資源簡介

物理·選修2
專題二 光 電磁波 相對論
一、幾何光學 振動情況相同的光.
幾何光學是以光線為工具研究光的傳播規(guī)律,所 2. 產(chǎn)生亮暗條紋的條件:當Δγ=kλ 時出現(xiàn)亮條
以解決幾何光學問題的關(guān)鍵是根據(jù)“光的傳播規(guī)律”畫 紋;當Δγ=(2k+1)λ 時出現(xiàn)暗條紋(其中k=0,1,
出光路圖,然后再利用幾何學知識,尋找相應(yīng)的邊角關(guān) 2…).
系.
相鄰亮(或暗)條紋間距: lΔx= λ.
光的折射和全反射問題的分析思路 d
, , 、 3. 雙縫干涉圖樣的特點:單色光照射時為間距相1. 確定要研究的光線 有時需根據(jù)題意 分析 尋
、 同的明暗相間的條紋,白光照射時為彩色條紋找臨界光線 邊界光線為研究對象. .
雙縫干涉法測量光的波長:相鄰亮(或暗)條紋
2. 找入射點,確認界面,并畫出法線. 4.
3. 明確兩介質(zhì)折射率的大小關(guān)系. l dΔx間距Δx= λ得d λ= l .
(1)若光疏→光密:定有反射、折射光線.
5. 薄膜干涉
(2)若光密→光疏:如果入射角大于或等于臨界 (1)薄膜干涉中的條紋是從薄膜前、后兩個表面反
角,一定發(fā)生全反射.
射的光在光源這一側(cè)干涉形成的.
4. 根據(jù)反射定律、折射定律列出關(guān)系式,結(jié)合幾 (2)同一條紋上的點厚度相同,所以若用肥皂薄膜
何關(guān)系,具體求解.
做實驗,條紋為橫條紋.
二、測折射率的方法
四、幾何光學與光的波動性相結(jié)合
測折射率常見的方法有成像法、插針法及全反射
幾何光學和光的本性(例如干涉、衍射等)結(jié)合點
法,不管哪種方法其實質(zhì)相同,由折射定律知,只要確
是折射率n和光的頻率f,n和f 間雖然不存在公式關(guān)
定出入射角θ1及折射角θ2即可測出介質(zhì)的折射率. 系,但它們的大小存在對應(yīng)關(guān)系:頻率f 越大,折射率
三、光的干涉
n越大,再由c=λf 找出與波長的關(guān)系,由波長關(guān)系可
1. 產(chǎn)生干涉的條件:兩列頻率相同、相位差恒定、
聯(lián)系雙縫干涉、光的衍射等現(xiàn)象的應(yīng)用.
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第1講 光的折射 光的全反射
C.α<θ<β時,光屏上只有1個光斑
π
D.β<θ< 時,光屏上只有1個光斑2
1.(2022·北京朝陽二練)一束光線從折射率為 4.(2022·涼山診斷)由a、b 兩束單色光組成的
1.5的玻璃射向空氣,入射角為45°.下列四幅光路圖中 復(fù)色光沿PO 方向垂直于一條直角邊射入全反射棱
正確的是 ( ) 鏡,發(fā)現(xiàn)沿OM 和ON 方向有光線射出,如圖所示.已
知沿OM 方向射出的是單色光a,且OM 與法線間的
夾角為60°.則下列說法正確的是 ( )
A B
A. 單色光a的折射率大于單色光b的折射率
B. 單色光b在真空中的傳播速度較大
6
C. 單色光a在該棱鏡中的折射率一定是2
C D D. 單色光b在該棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角一
2.(2022·福州模擬)一束由紅、紫兩色光組成的 定等于45°
復(fù)色光,從空氣斜射向玻璃三棱鏡.下面四幅圖中能正 5.(2022·樂山模擬)如圖所示,半球面形的碗中
確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是 盛滿水,碗底中央放置一枚硬幣A.一位觀察者的眼睛
( ) 高出碗口B 豎直高度為h.當觀察者向后慢慢退步的
過程中,他離碗口B 的水平距離超過某一值時,就不
4
能再看到碗底的硬幣了.已知水的折射率為n= ,則3
A B 圖中x 等于 ( )
C D
3.(2022·天津靜海模擬)(多選)固定的半圓形 3 2
A. h B. h
玻璃磚的橫截面如圖,O 點為圓心,OO'為直徑MN 的 2 2
