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

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專題15 光、電磁波、相對(duì)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(zhì)量檢查理科綜合】）下列說(shuō)法正確的是。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè) 得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)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(xué)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(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理 D.X射線在磁場(chǎng)中能偏轉(zhuǎn)．穿透能力強(qiáng)，可用來(lái)進(jìn)行人體透視 E聲源與觀察者相對(duì)靠近時(shí)，觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率 【答案】BCE 【解析】 考點(diǎn)：考查了光的偏振，干涉，多普勒效應(yīng) 【名師點(diǎn)睛】導(dǎo)纖維傳播信號(hào)是利用光的全反射原理；光的偏振說(shuō)明光的橫波，反射光都是橫波；光學(xué)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(duì)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(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)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(zhì)，經(jīng)OA面折射的光線都相交于M點(diǎn)，其中a光的折射光線恰好平行于0B，以下說(shuō)法正確的是（ ） A．該介質(zhì)對(duì)a光的折射率為2/3 B．a(chǎn)光的折射光線不能在AB面發(fā)生全反射 C．在同一介質(zhì)中，a光的光速大于b光的光速 D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距大于b光的條紋間距 【答案】B 【解析】 考點(diǎn)：考查了光的折射，全反射，雙縫干涉現(xiàn)象 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)題意作出光路圖，由幾何知識(shí)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(shí)求出光線在M點(diǎn)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(zhǎng)和頻率的關(guān)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(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）如圖所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)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(zhì)，經(jīng)OA面折射的光線都相交于M點(diǎn)，其中a光的折射光線恰好平行于0B，以下說(shuō)法正確的是（ ）B A．該介質(zhì)對(duì)a光的折射率為2/3 B．a(chǎn)光的折射光線不能在AB面發(fā)生全反射 C．在同一介質(zhì)中，a光的光速大于b光的光速 D．用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，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(shí)可知，入射角，折射角,根據(jù)折射定律得,故A錯(cuò)誤；由幾何知識(shí)求出光線在M點(diǎn)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(diǎn)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(cuò)誤；因a光的折射率大，故a光的波長(zhǎng)小于b光，由可知，用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光的條紋間距小于b光的條紋間距；故D錯(cuò)誤； 考點(diǎn)：考查了光的折射，全反射，雙縫干涉現(xiàn)象 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)題意作出光路圖，由幾何知識(shí)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(shí)求出光線在M點(diǎn)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(zhǎng)和頻率的關(guān)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(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】下列說(shuō)法中正確的是 A．變化的電場(chǎng)一定能夠在其周?chē)臻g產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)從而形成電磁波 B．當(dāng)觀察者向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的聲音的波長(zhǎng)大于聲源發(fā)出的波長(zhǎng) C．相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) 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(diǎn)：考查了電磁波的產(chǎn)生、多普勒效應(yīng)、相對(duì)論以及光的干涉 【名師點(diǎn)睛】周期性變化的電場(chǎng)一定能夠在其周?chē)臻g產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)；根據(jù)多普勒效應(yīng)分析波的頻率的變化；相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)；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(xué)、樟樹(shù)中學(xué)、高安中學(xué)等五校2017屆高三7月聯(lián)考物理試卷】（3分）以下說(shuō)法正確的是 A．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)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(duì)論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) D．光導(dǎo)纖維中內(nèi)層的折射率小于外層的折射率 【答案】A 【解析】 考點(diǎn)：光的偏振；光的干涉；相對(duì)論；光導(dǎo)纖維 6.【江西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹(shù)中學(xué)、高安中學(xué)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(gè)擺。當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺也振動(dòng)起來(lái)，此時(shí)b擺的振動(dòng)周期 (選填“大于”、“等于”或“小于”)d擺的周期。圖乙是a擺的振動(dòng)圖象，重力加速度為g，則a的擺長(zhǎng)為 。 a b c d 甲 x t0 2t0 3t0 t 乙 O 【答案】等于； 【解析】 試題分析：a擺擺動(dòng)起來(lái)后，通過(guò)水平繩子對(duì)b、c、d三個(gè)擺施加周期性的驅(qū)動(dòng)力，使b、c、d三擺做受迫振動(dòng)，三擺做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，由于驅(qū)動(dòng)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(zhǎng) 考點(diǎn)：?jiǎn)螖[ 7.【重慶市巴蜀中學(xué)2017屆高三上學(xué)期開(kāi)學(xué)考試?yán)砜凭C合物理試題】實(shí)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(dòng)性的是 .（填正確答案標(biāo)號(hào)） A．電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B．β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡 C．人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu) D．人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) E．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) 【答案】ACD 【解析】 考點(diǎn)：考查光的波粒二象性． 【名師點(diǎn)睛】本題考查了光的波粒二象性，有時(shí)波動(dòng)性明顯，有時(shí)粒子性明顯．明確各種物理現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)和原理才能順利解決此類(lèi)題目． 