专题15 光、电磁波、相对论（选修3-4）（第06期）-2017届高三物理百所名校好题速递分项解析汇编

专题15 光、电磁波、相对论（选修3-4）（第06期）-2017届高三物理百所名校好题速递分项解析汇编

导语：本期汇编精选全国各地百所名校2017届高三上学期期末考试试题或者全国市级联考试题，这些试题本身原创度就高，再加上优中选优，保证了题题精彩。‎ 专题15 光、电磁波、相对论（选修3-4）‎ 一、选择题 ‎1．【2017·辽宁省本溪市高级中学、大连育明高级中学、大连二十四中高三联合模拟考试】如图所示，是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于放置的光屏，沿方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是____（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，没选错一个扣3分，最低得分为0）‎ A．该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小 B．A光的频率比B光的频率高 C．在该玻璃体中，A光比B光的波长长 D．在真空中，A光的波长比B光的波长长 E．A光从空气进入该玻璃体后，其频率变高 ‎【答案】ACD ‎【名师点睛】解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较光的折射率，知道折射率、频率、波长以及光在介质中的速度等大小关系．‎ 二、非选择题 ‎2．【2017·重庆市高三上学期（一诊）期末测试】（10分）如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A、B、C为三个顶点，其中∠A=60°，∠B=90°，AB长度为cm。一束与BC平行的单色光射向AC面，入射点为D，D、C两点间距离为cm，三棱镜材料对这束单色光的折射率是。求：‎ ‎①光在三棱镜中的传播速度v；②光从进入三棱镜到经AC面出射所经过的最短时间t.‎ ‎【答案】①②‎ ‎【名师点睛】本题考查光的折射问题，对数学几何能力的要求较高，平时需加强训练，提高解题能力，同时掌握光的折射定律，注意正确的作图是解题的关键．‎ ‎3．【2017·黑龙江省大庆中学高三上学期期末考试】（10分）如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A=30°．它对红光的折射率为n1．对紫光的折射率为n2．在距AC边为d处有一与AC平行的光屏．现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜 红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？ ‚为了使红光能从AC面射出棱镜，n1应满足什么条件？ ƒ若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离．‎ ‎【答案】（1）n2：n1；（2）n1＜2；（3）．‎ ‎【解析】（1）根据公式，得 根据折射定律得，，又i1=i2=30° 又由几何知识得，在光屏MN上两光点间的距离△x=dtanr2-dtanr1 ‎ 代入解得 考点：光的折射定律 ‎【名师点睛】本题考查光在介质中速度、全反射及折射定律的综合应用，中等难度．对于折射定律的应用，关键是作出光路图。‎ ‎4．【2017·广东省揭阳市高三上学期期末调研考试】如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，∠A=60°，∠C=90°，一束极细的光于AC边的中点D垂直AC面入射，已知AD=a，棱镜的折射率n=，光在真空中的传播速度为c，求：‎ ①光从棱镜第一次射入空气时的折射角；‎ ②光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(结果可以用根式表示)。‎ ‎【答案】①r=45°②‎ 所求时间 考点：考查了光的折射，全反射 ‎【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．‎ ‎5．【2017·四川省成都市高三第一次诊断性检测】（10分）如图所示，横截面为正方形的玻璃砖ABDE处于真空中，其边长为d。现有与ABDE在同一平面内的单色细光束P经AB边中点O射入玻璃砖中。已知细光束与AB边成θ=30°夹角，玻璃砖的折射率n=，光在真空中的传播速度为c。不考虑光的多次反射，求：‎ ‎(i)该光束从玻璃砖射出时，相对入射光束P的偏向角（出射方向与入射方向间的夹角）；‎ ‎(ii)该光束在玻璃中的传播时间。‎ ‎【答案】(i)1200；(ii)‎ ‎【解析】(i)如答图3所示，光在AB面发生折射时，‎ 有，‎ 解得a＝300‎ 设光从玻璃射向真空的临界角为C，有sinC=‎ 可见临界角C<600，故单色光在BD面上发生全反射,其反射光射到ED面上时的入射角为300,在ED面上的折射角为600‎ 所以，出射光束相对P的偏向角为β＝2(900-θ)=1200‎ ‎6．【2017·广东省广州市高三模拟考试】(10分)一竖直放置的玻璃圆柱体底面中心有一点状光源S。圆柱体高度为l，底面半径为2l，其圆周侧面和下表面镀上了不透明吸光材料，以致光源发出的光线只能从上表面射出．已知该玻璃的折射率为，求上表面透光的光斑面积大小。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】点状光源S正上方为点O，设射到A点光线刚好发生全反射，，C=450，则OA=OS=l，上表面透光的光斑就是以O为圆心，l为半径的圆。‎ 光斑面积 考点：光的折射、全反射 ‎7．【2017·开封市高三第一次模拟】如图所示，AOB为扇形玻璃砖，一细光束照射到AO面上的C点，入射光线与AO面的夹角为30°，折射光线平行于BO边，圆弧的半径为R，C点到BO面的距离为， AD⊥BO，∠DAO=30°，光在空气中国的传播速度为c，求 ‎①玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上出射时的折射角；‎ ‎②光在玻璃砖中传播的时间．‎ ‎【答案】①60°②‎ 光在玻璃砖中传播的速度为 因此光在玻璃砖中传播的时间为：‎ 考点：考查了光的折射 ‎【名师点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．‎ ‎8．【2017·湖北省部分重点中学高三新考试大纲适应性考试】(10分）一圆柱体状光导纤维置踅于空气中，其截面如图所示，光导纤维外套的折射率为n(n>l)，内芯介质的折射率为kn。一束单色光从左侧端面的中心0点射入光纤，要使该光束以任意角度射入都能在内芯与外套的界面上发生全反射，求k的取值范围。‎ ‎【答案】‎ 已知n>1，故 考点：光的折射；全反射 ‎【名师点睛】此题是对光的折射定律及全反射问题的考查；关键是能画出折射光路图，结合全反射公式及几何关系求解.‎ ‎9．【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】（10分）如图所示，一个透明的圆柱横截面的半径为R，折射率是，AB是一条直径，现有一束平行光沿AB方向射入圆柱体。若有一条光线经折射后恰经过B点，求：‎ ‎（i）这条入射光线到AB的距离是多少？‎ ‎（ii）这条入射光线在圆柱体中运动的时间是多少？‎ ‎【答案】（i）；（ii）。‎ ‎（Ⅱ）在ΔDBC中： ④（3分）‎ ‎ ⑤（2分）‎ 考点：几何光学，折射率。‎