【物理】2020届一轮复习人教版电磁波光波相对论学案

【物理】2020届一轮复习人教版电磁波光波相对论学案

‎ ‎ ‎2020届一轮复习人教版 电磁波 光波 相对论 学案 ‎【2019年高考考点定位】‎ 今年高考，涉及到光的反射、折射、折射率、全反射、色散成因及规律仍会是光线选择题和计算题考察的重点；光的双缝干涉、薄膜干涉衍射、偏振；红外线、紫外线、X射线、γ射线的性质及其应用估计更多以选择题的形式出现。此为光电效应、电磁振荡和电磁波的形成考察方式以定性分析为主，注重对物理规律的理解和对物理现象、情景的分析能力考察。‎ ‎【考点pk】名师考点透析 考点一、光的折射和全反射 ‎【名师点睛】‎ 1. 光的折射：折射定律：折射光线和法线、入射光线处在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。表达式，而且在光的折射中，光路是可逆的。折射率是指光线从真空入射到某种介质发生折射时，入射角正弦值和折射角正弦值的比值定义为该介质的折射率，为空气中的入射角，为介质中的入射角。折射率大小由介质本身的性质和光的频率决定。折射率和光速的关系，是真空中的光速，是光在介质中的速度。真空中的光速是最大的，所有所有介质的折射率都大于1．‎ 2. 光的全反射：光线从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角，随入射角的增大，折射角也增大，当折射角增大到时对应的入射角称为全反射临界角，用C表示。此时，折射光消失，只有反射光，称之为全反射。那么就有，可得。‎ 3. 光的色散：如下图，复色光经过折射时由于不同的单色光折射率不同而分解为单色光即为光的色散。常见的太阳光经过棱镜发生色散，分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，其中红光偏折程度最小，紫光偏转程度最大，所以从红光紫光，折射率逐渐变大，介质中光速逐渐变小，频率逐渐变大，波长逐渐变小，通过棱镜的偏折角逐渐变大，临界角逐渐变小。‎ 考点二、光的波动性、电磁波、相对论 ‎【名师点睛】‎ 1. 光的干涉：产生稳定干涉图样必须是频率相同，振动方向相同，具有恒定相位差。可以通过把同一束光分解为两列光来获得相干光源，双缝干涉就是利用这种方法获得相干光源，薄膜干涉是利用薄膜前后表面的反射光获得相干光源。双缝干涉，单色光的双缝干涉条纹为明暗相间的条纹，中央为亮条纹，白光的双缝干涉条纹为彩色条纹，中央亮条纹为白色。条纹间距公式为。薄膜干涉，利用薄膜前后两个表面反射光产生稳定的干涉图样，图样为明暗相间的条纹，同一个条纹对应的薄膜厚度相等。利用薄膜干涉制成增透膜减弱光的反射增加透射，也可以检测工件表面的平整程度。‎ 2. 光的衍射：障碍物的尺寸与光的波长相比，与光的波长相差不多或者比光的波长短时才能发生明显的衍射现象。单色光的单缝衍射的条纹特点为中间为亮且宽的单色条纹，两侧为明暗相间的条纹，白光的单缝衍射条纹为中间为亮且宽的白条纹，两侧为逐渐变窄变暗的彩色条纹。圆孔衍射为明暗相间的不等距圆环。泊松亮斑是光照射到半径很小很小的圆盘上时，圆盘的阴影中心出现亮斑。‎ 3. 光的偏振：光波只沿某一个特定方向振动的光称为偏振光，如果光波在平面内向任一方向振动的机会均等，那就是自然光。自然光通过偏振片就形成了偏振光，而偏振光通过偏振片，调整偏振片的偏振方向，偏振光的强度发生变化。光的偏振证明光是横波。‎ 4. 电磁波：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场就是麦克斯韦电磁场理论。变化的电场和变化的磁场相互联系形成一个整体，就是电磁场。向远处传播形成电磁波。电磁波的传播不需要介质，而且传播速度等于光速，同样能够发生反射、折射、干涉、衍射等现象。电磁波的发射要求足够高的振荡频率和开放的电路。调制方式有调频和调幅两种。‎ 5. 相对论：狭义相对性原理有两个基本假设即第一不同的惯性参考系中所有的物理规律都是相同的，第二真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。时间的相对性，长度的相对性，质量的相对性。‎ ‎【试题演练】‎ ‎1．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为（ ）‎ A. B. 1.5 C. D. 2‎ ‎【答案】 C ‎【解析】作出光线在玻璃球体内光路图,‎ A、C是折射点,B反射点,OD平行于入射光线,由几何知识得,∠AOD=∠COD=60∘,则∠OAB=30∘‎ 即折射角r=30∘,入射角i=60∘‎ 所以折射率为： = ；‎ 点睛：作出光线在玻璃球体内光路图．由于折射回到空气中时与入射光线平行，出射的光路与入射的光路具有对称性，根据几何知识求出光线在A点的折射角，再求解折射率．‎ ‎2．下面是四种与光有关的事实：①白光通过棱镜在屏上呈现彩色；②雨后的天空出现彩虹；③肥皂泡的表面呈现彩色；④白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹其中，与光的干涉有关的是（　　）‎ A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④‎ ‎【答案】 D ‎3．如图所示，在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入气泡，A为入射点，之后a、b光分别从C点、D点射向介质.已知光束在A点的人射角i=30°，a光经过气泡的偏向角θ=45°，CD弧所对圆心角为3°，则下列说法中正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A.b光经过气泡的偏向角为42°‎ B.介质对a光的折射率大于 C.a光的频率小于b光的频率 D.b光从该介质射向空气的全反射临界角的正弦值为 E.若a、b两单色光分别通过同一双缝干涉装置，则b光在屏上产生的条纹的间距大 ‎【答案】 ADE ‎【解析】光线在A点的入射角为i，折射角分别为、，作出光路图，如图 正确。E.由上得知，a光的偏向角大于b光的偏向角，a光的折射率大于b光的折射率，a、b两单色光在透明介质中的波长，根据条纹间距公式，波长长的双缝干涉时条纹间距较大，故，故E正确。故选ADE。‎ ‎【点睛】设光线在A点的入射角为i，折射角为r，由几何知识知两光束经过球状空气泡偏向角为，由a色光的偏向角为45°，可由求出折射角，由折射定律求出折射率．CD弧所对的圆心角为3°，由几何关系求出a色光的折射角，即可求出偏向角，由求解临界角．a光的偏向角大于b光的偏向角，a光的折射率大于b光的折射率，a、b两单色光在透明介质中的波长，再分析干涉条纹间距的大小．‎ ‎ ‎ ‎【三年高考】 16、17、18年高考真题及其解析 ‎1．用双缝干涉实验装置得到白光的干涉条纹，在光源与单缝之间加上红色滤光片后 A. 干涉条纹消失 B. 彩色条纹中的红色条纹消失 C. 中央条纹变成暗条纹 D. 中央条纹变成红色 ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）‎ ‎【答案】 D ‎【解析】当用白光做干涉实验时，频率相同的色光，相互叠加干涉，在光屏上形成彩色条纹，中央形成白色的亮条纹；当在光源与单缝之间加上红色滤光片后，只有红光能通过单缝，然后通过双缝后相互叠加干涉，在光屏上形成红色干涉条纹，光屏中央为加强点，所以中央条纹变成红色亮条纹，故选项D正确，ABC错误；‎ 点睛：本题考查了光的干涉现象，注意只有频率相同、振动相同的两列波才能形成稳定的干涉图像，同时要掌握哪些点是振动加强点，哪些点是振动减弱点。‎ ‎2．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A. 对应的前后能级之差最小 B. 同一介质对的折射率最大 C. 