全品復習方案2025屆高考物理一輪復習第15單元光學電磁波相對論課時作業(yè)含解析

PAGE1-光學電磁波相對論課時作業(yè)光的折射、全反射時間/40分鐘1.(多選)一束光從空氣射向折射率n=QUOTE的某種玻璃的表面,如圖K37-1所示.i代表入射角,則 ()圖K37-1A.當入射角i=0°時不會發(fā)生折射現(xiàn)象B.無論入射角i是多大,折射角r都不會超過45°C.欲使折射角r=30°,應以i=45°的角度入射D.當入射角i=arctanQUOTE時,反射光線跟折射光線恰好相互垂直E.當入射角大于臨界角時,會發(fā)生全反射2.(多選)如圖K37-2所示是一玻璃球體,其半徑為R,O為球心,AB為水平直徑,M點是玻璃球的最高點,來自B點的光線BD從D點射出,出射光線平行于AB.已知∠ABD=30°,光在真空中的傳播速度為c,則 ()圖K37-2A.此玻璃的折射率為QUOTEB.光線從B到D需用時QUOTEC.若增大∠ABD,光線不行能在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象D.若減小∠ABD,從AD段射出的光線均平行于ABE.若∠ABD=0°,則光線從A點射出,傳播方向不變,光的傳播速度增大3.(多選)圖K37-3所示為始終角三棱鏡的橫截面,∠bac=90°,∠abc=60°,一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡.已知棱鏡材料的折射率n=QUOTE,若不考慮原入射光在bc面上的反射光,則 ()圖K37-3A.有光線從ab面射出B.有光線從ac面射出C.有光線從bc面射出,且與bc面斜交D.有光線從bc面射出,且與bc面垂直E.光線不行能從ab面射出,即在ab面發(fā)生全反射4.在“測定玻璃的折射率”的試驗中,在白紙上放好玻璃磚,aa'和bb'分別是玻璃磚與空氣的兩個界面,如圖K37-4所示.在玻璃磚的一側插上兩枚大頭針P1和P2,用“+”表示大頭針的位置,然后在另一側透過玻璃磚視察,并依次插上大頭針P3和P4.在插P3和P4時,應使 ()圖K37-4A.P3只攔住P1的像B.P4只攔住P2的像C.P3同時攔住P1、P2的像5.“測定玻璃的折射率”試驗中,在玻璃磚的一側豎直插兩個大頭針A、B,在另一側再豎直插兩個大頭針C、D.在插入第四個大頭針D時,要使它.圖K37-5所示是在白紙上留下的試驗痕跡,其中直線a、a'是描在紙上的玻璃磚的兩個邊.依據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n=.(計算結果保留兩位有效數(shù)字)

圖K37-56.某同學利用“插針法”測定玻璃的折射率,所用的玻璃磚兩面平行.正確操作后,作出的光路圖及測出的相關角度如圖K37-6所示.圖K37-6(1)此玻璃的折射率計算式為n=(用圖中的θ1、θ2表示).

(2)假如有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇,為了減小誤差,應選用寬度(選填“大”或“小”)的玻璃磚來測量.