垂線.足夠大的光屏 PQ 緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于 C.23h D.2 2h
MN.由A、B 兩種單色光組成的一束光沿半徑方向射 6.(2022·揚州開學考試)如圖所示,一細束紅光
向O 點,入射光線與OO'夾角θ較小時,光屏NQ 區(qū)域 和一細束藍光平行射到同一個三棱鏡上,經(jīng)折射后交
出現(xiàn)兩個光斑,逐漸增大θ角,當θ=α時,光屏 NQ 區(qū) 于光屏上的同一個點 M,若用n1和n2分別表示三棱鏡
域A 光的光斑消失,繼續(xù)增大θ角,當θ=β 時,光屏 對紅光和藍光的折射率,則n1 n2(填“>”、
NQ 區(qū)域B 光的光斑消失,則 ( ) “<”或“=”), 為紅光.
7.(2022·蘇錫常鎮(zhèn)四市調(diào)研)如圖所示是一段
光導(dǎo)纖維的簡化圖,光纖總長為L,已知光從左端射入
光線在光纖的側(cè)面上恰好能發(fā)生全反射.若已知該光
A. 玻璃磚對A 光的折射率比對B 光的大 纖的折射率為n,光在真空中傳播速度為c,求:
B.A 光在玻璃磚中傳播速度比B 光的大
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(1)光在該光纖中的速度大小; 2
() 該液體對紅光的折射率為2 光從左端射入最終從右端射出所經(jīng)歷的時間. B. 2
C. 該液體對紅光的全反射臨界角為45°
D.當紫光以同樣的入射角從空氣射到分界面,折
射角也是30°
2.(2022·奉節(jié)模擬)(多選)如圖所示,兩束平行
的甲光和乙光,相距為d,斜射到置于空氣中的矩形玻
璃磚上,若光線在玻璃磚內(nèi)不重疊,當它們從玻璃磚的
下表面射出時 ( )
8.(2022·大慶檢測)如圖,某透明介質(zhì)的截面為 A. 若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距
直角三角形ABC,其中∠A=30°,AC 邊長為L,一束 離一定大于d
L
單色光從AC 面上距A 為 的 D 點垂直于AC 面射 B.若甲為紫光,乙為紅光,則兩條出射光線間距3 離可能小于d
入,恰好在AB 面發(fā)生全反射.已知光速為c.求: C. 若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距
(1)該介質(zhì)的折射率n; 離可能大于d
(2)該光束從射入該介質(zhì)到第一次穿出經(jīng)歷的時 D. 若甲為紅光,乙為紫光,則兩條出射光線間距
間t. 離一定小于d
3.(2022·沈陽模擬)如圖所示,一束較細的白光
α以入射角i斜射到平行玻璃磚的MN 界面后發(fā)生折
射,再經(jīng)PQ 界面射出照到光屏上,則 ( )
A. 逐漸增大入射角i,可使光射到PQ 面時發(fā)生
全反射
B. 逐漸減小入射角i,可使光射到PQ 面時發(fā)生
全反射
C. 色光b的光子頻率一定小于色光c
D. 若玻璃磚界面 MN 和PQ 不平行,則從PQ 出
射的各色光仍會相互平行
(
高頻題特訓 4. 2022
·安徽宿州調(diào)研)一束由紅、藍兩單色光
組成的光以入射角θ由空氣射到半圓形玻璃磚表面的
1.(2022·南充診斷)如圖所示,MN 是空氣與某 A 處,AB 是半圓的直徑.進入玻璃后分為兩束,分別為
種液體的分界面,一束紅光由空氣射到分界面,一部分 AC、AD,它們從A 到C 和從A 到D 的時間分別為t1
光被反射,一部分光進入液體中.當入射角是45°時,折 和t2,則 ( )
射角為30°.以下說法正確的是 ( )
A.AC 是藍光,t1小于t2
A. 反射光線與折射光線的夾角為120° B.AC 是紅光,t1小于t2
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C.AC 是藍光,t1等于t2 8.(2022·連徐宿三地調(diào)研)如圖所示,直角棱鏡
D.AC 是紅光,t1大于t2 ABC 置于空氣中,∠A=30°,AB 邊長為2a.一束單色