同一介质中的传播速度最大 D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能 ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）‎ ‎【答案】 A ‎【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．‎ ‎3．（多选）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波______．‎ A. 是横波 B. 不能在真空中传播 C. 只能沿着梳子摇动的方向传播 D. 在空气中的传播速度约为3×108 m/ s ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）‎ ‎【答案】 AD ‎【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A正确；电磁波能在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项D正确。‎ ‎4．两束单色光A、B的波长分别为、，且>，则______（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大．用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到______（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大．‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）‎ ‎【答案】 A A ‎【解析】波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角，可知波长越大临界角越大，所以A光的临界角大；双缝干涉条纹的间距，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大。‎ ‎5．如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为_____。若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射射角______（“小于”“等于”或“大于”）60°。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 大于 ‎6．（1）静电场可以用电场线和等势面形象描述。‎ a．请根据电场强度的定义和库仑定律推导出点电荷Q的场强表达式；‎ b．点电荷的电场线和等势面分布如图所示，等势面S₁、S₂到点电荷的距离分别为r₁、r₂。我们知道，电场线的疏密反映了空间区域电场强度的大小。请计算S₁、S₂上单位面积通过的电场线条数之比N1/N2。‎ ‎（2）观测宇宙中辐射电磁波的天体，距离越远单位面积接收的电磁波功率越小，观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波，增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日，世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用，被誉为“中国天眼”。FAST直径为500 m ‎，有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。‎ a．设直径为100 m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P₁，计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P₂；‎ b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的，仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象，设直径为100 m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0，计算FAST能够观测到的此类天体数目N。‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）‎ ‎【答案】 （1）a． b．（2）a． b．‎ ‎（2）a．地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，因此 b．在宇宙大尺度上，天体的空间分布是均匀的。因此一个望远镜能观测到的此类天体数目正比于以望远镜为球心、以最远观测距离为半径的球体体积。‎ 设地面上望远镜能观测到此类天体需收集到的电磁波的总功率的最小值为P0，直径为100 m望远镜和FAST 点睛：本题是一道信息题，要读懂题目中所描述的物理情景，然后结合物理知识求解，在电场线条数一定的情况下，圆的半径越大，则单位面积上的条数就越少；同样要知道地球上不同望远镜观测同一天体，单位面积上接收的功率应该相同，要借助于这些条件处理问题。‎ ‎7．如图，是一直角三棱镜的横截面，，，一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中点。不计多次反射。‎ ‎（i）求出射光相对于D点的入射光的偏角；‎ ‎（ii）为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？‎ ‎【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）‎ ‎【答案】 （1）δ=60° （2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）根据题意画出光路图，根据几何关系找到出射光线与入射光线之间的夹角；‎ ‎（2）要保证在E点发生全反射，则在E点的入射角要大于等于临界角C ‎（ⅰ）光线在BC面上折射，由折射定律有 ‎①‎ 式中，n为棱镜的折射率，i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角。光线在AC面上发生全反射，由反射定律有 i2=r2②‎ ‎⑦‎ 式中C是全反射临界角，满足 ‎⑧‎ 由④⑦⑧式知，棱镜的折射率n的取值范围应为 ‎⑨‎ 故本题答案是：（1）δ=60° （2）‎ 点睛：本题考查了几何光学，处理此类题的方法一般是正确画光路图利用几何关系求偏角，还要知道全发射的条件是什么。‎ ‎8．如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上。D位于AB边上，过D点做AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE=2‎ ‎ cm，EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)‎ ‎【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】试题分析 本题考查折射定律、光在三棱镜中传播及其相关的知识点。‎ 解析过D点作AB边的发现，连接OD，则为O点发出的光纤在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示。根据折射定律有 根据题给条件可知，为等腰三角形，有 ‎⑥‎ 由①②⑥式得 ‎⑦‎ ‎1．【2017·北京卷】如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光。