高考物理试题分项版汇编系列 专题17 光、电磁波、相对论(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题17光、电磁波、相对论一、单选题1下列有关光的现象中,不能用光的波动性进行解释的是( )A. 光的衍射现象 B. 光的偏振现象C. 泊松亮斑 D. 光电效应【答案】 D【解析】光的衍射、偏振都是波特有的性质,故能说明光具有波动性(偏振是横波特有的属性),AB不符合题意;泊松亮斑是由于光的衍射形成的,能用光的波动性进行解释,故C不符合题意;光电效应说明光具有粒子性,D符合题意2如图所示,在空气中有一直角棱镜ABC,A30,一束单色光从AB边射入棱镜,入射角为45,垂直于BC边射出,则该棱镜的折射率为 ()A. B. C. 1.5 D. 【答案】 B【解析】由光路图和几何知识得i60,i30,
2、则该棱镜的折射率为。故选B.【点睛】解决本题的关键要灵活运用数学知识求解折射角,同时要掌握折射定律3下列说法正确的是( )A. 红光的折射率比紫光的折射率大B. 光从空气射入介质后,光的频率发生改变C. 绿光比红光更容易发生全反射D. 在同一介质中传播时,蓝光比红光的传播速率大【答案】 C4a、b两种色光以相同的入射角从某种介质射向真空,光路如图所示,则以下叙述正确的是()。A. a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角B. 用同一干涉装置可看到a光的干涉条纹间距比b光宽C. 在该介质中a光的传播速度小于b光的传播速度 D. 如果b光能使某种金属发生光电效应,a光也一定能使该金属发生光电效应【
3、答案】 B【解析】b光的偏折程度大于a光,则b光的折射率大于a光,根据sinC=知,a光的全反射临界角大于b光全反射临界角故A错误因为a光的折射率小,则a光的波长大,根据x知,则a光的干涉条纹间距宽故B正确根据得,a光的折射率小,则a光在介质中的传播速度大于b光故C错误a光的折射率小,则a光的频率小,b光能使某金属发生光电效应,a光不一定能使该金属发生光电效应故D错误故选B点睛:解决本题的突破口,比较出两光的折射率大小,从而得出频率、波长、临界角、在介质中的波速等大小关系5如图所示,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,LC振荡电路工作时的周期为T,在t=0时断开电键K,则在0到T/4这段时间内,下
4、列叙述正确的是A. 电容器C放电,A板上正电荷逐渐减小,LC回路中电流逐渐增大,当t=T/4时电流达到最大B. 电容器C放电,A板上正电荷逐渐减少,LC回路中电流逐渐减小,t=0时放电电流最大C. 电容器C被充电,B板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=T/4时电流为零D. 电容器C被充电,A板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=T/4时电流为零【答案】 C【解析】开关闭合时,通过L的电流从上往下,电容器带电量为零;在t=0时断开电键K,则在0到T/4这段时间内,则电容器C被充电,B板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=T/4时电流为零,故选项C正确,ABD
5、错误;故选C.6物体放在凸透镜的主轴上,且物距大于焦距,用红、紫、白三种光照射物体,在镜另一侧的一个可动光屏上分别形成清晰的像,则下列说法中正确的是A. 红光照射成的像最大 B. 紫光照射成的像最大C. 白光照射成的像最大 D. 用白光照射成的像最清晰【答案】 A【解析】因红光的折射率最小,则经透镜折射后的焦距最长,即物体更靠近红光的焦点位置,则所成的像最大,故选项A正确,BC错误;因白光是复色光,各种颜色的光成像的位置不重合,则图像最不清晰,选项D错误;故选A.7把物体和光屏的位置固定,在两者的正中间放一个透镜,这时光屏上出现一个清晰的像,若再移动透镜到某一位置时,则光屏上A. 还可以出现一
6、个缩小的像 B. 还可以出现一个放大的像C. 先后出现一个缩小的像和放大的像 D. 不再出现像【答案】 D【解析】由题意知,在两者连线的正中间放一凸透镜,这时光屏上出现一个清晰的像,物体经凸透镜后成的是实像,且像距等于物距,则成倒立、等大的实像如果沿着连线再移动透镜时,凸透镜成实像时,物近像远像变大,而题目中告知把物体和光屏的位置固定,所以不可能出现放大或缩小的像故ABC错误,D正确故选D8如图所示,任意一条光线射向夹角为的两平面镜的相对镜面上,相继经两镜面反射后,最后射出线与最初入射线的方向间夹角应为A. B. 2 C. 3 D. 4【答案】 B【解析】由图可知,光线经两面镜反射后的光线如图
7、所示,夹角为i,由几何关系可知,i=CAB+ABC;作出两次反射的法线,如图所示,则有:CAB+ABC=;则可知i=2,故B正确,ACD错误故选B点睛:本题考查光的反射定律的应用,要注意光学问题作出光路路再根据几何关系求解是解题的关键9人们对光的认识经历了一个漫长的过程,下列有关对光的阐述中正确的是( )A. 当一束光射到两种介质的分界面上时,一定会同时发生反射和折射现象B. 光在水中的传播速度可能大于光在真空中的速度C. 光的偏振现象说明光是一种横波D. 光的干涉和衍射现象说明光是一种纵波【答案】 C【解析】若光在界面上发生全反射现象,则没有折射现象发生,A错误;光在真空中的传播速度最大,在
8、水中的传播速度小于在真空中的传播速度,B错误;偏振是横波的特点,光的偏振现象说明光是一种横波,C正确;光的干涉和衍射现象仅说明光具有波动性,D错误10一束单色光从空气射向某种介质的表面,光路如图所示,则该介质的折射率约为()A. 1.50 B. 1.41C. 0.71 D. 0.67【答案】 B【解析】由题单色光从空气射向该介质时,入射角i=45,折射角r=30,则该介质的折射率为,故选B点睛:折射率公式是几何光学基本知识,要注意适用的条件是光从真空射入介质发生折射11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,用这两束单色光 a、b 分别照射同一光电管,下列说法正确的是( )A
9、. 若 a 光恰能发生光电效应,则 b 光一定不能发生光电效应B. 若 b 光恰能发生光电效应,则 a 光可能发生光电效应C. 若 a、b 光都能发生光电效应,则 a 光的饱和电流小D. 若 a、b 光都能发生光电效应,则 a 光的遏制电压低【答案】 D【解析】根据折射率定义公式,从空气斜射向玻璃时,入射角相同,光线a对应的折射角较大,故光线a的折射率较小,即nanb,a光的频率较小,若 a 光恰能发生光电效应,则 b 光一定能发生光电效应;若 b 光恰能发生光电效应,则 a 光一定不能发生光电效应,选项A错误;饱和光电流大小与光的频率无关,只与光强有关,选项C错误;a光频率较小,根据E=h,