7.一頂角為直角的玻璃磚,放在空氣中,一光束射入玻璃磚的一個側面BC,如圖K37-7所示,然后投射到它的另一個側面AB.(1)若該光束在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角為42°,這束光線能否從側面AB射出?(2)若光線能從側面AB射出,則玻璃磚折射率應滿意什么條件?圖K37-78.半徑為R的固定半圓形玻璃磚的橫截面如圖K37-8所示,O點為圓心,OO'為直徑MN的垂線,足夠大的光屏PQ緊靠在玻璃磚的右側且與MN垂直.一束復色光沿半徑方向且與OO'成θ=30°角射向O點,已知復色光中為折射率從n1=QUOTE到n2=QUOTE的光,因而光屏上出現(xiàn)了彩色光帶.(1)求彩色光帶的寬度.(2)當復色光入射角漸漸增大時,光屏上的彩色光帶將變成一個光點,則θ角至少為多少?圖K37-89.如圖K37-9所示的直角三角形ABC是玻璃磚的橫截面,BC長度為L,∠A=30°,∠B=90°,E為BC邊的中點.一束平行于AB的光束從AC邊上的某點射入玻璃磚,進入玻璃磚后,在BC邊上的E點被反射,EF是其反射光線,且EF恰與AC平行.求:(1)玻璃磚的折射率;(2)從該光束射入玻璃磚起先計時,光束經(jīng)BC邊上的E點反射后,到緊接著的一次射出玻璃磚所須要的時間.圖K37-910.如圖K37-10所示,某種透亮玻璃球的折射率為QUOTE,一束足夠強的細光束在過球心的平面內以45°入射角由真空射入玻璃球,在玻璃球中發(fā)生多次反射,從各個方向視察玻璃球,能看到幾束光線射出?其中最強的一束出射光與該細光束的夾角為多大?圖K37-10課時作業(yè)(三十八)第38講光的波動性電磁波相對論時間/40分鐘1.(多選)關于電磁波的作用,下列說法正確的是 ()A.用紅外線熱像儀檢測發(fā)熱病人,利用了物體在不同溫度下放射的紅外線的頻率和強度不同B.刑偵上用紫外線拍攝指紋照片,因為紫外線波長短,辨別率高C.紅外遙感技術利用了紅外線的顯著熱效應D.驗鈔機之所以利用紫外線驗鈔是因為紫外線具有熒光效應E.陰極射線是一種頻率極高的電磁波2.(多選)有關光纖及光纖通信的說法正確的是 ()A.光纖由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率比外套的大B.光在光纖中傳輸利用了全反射的原理C.光纖通信是一種以光波為傳輸介質的通信方式,光波按其波長長短,依次可分為紅外線、可見光和紫外線,但紅外線和紫外線屬不行見光,它們都不行用來傳輸信息D.光波和無線電波同屬電磁波,光波的頻率比無線電波的頻率低,波長比無線電波的波長長,在真空中傳播的速度大小都約為3.0×108m/sE.光纖通信的主要優(yōu)點是容量大,此外,光纖傳輸還有衰減小、抗干擾性強等優(yōu)點3.(多選)下列說法正確的是 ()A.用光導纖維束傳輸圖像和信息,利用了光的全反射原理B.紫外線比紅外線更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.經(jīng)過同一裝置所得的干涉條紋,紅光比綠光的條紋寬度大D.光的色散現(xiàn)象都是由于光的干涉現(xiàn)象引起的E.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波4.(多選)依據(jù)相對論原理,下列說法中正確的是()A.依據(jù)相對論來講,一個真實的、靜止質量不為零的物體,相對任何慣性系的運動速度都不行能等于或超過光速cB.依據(jù)相對論及基本力學規(guī)律可推出質量和能量的關系為E=mc2C.某個靜止質量為m0的物體,相對它靜止的視察者測其質量為m=m0,能量為E=E0=m0c2,稱為靜止能量,這表明任何靜止質量不為零的物體都儲存著巨大的能量D.依據(jù)相對論來講,物理規(guī)律在一切慣性參考系中可以具有不同的形式5.(多選)關于振動和波動,下列說法不正確的是()A.太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的干涉現(xiàn)象B.在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可使景象更清晰C.無線電波的放射實力與頻率有關,頻率越高放射實力越弱D.一個單擺在海平面上的振動周期為T,那么將其放在某高山之巔,其振動周期肯定變大E.依據(jù)單擺的周期公式T=2πQUOTE,在地面旁邊,假如l→∞,則其周期T→∞6.(多選)下列關于波的說法正確的有 ()A.當波從一種介質進入另一種介質時,頻率不會發(fā)生改變B.