专题17 光学电磁波相对论-高考真题和模拟题物理分项汇编(解析版).doc
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1、资料下载来源:衡水中学内部资料群:591993305,高中各科学霸资料群:680662798,专题17 光学 电磁波 相对论1(2020江苏卷)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的,能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高,则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是AI增大,增大BI增大,减小CI减小,增大DI诚小,减小【答案】B【解析】黑体辐射的实验规律如图。特点是,随着温度升高,各种波长的辐射强度都有增加,所以人体热辐射的强度增大;随着温度的升高,辐射强度的峰值向波长较短的方向移动,所以减小。故选B。2
2、(2020浙江卷)在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是A当体温超过37.3时人体才辐射红外线B当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的【答案】D【解析】AB凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射,故人体一直都会辐射红外线,故A错误,B错误;CD人身体各个部位体温是有变化的,所以辐射的红外线强度就会不一样,温度越高红外线强度越高,温度越低辐射的红外线强度就越低,所以通过辐射出来的红外线的强度就会辐射出个各部位的温度;红外体温计并不是靠体温计发射
3、红外线来测体温的,故C错误,D正确。故选D。3(2020浙江卷)下列说法正确的是A质子的德布罗意波长与其动能成正比B天然放射的三种射线,穿透能力最强的是射线C光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性【答案】D【解析】A由公式,可知质子的德布罗意波长,故A错误;B天然放射的三种射线,穿透能力最强的是射线,故B错误;C由,当,可知截止频率与入射光频率无关,由材料决定,故C错误;D电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性,故D正确。故选D。4(2020新课标卷)如图所示,圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上,光线从P点垂直界面入射后,恰好
4、在玻璃砖圆形表面发生全反射;当入射角时,光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c,则A玻璃砖的折射率为1.5B之间的距离为C光在玻璃砖内的传播速度为D光从玻璃到空气的临界角为30【答案】C【解析】AB作出两种情况下的光路图,如图所示。设,在A处发生全反射故有。由于出射光平行可知,在B处射出,故由于。联立可得,故AB错误;C由可得,故C正确;D由于,所以临界角不为30,故D错误。故选C。5(2020山东卷)双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等,O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为的光,经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点,经
5、S2出射后直接传播到O点,由S1到O点与由S2到O点,光传播的时间差为。玻璃片厚度为10,玻璃对该波长光的折射率为1.5,空气中光速为c,不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是()ABCD【答案】A【解析】光在玻璃中的传播速度为,可知时间差,故选A。6(2020新课标卷)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有_。A雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声B超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化C观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低D同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的
6、周期性变化【答案】BCE【解析】A之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢,所以A错误;B超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时,由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化,B正确;C列车和人的位置相对变化了,所以听得的声音频率发生了变化,所以C正确;D波动传播速度不一样是由于波的频率不一样导致的, D错误;E双星在周期性运动时,会使得到地球的距离发生周期性变化,故接收到的光频率会发生变化,E正确。故选BCE。7(2020江苏卷)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有A杀菌用的紫外灯B拍胸片的X光机C治疗咽喉炎的超声波雾化器D检查血流情况的“彩超”机【答案
7、】AB【解析】A紫外灯的频率高,能量强,所以用于杀菌,属于电磁波的应用,A正确;BX光的穿透能力较强,所以用于拍胸片,属于电磁波的应用,B正确;C超声波雾化器是超声波的应用,与电磁波无关,C错误;D彩超属于超声波的应用,与电磁波无关,D错误。故选AB。8(2020江苏卷)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有A没有固定的熔点B天然具有规则的几何形状C沿不同方向的导热性能相同D分子在空间上周期性排列【答案】AC【解析】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在
8、各个方向上是相同的,叫“各向同性”。它没有固定的熔点。故选AC。9(2020山东卷)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BBCC面的线状单色可见光光源,DE与三棱镜的ABC面垂直,D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为2,只考虑由DE直接射向侧面AACC的光线。下列说法正确的是()A光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的B光从AACC面出射的区域占该侧面总面积的C若DE发出的单色光频率变小,AACC面有光出射的区域面积将增大D若DE发出的单色光频率变小,AACC面有光出射的区域面积将减小【答案】AC【解析】AB由题可知,可知