10、则a光光子能量较小,则a光束照射逸出光电子的最大初动能较小,根据,则a光的遏止电压低,故D正确;故选D点睛:本题关键依据光路图来判定光的折射率大小,然后根据折射率定义公式比较折射率大小,学会判定频率高低的方法,同时掌握光电效应方程,及遏止电压与最大初动能的关系12下列说法正确的是A. 光的偏振现象说明光是一种纵波B. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的,这是光的折射现象C. 激光全息照相时利用了激光相干性好的特性D. 在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为绿光,则干涉条纹间距变宽【答案】 C13如图所示,玻璃棱镜的截面为等腰三角形,顶角a为30。一束光线垂直于ab面射入棱镜,又从a
11、c面射出。出射光线与入射光线之间的夹角为30,则此棱镜材料的折射率是()A. B. C. D. 【答案】 D【解析】试题分析:由几何关系求出折射角和入射角,结合折射定律求出棱镜的折射率根据几何关系得入射角,折射角,由折射定律得,D正确14太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于()A. 光的干涉、色散和衍射现象B. 光的干涉、衍射和色散现象C. 光的衍射、色散和干涉现象D. 光的衍射、干涉和色散现象【答案】 A【解析】在太阳光照射下肥皂膜呈现彩色,是薄膜干涉现象;瀑布溅起的小雨滴相当于棱镜,在阳光下呈现的彩虹是光的色散现
12、象;通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色是光的衍射现象,A正确15下列说法正确的是()A. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果B. 用光导纤维传送图像信息,这是光的衍射的应用C. 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象D. 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,可使景像清晰【答案】 D考点:光学现象的区分点评:本题考查了常见的光学现象的区分,要了解常见光学现象的原理和现象。16如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路图的是()【答案】 A【解析】试题分析:光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射,且折射角小于
13、入射角,故B、D错误;光从玻璃进入空气折射角应大于入射角,所以C错误;从光密进入光梳,若满足入射角大于临界角的情况,则会发生全反射,故A正确。考点:本题考查光的折射、全反射视频17a、b是两束频率不同的单色光,已知a光频率低于b光频率,则下面说法中正确的是()A. 若用a光做衍射实验,衍射现象更明显B. 若用b光做衍射实验,衍射现象更明显C. 光束中a光子的能量较大D. 若用a光做光电效应实验,没有光电子打出,则用b光做光电效应实验一定有光电子打出【答案】 A【解析】因a光频率低于b光频率,则a光波长大于b光波长,若用a光做衍射实验,衍射现象更明显故A正确,B错误 a光频率低于b光频率,光束中
14、a光子的能量较小故C错误若用a光做光电效应实验,没有光电子打出,说明a光的频率小于金属的极限频率,若用b光做光电效应实验,则b光的频率不一定大于金属的极限频率,即也不一定有光电子打出,故D错误故选A18劣质的玻璃中往往含有空气泡,这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有以下不同的解释,其中正确的是()A. 空气泡对光线有会聚作用,因而较亮B. 空气泡对光线有发散作用,因而较亮C. 从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮D. 从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮【答案】 D【解析】水中的空气泡看上去比较亮是全反射的缘故,发生全反射的条件是光从光密媒质射入光疏媒质,故
15、D正确19关于自然光和偏振光,下列说法正确的是()A. 自然光能产生光的干涉现象和衍射现象,而偏振光却不能B. 只有自然光透过偏振片才能获得偏振光 C. 自然光只能是白光,而偏振光不能是白光D. 自然光和偏振光都能使感光底片感光【答案】 D【解析】试题分析:偏振光同样能产生干涉与衍射;自然界中的反射光等均属于偏振光;自然光可以是任意颜色的色光,偏振光也可以是白色光;自然光和偏振光都能使感光底片感光干涉和衍射现象是波的特性,一切波都可以发生干涉和衍射现象,偏振光也属于波,故偏振光也可以发生干涉和衍射现象,A错误;自然光垂直于传播方向的上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同,而偏振光是垂直
16、于传播方向的平面上,只沿某个特定方向振动,自然界中大部分是偏振光,自然界中的反射光等均属于偏振光,自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光,B错误;自然光可以是任意颜色的色光,而偏振光也可以是白色光,C错误;自然光和偏振光都具有粒子性,都能使感光底片感光,故D正确20(2011年苏北四市期末调研)香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献,评委会指出:高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作,成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石下列关于“光纤”及原理的说法中,正确的是()A. 光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰
