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sin i-sin r图像如图乙所示。则() A.光由A经O到B,n=1.5

11、B.光由B经O到A,n=1.5 C.光由A经O到B,n=0.67 D.光由B经O到A,n=0.67,答案B图像斜率k=1,故光从光密介质射入,从光疏介质射出,其折射率n= =1.5,故B选项正确。,5.2016浙江自选,13(1),4分如图所示的半圆形玻璃砖,圆心为O,半径为R,折射率为 。光由空 气从A点垂直射入玻璃砖,OA=。则() A.该玻璃的临界角为45 B.光在玻璃砖中的传播速度为v=c C.光第一次射出玻璃砖的折射角为60 D.玻璃的临界角随入射光线位置变化而变化,答案C由sin C=知该玻璃的临界角C45,A错误。光在玻璃砖中的传播速度为v= =c,B错误。如图,sin i=,由

12、折射定律有sin r=n sin i=,故r=60,C正确。由sin C=知 临界角只取决于玻璃的折射率,而与光线的入射位置无关,D错误。,评析本题以半圆形玻璃砖为载体考查了光的折射、全反射及光在介质中的传播速度,几何条件给定较为隐蔽,较好地考查了作图能力,难度中等偏易。,6.(2015安徽理综,18,6分)如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为。已知棱镜顶角为,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为(),A.B. C.D.,答案A由图可知,当出射角与入射角相等时,AB面上的折射角与A

13、C面上的入射角相等,设为r, 由几何关系可知+=180,2r+=180,得=2r,而=2(i-r),得i=,由折射定律得n= ,选项A正确。,7.(2015福建理综,13,6分)如图,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为a、b,该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb,则() A.anbB.ab,nab,nanb,答案B由图可知b光偏折程度大,则nab,B项正确。,8.(2015四川理综,3,6分)直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图。a、b光相比(),A.玻璃对a光的折射率较大 B.玻璃对a光的临界角较小 C.

14、b光在玻璃中的传播速度较小 D.b光在玻璃中的传播时间较短,答案C从光路图可以看出,a、b两束光的入射角相等,b光的折射角更小一些,由此可知nbna,A错误;由sin C=可知,玻璃对a光的临界角较大,B错误;由n=可知,b光在玻璃中的传播速度较 小,C正确;b光在玻璃中的传播速度较小,且它在玻璃中传播的距离较长,所以在玻璃中的传播时间较长,D错误。,9.2015重庆理综,11(1),6分虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带,光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为(

15、) A.紫、红、红、紫B.红、紫、红、紫 C.红、紫、紫、红D.紫、红、紫、红,答案A由题图可知,射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角,所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率,故M点的颜色为紫色,N点的颜色为红色;同理可得P点的颜色为红色,Q点的颜色为紫色,所以只有A项正确。,10.(2014北京理综,20,6分)以往,已知材料的折射率都为正值(n0)。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n0),称为负折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足=n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角

16、取负值)。现 空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n=-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是(),答案B折射线与入射线应位于法线的同一侧,故选项A、D错误。因为材料折射率n=-1,电磁波由空气进入介质时,sin =-sin(-),得=,则C项错。故正确选项为B。,11.2015课标,34(1),5分如图,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线。则() A.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度 B.在真空中,a光的波长小于b光的波长 C.玻璃砖对a光的折射率小

17、于对b光的折射率 D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大,则折射光线a首先消失 E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距,二、多项选择题,答案ABD从光路图看,入射角相同,a光的折射角较大,所以玻璃砖对a光的折射率较大,a光的频率较大,波长较短,B正确,C不正确;根据n=知vavb,A正确;随着入射角增大,a光的折射角先达 到90,D正确;在同一个双缝干涉实验装置上做实验,由x=知光的波长越长,干涉条纹间距越 大,E错误。,12.(2014浙江理综,18,6分)关于下列光学现象,说法正确的是() A.水中蓝光的传播速度比红光快 B.光从空气射入

18、玻璃时可能发生全反射 C.在岸边观察前方水中的一条鱼,鱼的实际深度比看到的要深 D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽,答案CD因为频率f蓝f红,则n蓝n红,又因为在水中v=,得到v蓝蓝,同一装置L/d相同,所以用红光时条纹间距更宽,D项正确。,13.2017课标,34(2),10分如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。,三、非选