光波從空氣進入水中后,更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.波源沿直線勻速靠近一靜止接收者,則接收者接收到波信號的頻率會比波源頻率低D.機械波、電磁波都滿意v=λf,式中三個參量依次為波速、波長、頻率E.電磁波具有偏振現(xiàn)象7.(多選)關于光在傳播過程中所表現(xiàn)的現(xiàn)象,下列說法正確的是 ()A.雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的衍射現(xiàn)象B.白光通過分光鏡在光屏上形成的彩色光帶是光的色散現(xiàn)象C.涂有增透膜的照相機鏡頭呈淡紫色,說明增透膜增加了對淡紫色的透色程度D.夜間觀看到天涯星座的位置比實際位置偏高,這是光的折射現(xiàn)象E.利用紅外線進行遙感主要是因為紅外線的波長長,簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象8.(多選)[2024·貴陽一中月考]下列說法中不正確的是 ()A.赫茲預言了電磁波的存在并用試驗加以證明B.用單色平行光照耀單縫,縫寬不變,光的波長越長,衍射現(xiàn)象越顯著C.太陽光經(jīng)過偏振片后,光強度減弱,且和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同D.在磨制各種鏡面或其他精密的光學平面時,可以用衍射法檢查平面的平整程度E.假如測量到來自遙遠星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)出的光波波長大,這說明該星系正在遠離我們而去9.(多選)中國的網(wǎng)絡建設起先邁向5G時代,5G即第五代移動通信技術,采納3300~5000MHz頻段,相比于現(xiàn)有的4G(即第四代移動通信技術,采納1880~2635MHz頻段)技術而言,具有更大的優(yōu)勢.5G信號與4G信號相比,下列說法正確的是 ()A.5G信號比4G信號在真空中的傳播速度快B.4G信號波動性更顯著C.4G和5G信號都是縱波D.5G信號更簡單發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象E.5G信號能量比4G信號能量更大10.(多選)利用圖K38-1所示裝置探討雙縫干涉現(xiàn)象時,下列說法中正確的是 ()圖K38-1A.將屏移近雙縫,干涉條紋間距變窄B.將濾光片由藍色的換成紅色的,干涉條紋間距變大C.將單縫向雙縫移動一小段距離后,干涉條紋間距變大D.換一個兩縫之間距離較大的雙縫,干涉條紋間距變小11.(多選)如圖K38-2所示,空間同一平面內有A、B、C三點,AB=5m,BC=4m,AC=3m.A、C兩點處有完全相同的兩波源做簡諧運動,振動頻率為1360Hz,波速為340m/s.下列說法正確的是 ()圖K38-2A.B點的位移總是最大B.兩列波的波長均為0.25mC.A、B間有12個振動加強點D.B、C間有8個振動減弱點E.振動減弱點的位移總是為零12.如圖K38-3所示,A、B兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖樣,其中圖A是光的(選填“干涉”或“衍射”)圖樣.由此可以推斷出圖A所對應的圓孔的孔徑(選填“大于”或“小于”)圖B所對應的圓孔的孔徑.

圖K38-313.某同學用圖K38-4甲所示的試驗裝置做“用雙縫干涉測量光的波長”試驗,他用帶有游標卡尺的測量頭(如圖乙所示)測量相鄰兩條亮條紋間的距離Δx.轉動測量頭的手輪,使分劃板的中心刻線對齊某一條亮條紋(將這一條紋確定為第一亮條紋)的中心,此時游標卡尺上的示數(shù)如圖丙所示,再轉動測量頭的手輪,使分劃板的中心刻線對齊第6條亮條紋的中心,此時游標卡尺上的示數(shù)狀況如圖丁所示,則圖丁的示數(shù)x2=mm.假如試驗所用雙縫之間的距離d=0.20mm,雙縫到屏的距離L=60cm.依據(jù)以上數(shù)據(jù)可得出光的波長λ=nm.(保留1位小數(shù))

圖K38-414.如圖K38-5所示,在“楊氏雙縫干涉”試驗中,激光的波長為5.30×10-7m,屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7m,則在這里出現(xiàn)的應是(選填“明條紋”或“暗條紋”).現(xiàn)改用波長為6.30×10-7m的激光進行上述試驗,保持其他條件不變,則屏上的條紋間距將(選填“變大”“變小”或“不變”).