8.【江西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】如圖所示，MM′是空氣與某種介質(zhì)的界面，一條光線從空氣射入介質(zhì)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(zhì)的折射率為 B．光在介質(zhì)中的傳播速度c(c真空中光速) C．光線從介質(zhì)射向空氣時(shí)有可能發(fā)生全反射 D．光線由介質(zhì)射向空氣時(shí)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(cuò)誤．光在介質(zhì)中的傳播速度，故B正確．光線從介質(zhì)射向空氣時(shí)，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(shè)光線由介質(zhì)射向空氣時(shí)全反射的臨界角為C，則，則得：C＞45，故D正確；故選BCD. 考點(diǎn)：光的折射定律 9．【江西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)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（ ） a b c d A．a(chǎn)、c B．b、c C．a(chǎn)、d D．b、d 【答案】D 【解析】 試題分析：?jiǎn)慰p衍射的條紋是不等間距，中央亮紋又寬又亮，故選D. 考點(diǎn)：?jiǎn)慰p衍射 10. 【江西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國(guó)華裔科學(xué)家高錕, 以表彰他在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面”做出了突破性成就,高錕被譽(yù)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(zhì)量的通信服務(wù).目前我國(guó)正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò),下列說(shuō)法正確的是( ) A.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的干涉原理 B.光纖通信利用光作為載體來(lái)傳遞信號(hào) C.目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲 D.光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的色散原理 【答案】BC 【解析】 考點(diǎn)：光導(dǎo)纖維 11．【江西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】一束復(fù)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(gè)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(shí)應(yīng)該平行射出，故選B. 考點(diǎn)：光的折射 12．【江西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)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(xì)光束從O點(diǎn)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（ ） b c a o A．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(diǎn)：光的折射 13.市昌平區(qū)2016屆高三第二次（5月）統(tǒng)一練習(xí)理科綜合】一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面，如圖1所示。下列說(shuō)法中正確的是 A．介質(zhì)的折射率等于 B．介質(zhì)的折射率等于1.5 C．介質(zhì)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(diǎn)：折射定律 二、非選擇題 1.湖北省孝感高級(jí)中學(xué)2017屆高三9月調(diào)考】有一玻璃球冠，右側(cè)面鍍銀，光源S就在其對(duì)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(nèi)，經(jīng)右側(cè)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(diǎn)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(diǎn)：光的折射定律 【名師點(diǎn)睛】處理幾何光學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，關(guān)鍵是作出光路圖，一定要用直尺準(zhǔn)確作圖，然后根據(jù)幾何圖形的特點(diǎn)求角或者線段的長(zhǎng)度。 2.建省泉州市2016屆高三第二次（5月）質(zhì)量檢查】(6分)如圖，由a、b兩種單色光組成的平行復(fù)色光，從空氣中垂直射向玻璃半球的左側(cè)平面上，在玻璃半球的右側(cè)球面上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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 。 【答案】a， 【解析】 試題分析：a的頻率小于b的頻率，則玻璃對(duì)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(cè)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(diǎn)：全反射 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要掌握全反射的條件和臨界角公式．對(duì)于臨界角，當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)恰好發(fā)生全反射時(shí)，入射角等于臨界角． 3.蘇省揚(yáng)州市2015-2016學(xué)年度高三第四次模擬測(cè)試】如圖所示，ABCD為一棱鏡的橫截面，∠A＝∠B＝90，∠C＝60，CD面為鍍銀的反射面，BC邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，一束單色光垂直AB面射入棱鏡，從BC面中點(diǎn)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(shí)間． 【答案】（1）（2） 【解析】 考點(diǎn)：考查了光的折射，傳播 【名師點(diǎn)睛】解決光學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速公式，運(yùn)用幾何知識(shí)結(jié)合解決這類(lèi)問(wèn)題． 4.西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)期第一次月考物理試題】如圖所示，一根長(zhǎng)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(zhǎng)度b=0.6m，太陽(yáng)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： ①太陽(yáng)光射入水中的折射角β；②棒在池底的影長(zhǎng)l． 【答案】①37 ②1.4m 【解析】 考點(diǎn)：光的折射定律 5【江西省贛州市厚德外國(guó)語(yǔ)學(xué)校2017屆高三上學(xué)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(gè)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(duì)該光的折射率為n，求屏幕上被照亮區(qū)域的半徑。 【答案】 【解析】 試題分析：設(shè)光恰好要發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線照射到屏幕S上的E點(diǎn)到亮區(qū)中心O′點(diǎn)的距離r就是所求最大半徑，如圖所示．設(shè)臨界角為C，有 又 O′E=（d-OF）cotθC 解得 考點(diǎn)：全反射 6.西省宜川市宜春中學(xué)、樟樹(shù)中學(xué)、高安中學(xué)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(zhǎng)為2a。一束單色光從D點(diǎn)垂直于BC邊射入棱鏡，在AC邊上的E點(diǎn)恰好發(fā)生一次全反射后，從AB邊中點(diǎn)F處射出。已知真空中光速為c。求： ①棱鏡的折射率n；　　?、趩紊馔ㄟ^(guò)棱鏡的時(shí)間t。 A B C 30 F E D 【答案】① ② 【解析】 試題分析：在E點(diǎn)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(shí)間 考點(diǎn)：光的折射定律；全反射 7.南省洛陽(yáng)市第一高級(jí)中學(xué)2017屆高三上學(xué)期第一次月考】）一玻璃三棱鏡，其橫截面為等腰三角形，頂角θ為銳角，折射率為．現(xiàn)在橫截面內(nèi)有一光線從其左側(cè)面上半部射入棱鏡．不考慮棱鏡內(nèi)部的反射．若保持入射線在過(guò)入射點(diǎn)的法線的下方一側(cè)（如圖），且要求入射角為任何值的光線都會(huì)從棱鏡的右側(cè)面射出，則頂角θ可在什么范圍內(nèi)取值？ 【答案】 【解析】 考點(diǎn)：考查了光的折射，全反射 【名師點(diǎn)睛】作出光路圖，根據(jù)光的折射定律結(jié)合光在另一側(cè)面上折射時(shí)不能發(fā)生全反射，通過(guò)幾何關(guān)系求出頂角的范圍．