如果光束b是蓝光，则光束a可能是 A．红光 B．黄光 C．绿光 D．紫光 ‎【答案】D ‎【考点定位】光的折射 ‎【名师点睛】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示实验可知，光线在进入棱镜前后偏折角度越大，棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大。‎ ‎2．【2017·天津卷】明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。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，下列说法正确的是 A．若增大入射角i，则b光先消失 B．在该三棱镜中a光波长小于b光 C．a光能发生偏振现象，b光不能发生 D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低 ‎【答案】D ‎【解析】设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有：，根据折射定律：，增大入射角i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b光发生全反射，故A错误；由光路图可知，a ‎【考点定位】光的折射，全反射，几何光学 ‎【名师点睛】本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系。‎ ‎3．【2017·北京卷】物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。‎ 如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 A．天线发出的两种无线电波必须一样强 B．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 ‎【答案】C ‎【考点定位】波的干涉 ‎【名师点睛】波长相等的两列波可以产生稳定的干涉，类似双缝干涉实验，在两波源连线的中垂线上干涉始终加强（波程差为零）。‎ ‎4．【2017·江苏卷】接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有___________．‎ ‎（A）飞船上的人观测到飞船上的钟较快 ‎（B）飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 ‎（C）地球上的人观测到地球上的钟较快 ‎（D）地球上的人观测到地球上的钟较慢 ‎【答案】AC ‎【解析】飞船相对地球高速运动，所以地球上的人观测飞船上的时钟较慢，而地球相对飞船高速运动，所以飞船上的人认为地球上的时钟较慢，所以A、C正确；B、D错误．‎ ‎【考点定位】狭义相对论 ‎【名师点睛】本题主要考查狭义相对论时间间隔的相对性，注意运动的相对的，飞船相对地球高速运动，地球也相对飞船高速运动．‎ ‎5．【2017·新课标Ⅱ卷】（5分）在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是________（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。‎ A．改用红色激光 B．改用蓝色激光 C．减小双缝间距 D．将屏幕向远离双缝的位置移动 E．将光源向远离双缝的位置移动 ‎【答案】ACD ‎【考点定位】双缝干涉 ‎【名师点睛】此题考查双缝干涉中条纹间距的影响因素；关键是理解实验原理，知道干涉条纹间距的表达式，题目较简单。‎ ‎6．【2017·江苏卷】人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同的两个球体共轴，平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为R的小球，会聚在轴线上的P点．取球体的折射率为，且D=R，求光线的会聚角α．（示意图未按比例画出）‎ ‎【答案】30°‎ ‎【解析】由几何关系，解得 则由折射定律，解得 且，解得 ‎【考点定位】光的折射、反射 ‎【名师点睛】几何光学的问题，画出光路图，剩下的就是平面几何，找边角关系．‎ ‎7．【2017·新课标Ⅰ卷】（10分）如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高位2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）。求该玻璃的折射率。‎ ‎【答案】‎ 式中L是入射光线与OC的距离。由②③式和题给数据得④‎ 由①③④式和题给数据得⑤‎ ‎【考点定位】光的折射 ‎【名师点睛】本题的关键条件是出射光线与入射光线平行，依据这个画出光路图，剩下就是平面几何的运算了。‎ ‎8．【2017·新课标Ⅱ卷】（10分）一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。‎ ‎【答案】1.55‎ 设液体的折射率为n，由折射定律：①‎ ‎②‎ 依题意：③‎ 联立①②③解得：④‎ 由几何关系：⑤‎ ‎⑥‎ 联立④⑤⑥解得：n=1.55‎ ‎【考点定位】光的折射及反射定律 ‎【名师点睛】此题主要考查光的折射定律的应用；解题的关键是能画出光路图，通过几何关系找到入射角及折射角；根据折射定律列方程求解。此题同时考查学生的数学计算能力。‎ ‎9．【2017·新课标Ⅲ卷】（10分）如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴（过球心O与半球底面垂直的直线）。已知玻璃的折射率为1.5。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出（不考虑被半球的内表面反射后的光线）。求 ‎（i）从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；‎ ‎（ii）距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离。‎ ‎【答案】（i） （ii）‎ ‎（ii）设与光轴距的光线在球面B点折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有 ‎⑤‎ 设折射光线与光轴的交点为C，在△OBC中，由正弦定理有⑥‎ 由几何关系有⑦‎ ‎⑧‎ 联立⑤⑥⑦⑧式及题给的条件得 ⑨‎ ‎【考点定位】光的折射、全反射 ‎【名师点睛】本题主要考查光的折射定律的应用，解题关键是根据题意画出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，然后列方程求解。‎ 一、选择题 ‎1．【2016·上海卷】一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时 A．速度相同，波长相同 B．速度不同，波长相同 C．速度相同，频率相同 D．速度不同，频率相同 ‎【答案】D ‎【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系 ‎【方法技巧】本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式公式分析光进入不同介质中的传播速度。‎ ‎2．【2016·上海卷】各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是 A．γ射线、紫外线、可见光、红外线 B．γ射线、红外线、紫外线、可见光 C．