圖K38-515.小明在做“用雙縫干涉測量光的波長”試驗時,嘗試用單縫和平面鏡做類似試驗.單縫和平面鏡的放置如圖K38-6所示,白熾燈發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為波長為λ的單色光,照耀單縫,能在光屏上視察到明暗相間的干涉條紋.小明測得單縫與鏡面延長線的距離為h,與光屏的距離為D,則條紋間距Δx=.隨后小明撤去平面鏡,在單縫下方A處放置同樣的另一單縫,形成雙縫結構,則在光屏上(選填“能”或“不能”)視察到干涉條紋.

圖K38-6課時作業(yè)(三十七)1.BCD[解析]當入射角i=0°時,光能從空氣進入玻璃,故發(fā)生了折射現(xiàn)象,A錯誤;當入射角是90°時,依據(jù)折射定律得n=,解得r=45°,所以無論入射角i是多大,折射角r都不會超過45°,B正確;欲使折射角r=30°,依據(jù)折射定律得n=,解得i=45°,故C正確;當i=arctan,有tani=,設入射角為i,折射角為r,依據(jù)折射定律得n==tani,解得sinr=cosi,所以反射光線跟折射光線恰好相互垂直,故D正確;光從空氣射入玻璃不會發(fā)生全反射,E錯誤.2.ABE[解析]由圖可知,光線在D點的入射角為i=30°,折射角為r=60°,由折射率的定義得n=,故n=,A正確;光線在玻璃中的傳播速度為v==c,由圖可知BD=R,所以光線從B到D需用時t==,B正確;若增大∠ABD,則光線射向DM段時入射角增大,射向M點時入射角為45°,而臨界角滿意sinC==<=sin45°,即光線可以在DM段發(fā)生全反射現(xiàn)象,C錯誤;要使出射光線平行于AB,則入射角必為30°,D錯誤;入射角為0°時,折射角為0°,光沿直線傳播,傳播速度增大,E正確.3.BDE[解析]由棱鏡材料的折射率n=可知,全反射臨界角為45°,平行細光束在ab面上入射角為60°,大于臨界角,發(fā)生全反射,反射光在ac面上入射角為30°,小于臨界角,既有反射又有折射,光線在bc面上垂直射出,光路圖如圖所示,故B、D、E正確.4.C[解析]由測定玻璃的折射率的試驗過程可知,P3應攔住P1和P2的像,P4應攔住P2、P1的像和P3,以此來確定經(jīng)過P1和P2的光線透過玻璃磚后的折射光線.5.攔住A、B的像及C1.8(1.6~1.9均可)[解析]“測定玻璃的折射率”試驗是利用大頭針得到入射光線,在另一側插入大頭針攔住前面的A、B的像來確定C,同樣插入大頭針D同時攔住A、B的像及C,C和D確定了出射光線,利用入射點和出射點的連線來確定折射光線,作出法線FG,連接OO',以O點為圓心畫圓(圓未畫出),分別交AB、OO'于E、Q兩點,分別過E、Q向GF作垂線EG、FQ并用毫米刻度尺測其長度,如圖所示,依據(jù)n=,可得n==1.8.6.(1)(2)大[解析](1)據(jù)題意可知,入射角為(90°-θ1),折射角為(90°-θ2),則玻璃的折射率為n==.(2)玻璃磚越寬,光線在玻璃磚內的傳播方向越簡單確定,測量結果越精確,故應選用寬度大的玻璃磚來測量.7.(1)不能(2)n<[解析](1)光路圖如圖所示,由于臨界角C=42°,無論從側面BC入射的入射角θ1多大,均有折射角θ2<42°,則在側面AB的入射角θ'1=90°-θ2>48°,即入射角θ'1>C,發(fā)生全反射,故不能從側面AB射出.(2)因θ2總小于臨界角,要在AB面能射出,θ'1也應小于臨界角.即θ2<C且θ'1=(90°-θ2)<C,計算得出C>45°.這就要求玻璃折射率n滿意=sinC>sin45°=,解得n<.8.