9、临界角为45o,因此从D点发出的光,竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘,同时C点也恰好是出射光线的边缘,如图所示,因此光线只能从MC段射出,根据几何关系可知,M恰好为AC的中点,因此在 平面上有一半的面积有光线射出,A正确,B错误;C由于频率越高,折射率越大,当光源发出的光的频率变小,折射率也会变小,导致临界角会增大,这时M点上方也会有光线出射,因此出射光线区域的面积将增大,C正确,D错误。故选AC。10(2020江苏卷)我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯(内层玻璃)的折射率比外套(外层玻璃)的_(选填“大”或“小”)。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为,则该内芯的折射
10、率为_。(取,结果保留2位有效数字)【答案】大 【解析】根据全反射定律可知光钎内芯的折射率比外套的折射率大,这样光在内芯和外壳的界面上才能发生全反射,保证信息的传输。折射率为11(2020新课标卷)如图,一折射率为的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,A=90,B=30。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。【答案】2【解析】设从点入射的光线经折射后恰好射向点,光在边上的入射角为,折射角为,如图所示由折射定律有设从范围入射的光折射后在边上的入射角为,由几何关系有代入题中数据解得,所以从范围入射的光折射后在边上发
11、生全反射,反射光线垂直射到边,边上全部有光射出。设从范围入射的光折射后在边上的入射角为,如图所示由几何关系可知根据已知条件可知即从范围入射的光折射后在边上发生全反射,反射光线垂直射到边上。设边上有光线射出的部分为,由几何关系得边与边有光射出区域的长度比值为12(2020新课标卷)直角棱镜的折射率n=1.5,其横截面如图所示,图中C=90,A=30。截面内一细束与BC边平行的光线,从棱镜AB边上的D点射入,经折射后射到BC边上。(1)光线在BC边上是否会发生全反射?说明理由;(2)不考虑多次反射,求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。【答案】(1)光线在E点发生全反射;(2)【解析】
12、(1)如图,设光线在D点的入射角为i,折射角为r。折射光线射到BC边上的E点。设光线在E点的入射角为,由几何关系,有=90(30r) 60 根据题给数据得sin sin60 即大于全反射临界角,因此光线在E点发生全反射。(2)设光线在AC边上的F点射出棱镜,光线的入射角为i,折射角为r,由几何关系、反射定律及折射定律,有i= 30 i =90 sin i = nsinr nsini = sinr 联立式并代入题给数据,得 由几何关系,r即AC边射出的光线与最初的入射光线的夹角。13(2020天津市和平区高三高考三模)蓝光相比红光具有频率高、能最大的特点,则以下叙述正确的是A发生全反射时红光的临
13、界角小于蓝光的临界角B用同一干涉装置可看到红光的干涉条纹间距比蓝光宽C在同一均匀介质中蓝光的传播速度小于红光的传播速度D如果蓝光能使某种金属发生光电效应,红光也一定能使该金属发生光电效应【答案】BC【解析】A、红光的折射率比蓝光的折射率小,由可知红光的临界角比蓝光的大;故A错误;B、根据,当用同一装置做双缝干涉实验时,双缝干涉条纹间距与光的波长成正比,红光的波长比蓝光长,所以红光的双缝干涉条纹间距大于蓝光双缝干涉条纹间距,故B正确;C、红光的折射率比蓝光的折射率小,根据知,红光在介质中传播速度大于蓝光的传播速度,故C正确;D、红光的折射率小,则红光的频率小,蓝光能使某金属发生光电效应,红光不一
14、定能使该金属发生光电效应,故D错误。14(2020陕西省汉中市高三下学期第二次教学质量检测)下列说法正确的是A在摆角小于5时单摆的周期与振幅无关B用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象C在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象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E两列波相叠加产生干涉现象,振动加强区域与振动减弱区域应交替出现【答案】ACE【解析】在摆角小于5时单摆的振动可视为简谐振动,此时周期与振幅无关,选项A正确;三棱镜观察太阳光谱,是利用光的折射率不同,出现光的折射色散现象,故B错误;在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,选项C正确;用标准平面检查光学平面的平整程度
15、是利用光的干涉现象,选项D错误;两列波相叠加产生干涉现象,振动加强区域与振动减弱区域应交替出现,选项E正确.15(2020重庆市调研测试)某容器中盛有水,底部O处发出的光束中含有a、b两种色光,在水与空气界面的折射情况如图所示。以下判断正确的是A水对a光折射率比水对b光折射率小B在水中a光的速度比b光速度小C在真空中,a光的波长比b光的波长小D增大光束在水中的入射角,界面处折射光先消失的是b光E用同一实验装置做光的干涉实验,屏上相邻亮条纹中心间距,a光间距比b光大【答案】ADE【解析】A、由图可知水对a光折射率比水对b光折射率小,故选项A正确;B、由可知在水中a光的速度比b光速度大,故选项B错
16、误;C、a光频率比b光频率小,在真空中,a光的波长比b光的波长大,故选项C错误;D、由临界角公式可知b光的临界角小于a光的临界角,增大光束在水中的入射角,界面处折射光先消失的是b光,故选项D正确;E、根据双缝干涉条纹的间距公式可知两种色光的波长越长,条纹间距较大,所以a光的条纹间距比b光波长大,故选项E正确。16(2020四川省遂宁市高三第三次诊断性考试)如图所示,一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光以下说法正确的是A真空中a光的波长比b光的大B在同一介质中,a光的传播速度比b光慢C光由同一介质射入空气时,a光的临界角比b光小Da、b通过相同的单缝衍射实验装置,b光的中央亮条纹较
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