17、性强等优点B. 光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C. 实用光导纤维是由内芯和外套两层组成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发生全反射D. 当今社会,在信号的传输领域中,光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”,成为传播信息的主要工具,是互联网的骨架,并已联接到普通社区【答案】 AD【解析】考点:光导纤维及其应用;全反射。分析:光纤通信是利用光的全反射原理,具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点。解答:A、光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点故A正确。B、光纤通信、内窥镜利用了光的全反射原理,但是全息照相、数码
18、相机不是利用光的全发射故B错误。C、全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角,所以内芯的折射率大于外套的折射率,光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射。故C错误。D、在信号的传输领域中,光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”,成为传播信息的主要工具,是互联网的骨架,并已连接到普通社区故D正确。故正确的是AD。点评:解决本题的关键知道光纤通信的原理和优点,以及知道全反射的条件。21用相对论的观点判断,下列说法不正确的是()A. 时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B. 在地面上的人看来,以6 km/s的速度运动的飞
19、船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C. 在地面上的人看来,以6 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄,而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D. 当物体运动的速度vc时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计【答案】 A【解析】由相对论的观点,时间和空间都是相对的,故A错误;根据时间间隔的相对性可知,时间延缓效应,因此地面上的人看飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的,B正确;根据长度的相对性,可知,在运动方向上长度缩短,故C正确;当低速宏观物体时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计,D正确22对相对论的基本认识,下列说法
20、正确的是()A. 相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B. 爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C. 在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上快D. 我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了【答案】 A【解析】爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系,质量和能量是物体存在的两种形式,质量和能量是不同的概念。再由相对论的基本原理可知,选项A正确23爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它()A. 揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B. 借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C. 否定了牛顿力学的原理D. 修正了能量、质量互相转化的理论【答案】 A【解析
21、】狭义相对论和广义相对论揭示了时空的可变性,使人们能进一步去研究高速运动的物体,A正确24如果你以接近于光速的速度朝一星体匀速飞行,你可以发觉()A. 你的质量在增加B. 你的心脏跳动在慢下来C. 你在变小D. 你永远不能由自身的变化知道你的速度【答案】 D【解析】相对论的基本概念是:当你被关在一个封闭的房子中时,你绝对无法知道房子是否在做匀速运动。当房子突然停止运动时,在其中的人是能够感知这一点的;当房子突然开始运动时,其内部的人也能有感觉;当房子旋转时,关在其内部的人也能说出它在转动,但如果房子是在做匀速直线运动,即没有任何加速度,则在其内部的人就无法知道房子是否在移动,即使房子有一个窗户
22、,你从窗户向外看,看见某些东西在朝你移动,但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动,还是这些东西在向你的房子移动,D正确25在适当的时候,通过仪器可以观察到太阳后面的恒星,这说明星体发出的光()A. 经太阳时发生了衍射B. 可以穿透太阳及其他障碍物C. 在太阳引力场作用下发生了弯曲D. 经过太阳外的大气层时发生了折射【答案】 C【解析】根据爱因斯坦的广义相对论可知,光线在太阳引力场作用下发生了弯曲,所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星,C正确26以下说法中正确的是()A. 水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是光的干涉现象B. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,并通过实
23、验加以证实C. 某种介质中振源振动的越快,机械波传播得就越快D. 运动物体速度可以大于真空中的光速【答案】 A【解析】水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色,这是光的干涉现象,选项A正确;麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹通过实验加以证实,选项B错误;机械波的传播速度与介质有关,与振源无关,选项C错误;根据相对论原理,任何运动物体速度都不可能大于真空中的光速,选项D错误;故选A.27下列说法正确的是( )A. 麦克斯韦预言和验证了电磁波的存在B. 只要有变化的电场,就一定有电磁波存在C. 狭义相对性原理是指一切物理规律在任何惯性系中具有相同的形式D. 接收电磁波时,通过调制来使接收电路中出现电谐
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