19、择题,答案1.43,解析本题考查几何光学折射与反射。 如图,根据光路的对称性和光路可逆性,与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行。这样,从半球面射入的折射光线,将从圆柱体底面中心C点反射。 设光线在半球面的入射角为i,折射角为r。由折射定律有 sin i=n sin r 由正弦定理有 = 由几何关系,入射点的法线与OC的夹角为i。由题设条件和几何关系有 sin i= 式中L是入射光线与OC的距离。由式和题给数据得 sin r=,由式和题给数据得 n=1.43,14.(2017课标,34,15分)(1)在双缝干涉实验中,用绿色激光照射在双缝上,在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增

20、大干涉图样中两相邻亮条纹的间距,可选用的方法是。 A.改用红色激光 B.改用蓝色激光 C.减小双缝间距 D.将屏幕向远离双缝的位置移动 E.将光源向远离双缝的位置移动 (2)一直桶状容器的高为2l,底面是边长为l的正方形;容器内装满某种透明液体,过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料,其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源,已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直,求该液体的折射率。,解析(1)本题考查双缝干涉。由相邻两亮条纹间距x=可知,若要增大两相邻亮条纹的间 距,应增大双缝与光屏间距离L、减小双缝间距d或增大照射光波长,而红绿蓝,故选项

21、A、C、D正确。 (2)设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1,折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C,连接C、D,交反光壁于E点,由光源射向E点的光线,反射后沿ED射向D点。光线在D点的入射角为i2,折射角为r2,如图所示。设液体的折射率为n,由折射定律有 n sin i1=sin r1 n sin i2=sin r2 由题意知r1+r2=90,答案(1)ACD(2)1.55,联立式得n2= 由几何关系可知sin i1= sin i2= 联立式得n=1.55,解题关键(1)熟记双缝干涉中相邻亮条纹间距公式及各色光的波长大小关系。 (2)正确画出光路图,由数学知识找出相关

22、角的关系。,15.2016课标,34(2),10分如图,玻璃球冠的折射率为,其底面镀银,底面的半径是球半径的 ;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该 光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。,答案150,解析设球半径为R,球冠底面中心为O,连接O、O,则OOAB。令OAO=,有 cos = 即=30 由题意MAAB 所以OAM=60 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示。设光线在M点的入射角为i、折射角为r,在N点的入射角为i,反射角为i,玻璃折射率为n。由于OAM为

23、等边三角形,有 i=60 由折射定律有sin i=n sin r,代入题给条件n=得r=30 作底面在N点的法线NE,由于NEAM,有i=30 根据反射定律,有i=30 连接O、N,由几何关系知MANMON,故有MNO=60 由式得ENO=30 于是ENO为反射角,NO为反射光线。这一反射光线经球面再次折射后不改变方向。所以,经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为 =180-ENO=150 评分参考式各1分。,16.2016课标,34(2),10分如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的

24、临界角,水的折射率为。 ()求池内的水深; ()一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到池面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。,答案()2.6 m()0.7 m,解析()如图,设到达池边的光线的入射角为i。依题意,水的折射率n=,光线的折射角=90 。由折射定律有 n sin i=sin 由几何关系有 sin i= 式中,l=3 m,h是池内水的深度。联立式并代入题给数据得 h= m2.6 m ()设此时救生员的眼睛到池边的水平距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹

25、角为=45。由折射定律有,n sin i=sin 式中,i是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有 sin i= x+l=a+h 式中h=2 m。联立式得 x= m0.7 m,1.(2016北京理综,14,6分)下列说法正确的是() A.电磁波在真空中以光速c传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播,考点二电磁波相对论 一、单项选择题,答案A声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传播,故B、C两项均错误;电磁波的传播不需要介质,能在真空中以光速传播,A项正确,D项错误。,知识归纳要把电磁波与机械波的共同点和

26、不同点比较清楚。,2.(2016天津理综,1,6分)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在110 m范围内,则对该无线电波的判断正确的是() A.米波的频率比厘米波频率高 B.和机械波一样须靠介质传播 C.同光波一样会发生反射现象 D.不可能产生干涉和衍射现象,答案C无线电波与光波均为电磁波,均能发生反射、干涉、衍射现象,故C正确、D错。电磁波在真空中传播速度最快,故B错。由c=f可知,频率与波长成反比,故A错。,3.2015浙江自选,13(1),4分以下说法正确的是() A.真空中蓝光的波长比红光的波长长 B.天空

