2022年高考物理真题和模拟题分类汇编专题17光学电磁波相对论含解析.doc
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1、专题17 光学 电磁波 相对论选择题1.(2021浙江卷)用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点O和两出射点P、Q恰好位于光盘边缘等间隔的三点处,空气中的四条细光束分别为入射光束a、反射光束b、出射光束c和d、已知光束a和b间的夹角为,则()A.光盘材料的折射率B.光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二C.光束b、c和d的强度之和等于光束a的强度D.光束c的强度小于O点处折射光束的强度答案D解析:光束c的强度与反射光线PQ强度之和等于折身光线OP的强度,所以D正确;故选D。2.(2021北京海淀一模)如图4所示,在做“测量玻璃的折射率”实验时,先在白纸上放好一块两面平
2、行的玻璃砖,描出玻璃砖的两个边MN和PQ,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和,然后在另一侧透过玻璃砖观察,再插上大头针、,然后做出光路图,根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验,下列说法中正确的是A.大头针须挡住及、的像B.入射角越大,折射率的测量越准确C.利用量角器量出、,可求出玻璃砖的折射率D.如果误将玻璃砖的边PQ画到,折射率的测量值将偏大【答案】A【解析】做实验时,大头针P4须挡住P3及P1、P2的像,选项A正确;若入射角越大,则操作起来会不太方便,故并不是入射角越大越好,选项B错误;量出i1、i2,计算折射率时的公式是n=,选项C错误;如果误将玻璃砖的PQ画到PQ,则连线时会使折射角
3、变大,如图所示,故计算的折射率会偏小,选项D错误。3.(2021北京海淀一模)由a和b两种频率的光组成的光束,经玻璃三棱镜折射后的光路如图1所示。a光是氢原子由n=4的能级向n=2的能级跃迁时发出的。下列说法中正确的是A.该三棱镜对a光的折射率较大B.在该三棱镜中,a光的传播速度小于b光的传播速度C.用同一双缝干涉装置进行实验,a光干涉条纹的间距大于b光干涉条纹的间距D.b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时发出的【答案】C【解析】由图可知,a光原光束偏离的距离近,说明它的折射率小,选项A错误;a光的折射率小,它相当于红光,根据n=c/v可知,a光的传播速度较大,选项B错误;再根据
4、x=可知,a光干涉条纹间距大于b光干涉条纹间距,选项C正确;由于a光是由n=4的能级向n=2的能级跃迁发出的,b光的折射率大,可以类比紫光,可见b光的能量大于a光,所以b光不可能是由n=3的能级向n=2的能级跃迁发出的,选项D错误。4.(2021江苏常州一模)某同学希望在暗室中用如图实验装置观察光现象:平面镜水平放置,单色线光源S垂直于纸面放置,S发出的光有一部分直接入射到竖直放置的光屏上,一部分通过平面镜反射后射再到光屏上,则()A.光现象为干涉现象,光屏上的条纹与镜面垂直B.光现象为衍射现象,光屏上的条纹与镜面平行C.将光源沿竖直方向靠近平面镜,相邻条纹间距减小D.将光屏沿水平方向远离平面
5、镜,相邻条纹间距增大【分析】本题类似于双缝干涉,根据双缝干涉条纹的间距公式x,结合d和L的变化判断条纹间距的变化,从而即可求解。【解答】解:AB、平面镜的反射光相当于从S的像点发出的光,所以该装置类似于双缝干涉装置,所以能在光屏上观察到与镜面平行的干涉条纹,故AB错误;C、若将线光源S沿竖直方向靠近平面镜平移,相当于减小了两束干涉光的间距d,根据双缝干涉条纹的间距公式x,可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大,故C错误;D、若光屏沿水平方向远离平面镜,即L增大,根据双缝干涉条纹的间距公式x,可知屏上的两个相邻暗条纹间的距离增大,故D正确。故选:D。【点评】考查光的干涉现象,解决本题的关键掌握双缝
6、干涉条纹的间距公式x,并能灵活运用,注意看成双缝干涉是解题的突破口。非选择题5.(2021全国甲卷)如图,单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为m/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为_m/s;对于所有可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是_st_s(不考虑反射)。答案: (1). (2). (3).解析:1 该单色光在玻璃板内传播的速度为2当光垂直玻璃板射入时,光不发生偏折,该单色光通过玻璃板所用时间最短,最短时间3当光的入射角是90时,该单色光通过玻璃板所用时间最长。由折射定律可知最长时间6.(2021河北卷)将两块半径均为R、
7、完全相同的透明半圆柱体A、B正对放置,圆心上下错开一定距离,如图所示,用一束单色光沿半径照射半圆柱体A,设圆心处入射角为,当时,A右侧恰好无光线射出;当时,有光线沿B的半径射出,射出位置与A的圆心相比下移h,不考虑多次反射,求:(1)半圆柱体对该单色光的折射率;(2)两个半圆柱体之间的距离d。答案:(i);(ii)解析:(i)光从半圆柱体A射入,满足从光密介质到光疏介质,当时发生全反射,有解得(ii)当入射角,经两次折射从半圆柱体B的半径出射,设折射角为,光路如图由折射定律有有几何关系有联立解得7.(2021湖南卷)我国古代著作墨经中记载了小孔成倒像的实验,认识到光沿直线传播。身高的人站在水平
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