紫外线、可见光、红外线、γ射线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 ‎【答案】A ‎【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确。‎ ‎【考点定位】电磁波谱 ‎【方法技巧】本题需要记得电磁波谱按照波长或频率的排列顺序，按照这个顺序就可以分析出答案。‎ ‎3．【2016·北京卷】下列说法正确的是 A．电磁波在真空中以光速c传播 B．在空气中传播的声波是横波 C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播 ‎【答案】A ‎【考点定位】考查了机械波和电磁波 ‎【方法技巧】本题的关键是知道光是电磁波的一种，电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，机械波传播的是振动形式，其传播离不开介质，机械波在传播过程中波速由介质决定。‎ ‎4．【2016·上海卷】在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则 A．中间条纹间距较两侧更宽 B．不同色光形成的条纹完全重合 C．双缝间距离越大条纹间距离也越大 D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹 ‎【答案】D ‎【解析】据干涉图样的特征可知，干涉条纹特征是等间距、彼此平行，故选项A错误；不同色光干涉条纹分布位置不相同，因此选项B错误；据公式可知，双缝间距d越大，干涉条纹距离越小，故选项C错误；遮住一条缝后，变成了单缝衍射，光的衍射也有衍射条纹，故选项D正确。‎ ‎【考点定位】双缝干涉、 、单缝衍射 ‎【方法技巧】通过双缝干涉条纹特征和单缝衍射条纹特征进行分析和判断，再应用公式分析条纹间距。‎ ‎5．【2016·江苏卷】一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是 ．‎ A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c ‎【答案】B ‎【考点定位】狭义相对论 ‎【方法技巧】对动尺缩短的理解，沿相对运动方向长度缩短以及光速不变原理。‎ ‎6．【2016·四川卷】某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sin i-sin r图像如图乙所示。则 A．光由A经O到B，n=1.5‎ B．光由B经O到A，n=1.5‎ C．光由A经O到B，n=0.67‎ D．光由B经O到A，n=0.67‎ ‎【答案】B ‎【解析】由图线可知，可得n=1.5；因i是入射角，r是折射角，折射角大于入射角，故光由B经O到A，故选B。‎ 考点：光的折射定律 ‎【名师点睛】此题是几何光学问题，但是是用函数图像表示的折射角和入射角正弦的关系，起码要知道的是介质的折射率都是大于1的，折射率等于“大角”的正弦与“小角”的正弦比值，而在空气中的“角”比较大.‎ ‎7．【2016·天津卷】我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内，则对该无线电波的判断正确的是 A．米波的频率比厘米波频率高 B．和机械波一样须靠介质传播 C．同光波一样会发生反射现象 D．不可能产生干涉和衍射现象 ‎【答案】C ‎【考点定位】电磁波的传播 ‎【名师点睛】此题考查了电磁波及机械波的特点；要知道电磁波传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；干涉和衍射是所有波特有的现象；知道波长、波速和频率之间的关系式：。‎ ‎8．【2016·天津卷】右图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则 A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大 B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大 C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大 D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大 ‎【答案】D ‎【解析】由图可知a光的干涉条纹间距小于b光的，根据可知，a的波长小于b的波长，a 光的频率大于b光的频率，a光的折射率大于b光的折射率，则根据可知，在同种介质中传播时a光的传播速度较小，选项A错误；根据可知，从同种介质中射入真空，a光发生全反射的临界角小，选项B错误；发生光电效应时饱和光电流与入射光的强度有关，故无法比较饱和光电流的大小，选项C错误；a光的频率较高，若两光均由氢原子能级跃迁产生，则产生a光的能级差大，选项D正确。‎ ‎【考点定位】双缝干涉、全反射、光电效应、玻尔理论 ‎【名师点睛】此题考查了双缝干涉、全反射、光电效应以及玻尔理论等知识点；要知道双缝干涉中条纹间距的表达式，能从给定的图片中得到条纹间距的关系；要知道光的频率越大，折射率越大，全反射临界角越小，波长越小，在介质中传播的速度越小。‎ ‎9．【2016·全国新课标Ⅱ卷】（5分）关于电磁波，下列说法正确的是_______。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 ‎【答案】ABC ‎【考点定位】电磁波的产生和传播 ‎【名师点睛】此题主要考查电磁波的传播特点；现代生活中已经离不开电磁波，了解电磁波的知识并能和所学的物理知识相联系，历来是高考的热点题型；题目各项都比较简单，都是来自课本知识，只要多看书，加深记忆即可。‎ ‎10．【2016·江苏卷】杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个光源，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的__△___相同．如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在__△___（选填“A”、“B”或“C”）点会出现暗条纹．‎ ‎【答案】频率C ‎【解析】产生稳定干涉图样的条件是两束光的频率相同，A、B两点为振动加强点，出现明条纹，C点波峰与波谷相遇振动减弱，为暗条纹．‎ ‎【考点定位】光的干涉 ‎【方法技巧】掌握产生稳定干涉图样的条件，加强区、减弱区的位置条件。‎ ‎11．【2016·江苏卷】在上述杨氏干涉实验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离=2m．求第1个亮条纹到第11个亮条纹的中心间距．‎ ‎【答案】1.178×10–2 m ‎【考点定位】光的双缝干涉 ‎【方法技巧】重点考查条纹间距的公式。‎ ‎12．（8分）【2016·海南卷】如图，半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上，半球的上表面水平，球面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸面），入射角为45°，出射光线射在桌面上B点处。测得AB之间的距离为。现将入射光束在纸面内向左平移，求射入玻璃体的光线在球面上恰好发生全反射时，光束在上表面的入射点到O点的距离。不考虑光线在玻璃体内的多次反射。‎ ‎【答案】R ‎【解析】当光线经球心O入射时，光路图如图（a）所示。设玻璃的折射率为n，由折射定律有 n=①‎ 式中，入射角i=45°，γ为折射角。‎ ‎△OAB为直角三角形，因此sin γ=②‎ 发生全反射时，临界角C满足sin C=③‎ ‎【考点定位】折射定律、全反射 ‎【名师点睛】本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律求解。