27、中的彩虹是由光干涉形成的 C.光纤通信利用了光的全反射原理 D.机械波在不同介质中传播,波长保持不变,答案C蓝光的频率大于红光的频率,在真空中光的传播速度相等,由=v/f,可得蓝光的波长小于红光的波长,选项A错;天空中的彩虹是由光的折射形成的,选项B错;光纤通信利用了光的全反射原理,选项C正确;机械波在不同介质中传播,频率保持不变,波长发生变化,选项D错误。,4.(2014四川理综,2,6分)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是() A.电磁波不能产生衍射现象 B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D

28、.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同,答案C衍射现象是波特有的现象,故电磁波能发生衍射现象,A错误。遥控器是通过发出的红外线脉冲信号遥控电视机的,B错误。根据多普勒效应,当天体相对地球运动时,我们接收到来自天体的电磁波频率发生变化,根据其变化可判断遥远天体相对地球的运动速度,C正确。光在真空中的速度是定值,在任何惯性系中测出的数值应相同,D错误。,5.(2013浙江理综,14,6分)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

29、控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同,答案B电磁波、声波都能够传递信息,A项错误;手机通话时将人的声音转化为电信号并通过电磁波传递,B正确;医院“B超”的超声波属于声波,传播速度远小于光速,C错误;红外线与X射线相比频率低,波长长,D错误。,6.2016课标,34(1),5分关于电磁波,下列说法正确的是() A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E.电磁波可以由电磁振荡产生,若

30、波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失,二、多项选择题,答案ABC电磁波在真空中的传播速度为3108 m/s,与频率无关,选项A正确;由麦克斯韦电磁场理论可知,选项B正确;变化的电场和磁场相互激发,且相互垂直,形成的电磁波的传播方向与电场和磁场均垂直,选项C正确;电磁波可以通过电缆、光缆传输,选项D错误;电磁振荡停止后,电磁波可以在空间继续传播,直到能量消耗完为止,选项E错误。,1.2014重庆理综,11(1),6分打磨某剖面如图所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角切磨在12,光线一定在OP边发生全反射 B.若2,光线会从OQ边射出 C.若1,光线会从OP边射出 D.若1,光线会在O

31、P边发生全反射,一、单项选择题,C组 教师专用题组,答案D作出12时一定有90-C,光线一定不会在OP边 上发生全反射,同时也一定有30+,即光线若能射在OQ边上,一定会发生全反射,故A、B皆 错误。当1时,一定有90-C,即光线一定在OP边发生全反射,C错误D正确。,2.(2014大纲全国,17,6分)在双缝干涉实验中,一钠灯发出的波长为589 nm的光,在距双缝1.00 m的屏上形成干涉图样。图样上相邻两明纹中心间距为0.350 cm,则双缝的间距为() A.2.0610-7 mB.2.0610-4 m C.1.6810-4 mD.1.6810-3 m,答案C由x=可得双缝间距d= m=1

32、.6810-4 m,选项C正确。,3.(2013天津理综,8,6分)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图,O点为圆心,OO为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN。由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点,入射光线与OO夹角较小时,光屏NQ区域出现两个光斑,逐渐增大角,当=时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大角,当=时,光屏NQ区域B光的光斑消失,则() A.玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 B.A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 C.时,光屏上只有1个光斑 D.时,光屏上只有1个光斑,二、多项选择题,答案AD因A光先消失,说明A光先发生全反射,所以玻璃对A光的折射率大

33、于B光,A项正确。由v=可知折射率越大则速度v越小,B项错误。当时,A光发生全反射,只有反射光斑 与B光的折射光斑,共2个,C项错误。当时,A、B光均发生全反射,光屏上只剩下1个反射光 斑,D项正确。,4.2014课标,34(2),9分一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示。玻璃的折射率为n=。 ()一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少? ()一细束光线在O点左侧与O相距 R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的 位置。,三、非选择题,答案()R()见解析,解析()在O点