5.(2022·貴州六校聯(lián)考)(多選)如圖所示,實線 光從D 點垂直于BC 邊射入棱鏡,在AC 邊上的E 點
為空氣和水的分界面,一束藍光從空氣中的 A 點沿 恰好發(fā)生一次全反射后,從AB 邊中點F 處射出.已知
AO1方向(O1點在分界面上,圖中O1點和入射光線都 真空中光速為c.求:
未畫出)射向水中,折射后通過水中的B 點.圖中O 點 (1)棱鏡的折射率n;
為A、B 連線與分界面的交點.下列說法正確的是 (2)單色光通過棱鏡的時間t.
( )
A.O1點在O 點的右側(cè)
B. 藍光從空氣中射入水中時,速度變小
C. 若沿AO1方向射向水中的是一束紫光,則折射
光線有可能通過B 點正下方的C 點 易錯題特訓
D.若沿AO1方向射向水中的是一束紅光,則折射 1.(2022·四川廣元模擬)如圖所示,兩束細平行
光線有可能通過B 點正上方的D 點
單色光a、b射向置于空氣中橫截面為矩形的玻璃磚的
E. 若藍光沿AO 方向射向水中,則折射光線有可
下表面,設(shè)玻璃磚足夠長,若發(fā)現(xiàn)玻璃磚的上表面只有
能通過B 點正上方的D 點
一束光線射出,則下列說法中正確的是 ( )
6.(2022·青島統(tǒng)一檢測)如圖所示,一透明半圓
柱體折射率為n=2,半徑為R、長為L.一平行光束從
半圓柱體的矩形表面垂直射入,從部分柱面射出.求該
部分柱面的面積S.
A.其中有一束單色光在玻璃磚的上表面發(fā)生了
全反射
B. 在玻璃中單色光a 的傳播速率小于單色光b
的傳播速率
C. 單色光a的折射率小于單色光b的折射率
D. 若單色光a為黃光,則單色光b可能為紅光
2.(2022·龍巖綜測)一束紅色的細光束由真空
沿著徑向射入一塊半圓柱形透明體,如圖(a)所示,對
其射出后的折射光線的強度進行記錄,發(fā)現(xiàn)折射光線
7.(2022·濟南一模)一賽艇停在平靜的水面上, 的強度隨著θ的變化而變化,如圖(b)的圖線所示.下
賽艇前端有一標記P 離水面的高度為h =0.6m;賽 列說法正確的是 ( )1
艇正前方離賽艇前端S1=0.8m處有一浮標,示意如
圖.一潛水員在浮標前方S2=3.0m處下潛到深度為
h2=4.0m時,看到標記剛好被浮標擋住.求水的折射
率n.
圖(a) 圖(b)
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A. 透明體對紅光的折射率為 3
B. 紅光在透明體中的速度大小與在真空中的相
同
C. 紅光的折射光線的頻率會隨著折射光線強度
的增大而增大
D. 紅光在透明體內(nèi)發(fā)生全反射的臨界角為30°
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3.(2022·四川卷)如圖所示,口徑較大、充滿水 6. (2022· 陜 西 模 擬)如圖所示的直角三角形
的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球,則 ( ) ABC 是玻璃磚的橫截面,∠B=90°,∠A=30°,BC 邊
長等于L.一束平行于AB 邊的光束從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
A. 小球必須位于缸底中心才能從側(cè)面看到小球 射,E 點是BC 邊的中點,EF 是從該處反射的光線,且
B. 小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出 EF 恰與AC 邊平行.求:
C. 小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大 (1)玻璃磚的折射率;
D. 小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大 (2)該光束從E 點反射后,直到第一次有光線從
4.(2022·山西省四校聯(lián)考)有一玻璃球冠,右側(cè) 玻璃磚射出所需的時間(真空中的光速用符號“c”表
面鍍銀,光源S 就在其對稱軸上,如圖所示.從光源S 示).