‎ ‎13．【2016·全国新课标Ⅰ卷】（10分）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源A，它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为。‎ ‎（i）求池内的水深；‎ ‎（ii）一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到地面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离（结果保留1位有效数字）。‎ ‎【答案】（i）m≈2.6 m （ii）0.7 m ‎【解析】（i）如图，设到达池边的光线的入射角为i。依题意，水的折射率n=，光线的折射角θ=90°。‎ 由折射定律有 nsin i=sin θ①‎ 由几何关系有 sin i=②‎ x=(3–1)m≈0.7 m⑦‎ ‎【考点定位】光的折射定律 ‎【名师点睛】本题主要考查了光的折射定律的应用；解题关键是根据题意画出完整的光路图，然后根据光的折射定律结合几何关系列出方程求解；此题意在考查考生应用数学处理物理问题的能力。‎ ‎14．【2016·全国新课标Ⅲ卷】如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】设球半径为R，球冠底面中心为，连接，则，令 则，即 根据题意MA⊥AB 所以∠OAM=60°‎ 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，所考虑的光线的光路图如图所示，设光线在M点的入射角为i，折射角为r，在N点的入射角为，反射角为，玻璃折射率为n，由于为等边三角形，有 i=60°‎ 根据折射定律可得 ‎【考点定位】光的折射定律 ‎【方法技巧】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。‎ ‎ ‎ ‎【两年模拟】17、18年名师模拟题及其解析 ‎1．下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．图A中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波 B．图B是双缝干涉示意图，若只减小屏到档板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小 C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定能产生电磁波 D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射 E．人站在路边，一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过，人听到喇叭的音调会由低变高 ‎【来源】云南省景东一中2018届高三复习第二次质量检测物理试题 ‎【答案】 ABD ‎【点睛】光的偏振现象表明光是一种横波，知道双缝干涉相邻两亮条纹的间距的表达式，知道麦克斯韦的电磁场理论，知道发生明显衍射现象的条件；根据声波的多普勒效应分析频率的变化。‎ ‎2．以下关于光学常识的描述中说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．偏振光可以是横波，也可以是纵波 B．泊松亮斑支持了光的波动说 C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象 D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 E．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理 ‎【来源】【全国百强校】河南省天一大联考2018届高三阶段性测试（五）理综物理试题 ‎【答案】 BDE ‎3．下列关于科学技术应用的说法中正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 全息照片的拍摄利用了光的干涉现象 B. 交通警察用监视器测量汽车的速度时可利用多普勒效应 C. 光导纤维利用了光的折射现象 D. 照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象 E. 用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象 ‎【来源】【全国百强校】北京市北京大学附中中学高三4月模拟仿真预测理科综合物理试题 ‎【答案】 ABE ‎【解析】全息照片的拍摄利用了光的干涉，选项A正确；交通警察可利用多普勒效应测量汽车的速度，选项B正确；光导纤维利用了光的全反射现象，选项C错误；照相机镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，利用了光的干涉现象，选项D错误；用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，选项E正确．‎ ‎4．关于光的折射、全反射以及光的波动性，下面说法中正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．光由光密介质射入光疏介质一定发生全反射 B．光在两种不同介质的界面上发生折射时，光速一定发生改变 C．光的偏振现象说明光是一种纵波 ‎ D．不同色光通过棱镜，光的频率越大，折射率越大，偏折角度越大 E．利用激光可以测距 ‎【来源】2018年5月20日 押高考物理第34题——《每日一题》2018年高三物理四轮复习 ‎【答案】 BDE ‎【解析】只有光由光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角，才会发生全反射，选项A错误；根据，不同介质折射率不同，光速必改变，选项B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，选项C错误；不同色光通过棱镜，光的频率越大，折射率越大，偏折角度越大，选项D正确；激光方向性好，平行度高，可以远距离测距，选项E正确。‎ ‎5．MN为半圆形玻璃砖截面的直径， 为过圆心且垂直于MN的直线，两束可见单色光a、b与 的距离均为d，从空气垂直MN射入玻璃砖中，光路如图所示，a、b光相比_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．玻璃对a光的折射率减小 B．玻璃对a光的临界角较小 C．b光在玻璃中的传播速度较大 D．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距 E．若a光照射某金属能发射光电效应，则b光照射该金属也能发生光电效应 ‎【来源】宁夏六盘山高级中学2018届高三下学期第一次模拟考试物理试题 ‎【答案】 BCD ‎6．下列说法中正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A.如图甲所示，小球在倾角很小的光滑斜面上来回运动，小球做简谐运动 B.如图乙所示，a是一束白光，射向半圆玻璃砖的圆心O，经折射后发生色散，最左侧为紫光，最右侧为红光 C.如图丙所示为双缝干涉示意图，双缝间距d越大，相邻亮条纹间距越大 D.如图丁所示为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率大 E.如图戊所示为单色光单缝衍射示意图，如果换成白光，屏上得到的条纹是彩色的 ‎【来源】河北省石家庄2018届高三教学质量检测（二）理科综合物理试题 ‎【答案】 BDE 故选BDE。‎ ‎7．