34、左侧,设从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角,则OE区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出,如图。由全反射条件有sin = 由几何关系有OE=R sin 由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为 l=2OE 联立式,代入已知数据得l=R ()设光线在距O点R的C点射入后,在上表面的入射角为,由几何关系及式和已知条件得 =60,光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图。由反射定律和几何关系得 OG=OC=R 射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出。,5.2013重庆理综,11(2),6分利用半圆柱形玻璃,可减小激光光束的发

35、散程度。在如图所示的光路中,A为激光的出射点,O为半圆柱形玻璃横截面的圆心,AO过半圆顶点。若某条从A点发出的与AO成角的光线,以入射角i入射到半圆弧上,出射光线平行于AO,求此玻璃的折射率。,答案,解析如图 延长入射光线AB交半圆形玻璃砖直边于D,OBD=i,CBD=,所以折射角OBC=i-,故n=,6.2015海南单科,16(2),8分一半径为R的半圆柱形玻璃砖,横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角为()。与玻璃砖的底平面成(-)角度且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖 的半圆柱面上。经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出

36、的光,求底面透光部分的宽度。,答案,解析如图所示,设光线从A沿半径方向进入半圆柱形玻璃砖,恰好与法线重合,折射光线恰好射入圆心O处,由图中几何关系,可知该光线在O点的入射角恰好等于临界角而发生全反射。由几何光路可知:从部分射入的光线在BO界面发生全反射,无光线射出,从部分射入的光线在 OD界面有光线射出。 由全反射条件知OCD= 由几何关系,可知OCD=,CDO=-2 即= 得OD=,1.2016苏北三市三模,12B(1)下列说法正确的是() A.机械波能发生多普勒效应,电磁波则不能 B.全息照片利用了激光平行度好的特点 C.考虑相对论效应,沿杆方向高速运动的杆长度比静止时短 D.在双缝干涉实

37、验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄,一、单项选择题(每题3分,共6分),三年模拟,A组 20152017年高考模拟基础题组 (时间：35分钟 分值：50分),答案C所有波都能发生多普勒效应,故A错。全息照片利用了激光的相干性好的特点,故B错。C项所述为相对论的“尺缩效应”,正确。由x=和红光波长更长可知D错。,2.2016江苏南通一模,12B(1)下列说法中正确的是() A.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,蓝光的条纹间距宽 B.光纤通信利用了全反射的原理 C.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的 D.动车组高速行驶时,在地面上测得车厢的长度明显变短,答案B

38、双缝干涉条纹的间距x=,红光的波长长,条纹间距宽,A错。光纤通信是利用激光 在光纤管中的全反射传递信息的,B正确。肥皂泡呈现彩色条纹是光的薄膜干涉形成的,C错。动车组的速度远小于光速,相对论效应极不明显,故D错。,3.(2017江苏南京阶段检测)下列说法正确的是() A.电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的 B.紫光在水中的传播速度比红光在水中的传播速度小 C.光导纤维内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上会发生全反射 D.在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,则干涉条纹间距变宽,二、多项选择题(每题6分,共24分),答案BD均匀变化的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场不

39、能再产生电场,故A错。由v=和紫 光在水中的折射率大于红光可知,B正确。光由折射率大的介质进入折射率小的介质才可能发生全反射,故C错。由条纹间距x=和红光的波长大于绿光的波长可知,D正确。,4.(2017江苏三市二联)下列说法正确的是() A.机械波波源在均匀介质中无论运动与不运动,波在介质中的传播速度均不变 B.利用单摆测重力加速度实验中,小球质量不需要测量 C.红外线是不可见光,因此红外线从一种介质进入另一种介质不遵循折射定律 D.激光是单色光,只有单色光才能产生光的干涉现象,答案AB机械波的传播速度决定于介质,与波源无关,故A正确。利用单摆测重力加速度的原理式是T=2,与小球的质量无关,

40、故B正确。一切光都遵循折射定律,白光也会产生干涉现象, 故C、D均错。,5.2017苏北三市三模,12B(1)下列说法正确的是() A.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 B.当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振现象 C.飞船高速飞离地球时,飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢 D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象,答案BC均匀变化的磁场产生稳定的电场,故A错。检查光学平面的平整程度是利用薄膜干涉的原理,故D错。发生共振的条件是驱动力的频率等于固有频率,故B正确。由狭义相对论的时钟变慢原理可知C正确。,6.2016江苏苏锡常镇一模,12B(1)下列说法正确的是() A.弹簧振子