(1)R(2)45°[解析](1)由折射定律得==解得β1=45°,β2=60°故彩色光帶的寬度為Δx=Rtan45°-Rtan30°=R.(2)當全部光線均發(fā)生全反射時,光屏上的光帶消逝,反射光束將在PN上形成一個光點,則折射率為n1的單色光在玻璃磚的表面上恰好發(fā)生全反射時θ角最小,有sinC==則入射角θmin=C=45°.9.(1)(2)[解析](1)作出光路圖,光線在AC邊的入射角為60°,折射角為30°,依據(jù)折射定律得玻璃磚的折射率n==.(2)因為發(fā)生全反射的臨界角C滿意<sinC=<所以光線在F點發(fā)生全反射,在E、H點不發(fā)生全反射.作出光束經(jīng)BC面反射后的光路圖如圖所示因光在介質中的傳播速度v=故時間t===.10.三束30°[解析]光射入玻璃球的光路圖如圖所示,θ1=45°,由折射定律得n=,解得θ2=30°光在球面上同時發(fā)生折射和反射,且在玻璃球內3次反射后光路重復,所以從玻璃球射出的光線有三束,如圖所示.第一次出射光線最強,設它與入射光線夾角為α.由折射定律得=由幾何關系得θ'2=θ2=30°解得θ'1=45°由幾何關系得α=(θ1-θ2)+(θ'1-θ'2)=30°.課時作業(yè)(三十八)1.ABD[解析]物體的溫度越高,它輻射的紅外線越強,波長越短,紅外線熱像儀利用物體在不同溫度下放射的紅外線的頻率和強度不同檢測發(fā)熱病人,選項A正確;因為紫外線波長短,用紫外線拍攝指紋照片,辨別率高,選項B正確;紅外遙感技術利用靈敏的紅外線探測儀接收的物體放射的紅外線探知物體的特征,選項C錯誤;紫外線具有熒光效應,可使鈔票上的熒光物質發(fā)光,選項D正確;陰極射線實際是高速電子流,E錯誤.2.ABE[解析]發(fā)生全反射的條件是光必需從光密介質射入光疏介質,即從折射率大的介質射入折射率小的介質,且入射角大于臨界角,當內芯的折射率比外套的折射率大時,光在界面上才能發(fā)生全反射,選項A、B正確;只要是光波,就能夠在光導纖維中傳播,不管是可見光還是不行見光,都可以用來傳輸信息,選項C錯誤;光波的頻率比無線電波的頻率高,波長比無線電波的波長短,選項D錯誤;光纖通信的優(yōu)點有容量大、衰減小、抗干擾性強等,選項E正確.3.ACE[解析]用光導纖維束傳輸圖像和信息,利用了光的全反射原理,A正確;紫外線的頻率比紅外線的大,故波長比紅外線的小,所以二者相比,紅外線更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,B錯誤;依據(jù)干涉條紋間距公式Δx=λ知,波長越長,條紋間距越大,因為紅光的波長大于綠光的波長,所以經(jīng)過同一裝置所得的干涉條紋,紅光比綠光的條紋寬度大,C正確;光的折射、干涉都能引起光的色散,D錯誤;偏振是橫波特有的,光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,E正確.4.ABC[解析]依據(jù)相對論的結論m=,這表明高速運動的物體其質量的測量值會特別大,并隨著速度趨于光速而無限增大,一個真實的物體,其質量是確定值、有限大的,所以依據(jù)相對論來講,一個真實的、靜止質量不為零的物體,相對任何慣性系的運動速度都不行能等于或超過光速c,A正確;質能關系式能依據(jù)相對論及基本力學規(guī)律推出,B正確;依據(jù)質能方程E=mc2的意義知,C正確;依據(jù)狹義相對論的基本假設,物理規(guī)律在一切慣性參考系中都是相同的,D錯誤.5.ACE[解析]太陽光通過三棱鏡形成彩色光譜