發(fā)出的一束光射到球面上,其中一部分光經(jīng)球面反射
后恰能豎直向上傳播,另一部分光折入玻璃球冠內(nèi),經(jīng)
右側(cè)鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回.若球面半徑
為R,玻璃折射率為 3,求光源S 與球冠頂點M 之間
的距離SM 為多大
5.(2022·德州模擬)如圖所示,截面為三角形透
明介質(zhì)的三棱鏡,三個頂角分別為∠A=60°,∠B=
75°,∠C=45°,介質(zhì)的折射率n= 3,現(xiàn)有一束光線沿
MN 方向射到棱鏡的AB 面上,入射角的大小i=60°, 拓展題特訓
光在真空中的傳播速度c=3×108m/s,求: 1.(2022·天津)中國古人對許多自然現(xiàn)象有深
(1)光在棱鏡中傳播的速率; 刻認識,唐人張志和在《玄真子·濤之靈》中寫道:“雨
(2)畫出此束光線進入棱鏡后又射出棱鏡的光路 色映日而為虹”.從物理學的角度看,虹是太陽光經(jīng)過
圖,要求寫出必要的計算過程.(不考慮返回到 AB 和 雨滴的兩次折射和一次反射形成的.下圖是彩虹成因
BC 面上的光線) 的簡化示意圖,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,則
兩光 ( )
A. 在同種玻璃中傳播,a 的傳播速度一定大于b
光
B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面
后,b光側(cè)移量大
C. 分別照射同一光電管,若b 光能引起光電效
應(yīng).a光也一定能
D. 以相同的入射角從水中射入空氣.在空氣中只
能看到一種光時,一定是a光
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2.(2022·梁平模擬)高速公路上的標志牌常用 4.(2022·吉林模擬)如圖所示,一玻璃磚的橫截
“回歸反光膜”制成,夜間行車時,它能將車燈照射出去 面為半圓形,MN 為截面的直徑,Q 是 MN 上的一點
的光逆向返回,標志牌上的字特別醒目.這種“回歸反 R
且與M 點的距離QM= (R 為半圓形截面的半徑).
光膜”是用球體反射元件制成的.如圖所示,反光膜內(nèi) 2
均勻分布著直徑為10μm的細玻璃珠,所用玻璃的折 MN 與水平光屏P 平行,兩者的距離為d,一束與截面
射率為 3,為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃珠的折射、反 平行的紅光由Q 點沿垂直于MN 的方向射入玻璃磚,
射、再折射后恰好和入射光線平行,那么第一次入射時 從 玻璃磚的圓弧面射出后,在光屏上得到紅光.玻璃磚
的入射角是 ( ) 5對該紅光的折射率為n= ,求:3
(1)紅光由于玻璃磚的折射在屏上向什么方向移
動 移動距離是多少
(2)如果保持入射光線和光屏的位置不變,而使玻
R
璃磚沿 MN 向左移動,移動的距離小于 ,請定性說2
明屏上的光點如何移動 亮度如何變化 并求出玻璃
A.60° B.45° 磚向左移動多遠距離時光點的亮度或增強到最強或減
C.30° D.15° 弱到最弱.