下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变 B．质点的振动方向和波的传播方向总是互相垂直的 C．白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象 D．光导纤维内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 ‎ E．—弹簧振子做简谐运动，周期为T，若Dt＝，则在t时刻和（t＋Dt）时刻弹簧的长度可能相等 ‎【来源】【全国百强校】黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2018届高三第三次模拟考试理科综合物理试题 ‎【答案】 ADE ‎【解析】红光的频率不随介质的变化而变化，由空气进入水中速度减小，根据可知波长边长，颜色不变，A正确；机械波分纵波和横波，横波中质点的振动方向和波传播方向垂直，而纵波中，质点的振动方向和传播方向在一条直线上，B错误；白光通过三棱镜后在屏上出现彩色条纹是光的色散现象，C错误；光导纤维内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，D正确；根据对称性，相隔半个周期振子的位移关于平衡位置对称，即回复力大小相同，故弹簧的长度可能相等，比如在t时刻时，振子正好位于平衡位置，在经过半个周期后，振子又回到平衡位置，E正确．‎ ‎8．下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A． 麦克斯韦建立电磁场理论提出光是一种电磁波，并通过实验验证了电磁波的存在 B． 白光通过三棱镜发生色散属于光的折射现象 C． 通过细狭缝观察日光灯可看到彩色条纹属于光的衍射现象 D． 杨氏双缝干涉实验中，增大光屏到双缝间距离，可观察到干涉条纹间距变小 E． 当偏振光通过受力的塑料或玻璃时，偏振化方向会发生变化，这一现象可用来检测应力的分布情况 ‎【来源】福建省厦门市2018届高三毕业班第二次质量检测理科综合物理试题 ‎【答案】 BCE ‎9．如图所示，用折射率的玻璃做成一个外径为R的半球形空心球壳。一束与平行的平行光射向此半球的外表面，若让一个半径为的圆形遮光板的圆心过轴，并且垂直该轴放置。则球壳内部恰好没有光线射入。试求：‎ ‎①临界光线射入球壳时的折射角θ2‎ ‎②球壳的内径 ‎【来源】四川成都七中（高新校区）高2018届高三理科综合物理测试（八）试题 ‎【答案】 (1) (2) ‎ ‎【解析】（1）由题图和几何知识得：sinθ1=，θ1=45°‎ 由折射率的定义式为：n=‎ 联立解出得：θ2=30°‎ 点睛：本题是折射定律、临界角和几何知识的综合应用，作出光路图是基础，要灵活运用数学知识帮助解决物理问题。‎ ‎10．一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银，O为半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，相应的入射角为45°，经底面AOB反射后从N点出射，已知∠MOA=75°，∠NOB=15°，求：‎ ‎①画出光线在透明物体中的光路；‎ ‎②该透明物体的折射率。‎ ‎【来源】【全国百强校】江苏省盐城中学2018届高三全仿真模拟检测（最后一卷）物理试题 ‎【答案】 (1)光路如图;‎ ‎(2)n=‎ ‎【解析】（1）如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线．‎ 点睛：本题主要考查光的折射和反射，掌握折射定律，本题对数学几何能力的要求较高，要加强训练，提高运用数学知识处理物理问题的能力．‎ ‎1．如图所示，a、b和c都是厚度均匀的平行玻璃板，a和b、b和c之间的夹角都为β，一细光束由红光和蓝光组成，以入射角θ从O点射入a板，且射出c板后的两束单色光射在地面上P、Q两点，由此可知_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 射出c板后的两束单色光与入射光平行 B. 射到P点的光在玻璃中的折射率较大 C. 射到P点的光在玻璃中的传播速度较大，波长较长 D. 若稍微增大入射角θ，光从b板上表面射入到其下表面时，在该界面上有可能发生全反射 E. 若射到P、Q两点的光分别通过同一双缝发生干涉现象，则射到P点的光形成干涉条纹的间距小，这束光为蓝光 ‎【来源】【全国百强校】湖南省湖南师范大学附属中学2017届高三上学期月考物理试题（二）‎ ‎【答案】 ABE ‎2．下列说法中正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同 B. 做简谐运动的质点，经过四分之一个周期，所通过的路程一定是一倍振幅 C. 变化的磁场可以产生稳定的电场，变化的电场可以产生稳定的磁场 D. 双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变大 E. 声波从空气传人水中时频率不变，波长变长 ‎【来源】【全国百强校】山西省山西大学附属中学2017届高三5月（总第十五次）模块诊断理综物理试题 ‎【答案】 ACE ‎3．如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线。一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）。则下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 此光在玻璃砖中的全反射临界角为60° B. 玻璃砖的折射率n=‎ C. 此光在玻璃砖中的传播速度 D. 单缝b宽度较大 ‎ E. 光的偏振现象说明光是一种纵波 ‎【来源】山东省淄博市2017届高三仿真模拟（打靶卷）理科综合物理试题 ‎【答案】 BCD ‎【解析】根据折射定律有，由题知，玻璃砖的全反射临界角等于，则有： ，因，解得， ，故A错误，B正确；光在玻璃砖中的传播速度为，故C正确；缝宽增加，单缝衍射条纹变小，由乙图知单色光通过单缝b条纹较窄，所以单缝b宽度较大，故D正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E错误。所以BCD正确，AE错误。‎ ‎4．以下关于物理学知识的相关叙述，其中正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理 B. 发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路 C. 狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关 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. 在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜。‎ ‎【来源】【全国百强校】宁夏六盘山高级中学2017届高三第四次模拟考试理科综合-物理试题 ‎【答案】 BCE ‎5．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生物学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在研究青蒿素化学结构中，研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构。在做单缝衍射实验中，下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 将入射光由可见光换成x射线，衍射条纹间距变窄 B. 使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C. 