是光的折射現(xiàn)象,選項A錯誤;在照相機鏡頭前裝上一個偏振濾光片,利用了光的偏振原理,當偏振片的方向與偏振光的方向平行時,允許偏振光通過,當它們相互垂直時,偏振光不能通過,在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可以減弱反射光,使照片清晰,選項B正確;無線電波的放射實力與頻率有關,頻率越高放射實力越強,選項C錯誤;單擺的周期公式T=2π,當其放在某高山之巔時,因重力加速度變小,故其振動周期肯定變大,選項D正確;依據(jù)單擺的周期公式T=2π,在地面旁邊,假如L→∞,則重力加速度改變,故選項E錯誤.6.ADE[解析]波在傳播過程中波速和波長會改變,始終不變的量是頻率,A正確;光從空氣進入水中后,波長減小,更不簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,B錯誤;依據(jù)多普勒效應可知,當波源與視察者相互靠近時,視察者接收到的波信號的頻率上升,C錯誤;公式v=fλ適用于任何波,D正確;電磁波是橫波,橫波具有偏振現(xiàn)象,E正確.7.BDE[解析]雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的折射現(xiàn)象,故A錯誤;白光通過分光鏡在光屏上形成的彩色光帶是由于不同色光折射率不同而產(chǎn)生的色散現(xiàn)象,故B正確;照相機鏡頭所涂增透膜的厚度是綠光在薄膜中的波長的,從薄膜前、后表面反射的綠光發(fā)生干涉相互抵消,即大部分通過增透膜和鏡頭,紅色和紫色光反射后則不發(fā)生干涉,所以人眼看到鏡頭呈淡紫色,故C錯誤;夜間觀看到天涯星座的位置比實際位置高,這是光的折射現(xiàn)象,故D正確;波長越長,越簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,利用紅外線進行遙感是因為紅外線的波長大,簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故E正確.8.ACD[解析]麥克斯韋預言了電磁波的存在,而赫茲用試驗加以證明,故A錯誤;用單色平行光照耀單縫,縫寬不變,光的波長越長,則衍射現(xiàn)象越顯著,故B正確;太陽光中的可見光是電磁波的一種,電磁波的速度等于光速,醫(yī)院“B超”中的超聲波屬于機械波,傳播速度不同,故C錯誤;磨制各種鏡面或其他精密的光學平面時,可以利用光的干涉,依據(jù)光程差是半個波長的奇數(shù)倍時,振動減弱,而光程差是半個波長的偶數(shù)倍時,振動加強,從而檢查平面的平整程度,故D錯誤;依據(jù)多普勒效應可知,來自遙遠星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)出的光波波長大,由c=λf知接收到的波的頻率變小,說明該星系正在遠離我們而去,故E正確.9.BE[解析]任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速,故傳播速度相同,故A錯誤;4G信號頻率較低,波動性更顯著,故B正確;電磁波均為橫波,故C錯誤;因5G信號的頻率高,則波長小,故4G信號更簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故D錯誤;5G信號的頻率更高,所以能量更大,故E正確.10.ABD[解析]由條紋間距公式Δx=λ,d指雙縫間距離,l指雙縫到屏的距離,可知只增大λ,Δx變大;只增大d,Δx變小;只減小l