3.(2022·南通、揚州、淮安、泰州四市調(diào)研)如圖
所示,銀行為了安全在水平柜臺上安裝了厚度為d 的
堅直玻璃板,某同學為了粗測其折射率,用一支激光筆
在垂直于板面的豎直平面內(nèi),讓激光以45°的入射角斜
向下射向玻璃板,入射點到柜臺面的距離為h,他請銀
行柜員測量了激光透過玻璃板落在柜臺面上光點到玻
璃板的距離為s,求:
(1)激光透過玻璃板后光線方向與玻璃板的夾
角θ;
(2)該玻璃板的折射率n.
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第2講 光的波動性
5.(2022·洛陽校級一模)(多選)下列有關(guān)光現(xiàn)
象的說法中正確的是 ( )
A. 無影燈是利用光的衍射原理
1.(2022·安徽校級模擬)(多選)光在科學技術(shù),生 B. 刮胡刀刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射
產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是 ( ) 現(xiàn)象
A. 光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象 C. 水的視深比實際深度淺是光的全反射現(xiàn)象
B. 用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光 D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,在鏡頭前加一個偏
的衍射現(xiàn)象 振片可以減少反射光的強度
C. 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的全反射 E.光導(dǎo)纖維內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折
現(xiàn)象 射率大
D. 用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整 6.(2022·常德一模)下列說法正確的是 ( )
程度是利用光的偏振現(xiàn)象 A.“聞其聲而不見其人”現(xiàn)象說明遇到同樣障礙
E.在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由紅光 物時聲波比可見光容易發(fā)生衍射
改為綠光,則干涉條紋間距變窄 B. 用超聲波被血流反射回來其頻率發(fā)生變化可
2.(2016春·石家莊校級月考)如圖是雙縫干涉 測血流速度,是利用了波的干涉現(xiàn)象
實驗裝置,使用波長為600nm的橙色光照射,在光屏 C. 做受迫振動的物體,其穩(wěn)定時的振動頻率不一
中心P 點呈現(xiàn)亮條紋.在P 點上方的P 點到S 、S 的 定等于驅(qū)動力的頻率1 1 2
路程差恰為λ,現(xiàn)改用波長為400nm的紫色光照射, D. 用標準平面來檢查光學面的平整程度是利用
那么 ( ) 光的偏振現(xiàn)象
7.(2022·淮安三模)(多選)下列說法中不符合
事實的是 ( )
A. 機場安檢時,借助X射線能看到箱內(nèi)物品
B. 交通警示燈選用紅燈是因為紅光更容易穿透
和 都出現(xiàn)亮紋 云霧煙塵A.P P1
為亮紋, 為暗紋 C. 建筑外裝涂膜玻璃應(yīng)用了光的全反射B.P P1
為暗紋, 為亮紋 D. 液晶顯示應(yīng)用了偏振光C.P P1
8.(2016春·和 都是暗紋 富陽市校級月考)在觀察光的雙縫D.P P1
( · )( ) 干涉現(xiàn)象的實驗中:3. 2022 南陽月考 多選 關(guān)于在豎直放置的
, ( ) (1)將激光束照在如圖所示的雙縫上,在光屏上觀肥皂膜上產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象 下列說法正確的是
察到的現(xiàn)象是下圖中的
A.干涉條紋的產(chǎn)生是由于光線在膜前后表面反 .
射形成的兩列光波的疊加
B. 用綠光照射產(chǎn)生的干涉條紋間距比黃光照射
時產(chǎn)生的條紋間距窄
C. 干涉條紋間的暗紋是由于兩反射光疊加增強
D. 干涉條紋間的暗紋是由于兩反射光疊加減弱
4.(2022·遵義模擬)(多選)下列說法正確的是
( )
A. 光在介質(zhì)中傳播的速度僅由介質(zhì)本身所決定 (2)若保持雙縫間隙不變,減小雙縫到光屏的距
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的 離,在光屏上觀察到的條紋寬度將 (填“變
干涉形成的 寬”、“變窄”或“不變”).