换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D. 增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄 E. 衍射条纹中央条纹最宽 ‎【来源】江西省上饶县中学2017届高三下学期周周练理科综合物理试题（六）‎ ‎【答案】 ACE ‎【解析】单缝衍射的条纹间距可以用双缝干涉条纹宽度的公式，定性讨论，其中L为屏与缝的距离、d为缝宽、λ为波长．将入射光由可见光换成X射线，波长λ变小衍射条纹间距变窄，则衍射条纹间距变小，A正确；使单缝宽度变小，即d变小，则衍射条纹间距变宽，B错误；换用波长较长的光照射，根据公式可知衍射条纹间距变宽，C正确；增大单缝到屏的距离，即L变大，则衍射条纹间距变大，D错误；衍射条纹与干涉条纹不同，其中央条纹最宽，故E正确．‎ ‎6．下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定 B. 雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C. 杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D. 光的偏振特征说明光是横波 E. 水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 ‎【来源】湖北武汉市蔡甸区汉阳一中2017届高三第四次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 BDE 点睛：光的传播速度由介质的本身性质与频率共同决定；油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，光的偏振现象说明光是一种横波；根据光的干涉条纹间距公式，即可求解。‎ ‎7．一束由、两单色光组成的复色光从空气射向由玻璃材料制成的棱镜，经三棱镜折射分离成两束单色光、，如图所示，则下列说法正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 光在玻璃中的传播速度小于光在玻璃中的传播速度 B. 光在真空中的波长大于光在真空中的波长 C. 光在玻璃中的频率小于在真空中的频率 D. 光从玻璃射向空气的临界角大于光从玻璃射向空气的临界角 E. 、两束光分别通过同一双缝干涉试验仪， 光干涉条纹的间距大于光干涉条纹的间距 ‎【来源】江西省2017届高三下学期高考仿真考试物理试题 ‎【答案】 BDE ‎【解析】A、由图可知,通过三棱镜后,a光的偏折角小于b光的偏折角,故说明玻璃对a光的折射率小于b光的折射率,根据v=c/n分析可知，a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度，故A错误；‎ B、a光的折射率小于b光的折射率，说明a光的频率小于b光的频率，由c=λf知，a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长，故B正确；‎ C、光的频率由光源决定，与介质无关，所以a光在玻璃中的频率与在真空中的频率相等，故C错误；‎ D、a光的折射率小于b光的折射率,根据全反射临界角公式sinC=1/n分析知，a光的临界角比b光的大，故D正确。‎ E、a光的波长大于b光,由双缝干涉条纹间距公式可知，a光的干涉条纹大于b光的干涉条纹，故E正确。‎ 故选：BDE。‎ ‎8．下列说法中正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关 B. 如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动 C. 紫光的双缝干涉条纹间距不可能大于红光双缝干涉条纹间距 D. 一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大 E. 利用红外摄影可以不受天气（阴雨、大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物 ‎【来源】安徽省合肥八中2017届高三最后一卷理综物理试题 ‎【答案】 ADE ‎9．如图所示，横截面为半圆形的某种透明柱体介质，截面ABC的半径R=10 cm，直径AB与水平屏幕MN垂直并与A点接触。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心O，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为, 。‎ ‎(i)求红光和紫光在介质中传播的速度比；‎ ‎(ii)若逐渐增大复色光在O点的入射角，使AB面上刚好只有一种色光射出，求此时入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离。‎ ‎【来源】【全国百强校】山西省山西大学附属中学2017届高三5月（总第十五次）模块诊断理综物理试题 ‎【答案】 (1) (2) i＝45º， ‎ ‎【解析】(1)由折射率 红光入射角，有 可得 两斑点PQ的间距： ‎ 带入数值得 cm或17.1cm ‎10．如图所示，某种透明介质的截面图由直角三角形AOC和圆心为O、半径为R的四分之一圆弧BC组成，其中∠A = 60°。一束单色光从D点垂直AB面射入透明介质中，射到圆弧BC上时恰好发生全反射。已知D点与O点之间的距离为，光在真空中的传播速度为c。求：‎ ‎（i）单色光在介质中的传播速度υ；‎ ‎（ii）单色光第一次射出介质时折射角θ。‎ ‎【来源】四川省眉山中学2017届高三5月月考物理试题 ‎【答案】 （i）（ii）45°‎ ‎【解析】（i）设介质的临界角为∠1，则 ‎∠3 = 90° – ∠EFC = 90° – ∠A = 30°‎ 根据折射定律有 解得θ = 45°‎ ‎ ‎ ‎【一年原创】 2018年原创试题及其解析 ‎1．如图，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ.下列有关这三束光的判斯正确的是_________________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A.光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光 B.在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小 C.增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束I D.改变α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行 E.减小α角的大小，光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射 ‎【答案】 ABD B、由于光束Ⅱ的偏折程度大于比光束Ⅲ，导致光束II的折射率大于光束Ⅲ，根据可知在玻璃中的传播速度，光束Ⅱ比光束Ⅲ小，故B正确；‎ C、当增大α角且α<90°，即入射角减小，则光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束I，故C错误；‎ D、因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的，根据光的反射时入射角与反射角相等，和光的可逆性，可知改变α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行，故D正确；‎ E、减小α角且α>0∘，根据折射定律，光线的折射角增大，根据光的可逆性，知光束Ⅲ不可能在上表面发生全发射，故E错误；‎ 故选ABD。