41、在驱动力作用下一定发生共振 B.光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物 C.火车以接近光速的速度通过站台时,车上乘客观察到站台上旅客变矮 D.光的偏振现象说明光是横波,答案BD驱动力的频率等于弹簧振子的固有频率时才能发生共振,故A错。光纤通信是激光在光导纤维中发生全反射进行信息传播的,B正确。垂直于速度方向上的尺寸不会因相对论效应而变化,故C错。只有横波才有偏振现象,故D正确。,7.2016江苏南京、盐城一模,12B(2)(8分)如图所示,宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球,飞船发出频率为的单色光。地面上的人接收到光的频率(选填“大于”、“等于”或“小于”),看到宇宙

42、飞船的宽度(选填“大于”、“等于”或“小于”)l。,三、非选择题(共20分),答案小于等于,解析根据多普勒效应,波源与接收者相互远离时,接收到的频率小于波源产生的波的频率。飞船的宽度与运动方向垂直,不受相对论效应的影响。,8.(2017江苏南京六校联考)(12分)直角玻璃三棱镜的截面如图所示,一条光线从AB面入射,ab为其折射光线,ab与AB面的夹角=60。已知这种玻璃的折射率n=,求: (1)这条光线在AB面上的入射角; (2)通过计算说明图中光线ab能否从AC面折射出去。,答案(1)45(2)见解析,解析(1)由图可知ab与法线的夹角2=30,根据折射定律得n=,1为光在AB面上的入射角,

43、 故sin 1=n sin 2=sin 30=,1=45。 (2)设光线在这种玻璃中的全反射临界角为C,则sin C=,C=45,又因为ab光线在AC面上的 入射角为60C=45,所以ab光线发生全反射,不能从AC面射出。,1.(2017江苏淮安摸底)关于生活中的波动,下列说法正确的是() A.电磁波既可以无线传播,也可以通过电缆、光缆进行有线传播,光缆传播的信息量最小 B.微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波 C.电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D.热物体发射红外线,冷物体不发射红外线,一、单项选择题(共3分),B组 20152017年高考模拟综合题组 (时间：

44、30分钟 分值：45分),答案C电磁波既可以无线传播,也可以通过电缆、光缆进行有线传播,电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,故A错误;微波炉内所产生的微波是电磁波,故B错误;电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波,故C正确;一切物体都能发射红外线,故D错误。,2.(2017江苏南京六校联考)下列说法正确的是() A.相对论认为时间和空间均与物质的运动状态有关 B.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率 C.用同一装置观察光的双缝干涉现象,蓝光的相邻条纹间距比红光的小 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度,二、多项选择题(每题6分

45、,共24分),答案AC狭义相对论中的“动尺变短”和“动钟变慢”说明了时间和空间均与运动状态有关,即A正确。声源和观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大,故B错。光的干涉中,相邻条纹间距x=,而蓝光的波长小于红光的波长,故C正确。镜头前加一个偏振片,是为了减弱反射 光的影响,故D错。,3.(2017江苏徐州模拟)下列说法正确的是 () A.若波源向观察者靠近,则波源发出的频率变大 B.托马斯杨通过光的双缝干涉实验,证明了光是一种波 C.坐在高速离开地球的火箭里的人认为,地球上的人新陈代谢变慢了 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度,答案BC多普勒效应是由于观察

46、者和波源间位置的变化而使观察者观察到的频率发生变化的现象,但波源发出的频率不变,故A错误;干涉是波特有的现象,托马斯杨通过光的双缝干涉实验,证明了光是一种波,故B正确;根据t=知,坐在高速离开地球的火箭里的人认为地球上 的时间间隔变长,人的新陈代谢变慢了,故C正确;玻璃的反射光是偏振光,所以拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃的反射光,故D错误。,4.2016江苏扬州二模,12B(1)以下关于光的说法正确的是() A.光纤通信利用了全反射的原理 B.无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉 C.人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的偏振现象 D.麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在,答案AB光纤通信是利用激光在光导纤维中发生全反射传递信息的,A正确。肥皂泡的厚度上薄下厚,光照射时易发生薄膜干涉,产生彩色条纹,故B正确。眯起眼睛看灯丝看到的彩色条纹为光的衍射现象,C错。赫兹