‎ ‎2．下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量 B．在同一介质中，波长越短的光，传播速度越小 C．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度 D．光的偏振现象可以说明光是横波 E．狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的 ‎【答案】 BCD ‎3．如图，空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板平行放置；一束由红蓝两种色光混合而成的细光束，从空气中以某一角度θ(0<θ<90°)入射到第一块玻璃板的上表面。下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A.在第一块玻璃板下表面一定有出射光 B.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光 C.第二块玻璃板下表而的出射光方向一定与入射光方向平行 D.第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧 E.第一块玻璃板下表面的两条出射光线中蓝光一定在红光的右侧 ‎【答案】 ACD ‎4．如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a，b，c三种色光，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. a色的频率最大 B. c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大 C. 若分别让a，b，c三色光通过一条缝干涉装置，a光形成的干涉条纹的间距最大 D. 若让a，b，c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射 E. a光能发生偏振现象，c光不能发生 ‎【答案】 ABD ‎【解析】根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，能量最大，A正确；c光的折射率最小，由公式v=c/n分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大，B正确；c光的波长最长，a光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，C错误；光的折射率最大，由临界角公式sinC=1/n分析得知，a光的临界角最小，若让a，b，c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射，D正确；光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故E错误。故选ABD。‎ ‎5．利用下图装置研究双缝干涉现象并测量光的波长时，有下面几种说法其中正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．实验装置中的①②③元件分别为滤光片、单缝、双缝 B．将滤光片由紫色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 D．测量过程中，把5个条纹间距数成6个，导致波长测量值偏小 E．去掉滤光片后，干涉现象消失 ‎【答案】 ABD ‎6．如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线。一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出。让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）。则下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°‎ B．玻璃砖的折射率n= ‎ C．此光在玻璃砖中的传播速度 D．单缝b宽度较大 E．光的偏振现象说明光是一种纵波 ‎【答案】 BCD ‎【解析】根据折射定律有，由题知，玻璃砖的全反射临界角等于C，根据，结合i=30°，解得，C=45°，故A错误，B正确；光在玻璃砖中的传播速度为，故C正确；由乙图知，单色光通过单缝a后衍射现象比较显著，所以单缝a宽度较小，则缝b宽度较大，故D正确；偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E错误。所以BCD正确，AE错误。‎ ‎7．下列说法中正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关 B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关 D．光在玻璃中的传播速度比真空中小 E．机械波和电磁波都可以在真空中传播 ‎【答案】 BCD ‎8．关于光现象及其应用，下列说法正确的是___________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度 C．用双缝干涉仪做光的双缝干涉实验时，紫光条纹间距大于红光条纹间距 D．在水中红光的传播速度大于紫光的传播速度 ‎ E．声波和光在介质中的传播速度均与频率无关，都仅由介质来决定 ‎【答案】 ABD ‎【解析】A：镜头上的增透膜，是利用膜的两表面反射光，频率相同，进行相互叠加，是利用光的干涉现象。故A项正确；‎ B：拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片，从而减弱反射光的透射强度，故B项正确。‎ C：紫光的波长小于红光的波长，根据知，红光的波长大，则红光条纹间距大。故C项错误。‎ D：紫光的折射率大于红光的折射率，根据知水中红光的传播速度比紫光快。故D项正确。‎ E：机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关；电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关。故E项错误。‎ 综上本题答案为ABD。‎ ‎9．玻璃半圆柱体的半径为R，横截面如图所示，圆心为O，A为圆柱面的顶点，两条单色红光分别按如图方向沿截面入射到圆柱体上，光束1指向圆心，方向与AO夹角为30°，光束2的入射点为B，方向与底面垂直，∠AOB=60°，已知玻璃对红光的折射率。‎ ‎①判断光线1、2在柱体底面是否发生全反射。‎ ‎②两条光线经柱面折射后到达底面的入射点间的距离d；‎ ‎【答案】 ①不会发生全反射 ②‎ 对于光线2：如图所示入射角 i=60°，根据 代入数据解得： 。‎ 则由几何知识得：i′=60°- =30°，从图知，1光线在O点的入射角，‎ 因为临界角C满足： ，则小于 故光线1、2不会在底面发生全反射。‎ ‎②从光路图知，光线1、2在底面的入射点O、C，根据数学知识，三角形BOC为等腰直角三角形，所以入射点间的距离为： .‎ ‎10．如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装有一定量的水，在容器底部有一单色点光源S，已知水对该单色光的折射率为，玻璃对该单色光的折射率为，容器底部玻璃的厚度为d ‎，水的深度为2d.(已知光在真空中的传播速度为c，波的折射定律)求：‎ ‎①该单色光在玻璃和水中传播的速度；‎ ‎②水面形成的圆形光斑的半径(不考虑两个界面处的反射光线)．‎ ‎【答案】 ①，②.‎ ‎②如图所示：‎ 光恰好在水和空气的分界面发生全反射时： ‎ ‎ ‎