C. 楊氏雙縫干涉實驗中,當兩縫間的距離以及擋
板和屏的距離一定時,紅光干涉條紋的相鄰條紋間距
比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距小
D. 光的偏振特征說明光是橫波 高頻題特訓
E.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中,一切
物理規(guī)律都是相同的 1.(2022·河西區(qū)三模)(多選)下列說法不正確
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的是 ( ) A. 光纖通信是利用了全反射的原理
A.用分光鏡觀測光譜是利用光折射時的色散現(xiàn) B. 無色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照
象 射時發(fā)生了薄膜干涉
B. 用X光機透視人體是利用光電效應(yīng) C. 人們瞇起眼睛看燈絲時看到的彩色條紋是光
C. 光導(dǎo)纖維傳輸信號是利用光的干涉現(xiàn)象 的偏振現(xiàn)象
D. 門鏡可以擴大視野是利用光的衍射現(xiàn)象 D. 紅光由空氣進入水中,波長變長、顏色不變
2.(2015春·大興區(qū)期末)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說 E.用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整
法中正確的是 ( ) 度是利用了光的干涉
A. 在太陽光照射下,水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是 6.(2022·太原模擬)(多選)下列說法正確的是
光的色散現(xiàn)象 ( )
B. 在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由綠光 A.交通警示燈選用紅色是因為紅光更容易穿透
改為紅光,則干涉條紋間距變窄 云霧煙塵
C. 光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的 B. 光在同一種介質(zhì)中沿直線傳播
折射率大 C. 用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象信息利用了光的全反射
D. 光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波 D.讓藍光和綠光通過同一雙縫干涉裝置,形成的
3.(2022·上海模擬)豎直放置的肥皂膜在陽光 干涉條紋間距較大的是綠光
照耀下,由于前后表面反射光通過的路程不同,形成兩 E.圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲
列相干光,薄膜上會呈現(xiàn)出彩色條紋.若一肥皂膜由于 音是多普勒效應(yīng)
受重力和液體表面張力的共同影響,其豎直方向的截 7.(2016春·邢臺校級月考)關(guān)于光,下列說法中
面如圖所示,則光通過該肥皂膜產(chǎn)生的干涉條紋與下 正確的是 ( )
列圖中基本一致的是 ( ) A.刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光的色
散現(xiàn)象
B. 光的偏振現(xiàn)象,說明光是一種橫波
C. 在太陽光照射下,水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是
光的衍射現(xiàn)象
D.在同一種均勻透明介質(zhì)中傳播的可見光中,紅
光的波速最小,紫光的波速最大
8.(2015春·濱江區(qū)校級期中)一般認為激光器
A B 發(fā)出的是頻率為“v”的單色光,實際上它的頻率并不是
真正單一的,激光頻率v是它的中心頻率,它所包含的
頻率范圍是Δv(也稱頻率寬度).讓單色光照射到薄膜
表面,一部分光從前表面反射回來(這部分光稱為甲
光),其余的進入薄膜內(nèi)部,其中的一部分從薄膜后表
C D 面反射回來,并從前表面射出(這部分光稱為乙光),
4.(2022·懷化二模)(多選)下列說法中正確的 甲、乙兩部分光疊加而發(fā)生干涉,稱為薄膜干涉.乙光
是 ( ) 與甲光相比,要多在薄膜中傳播一小段時間Δt,理論
A.變化的電場一定能夠在其周圍空間產(chǎn)生變化 和實踐都證明,能觀察到明顯的干涉現(xiàn)象的條件是:Δt
的磁場 的最大值Δtmax與Δv的乘積近似等于1,即滿足:Δtmax
B. 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相 ·Δv≈1,才會觀察到明顯的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,已知某
同的,與光源、觀察者間的相對運動無關(guān) 紅寶石激光器發(fā)出激光頻率v=4.32×1014Hz,它的頻
C. 含有很多顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象叫 率寬度Δv=8.0×199Hz,讓這束單色光由空氣斜射到
做光的色散,光在干涉、衍射及折射時都可以發(fā)生色散
折射率為n= 2的液膜表面,射入時與液膜表面成45°
D.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,全息照相的拍攝利 角,如圖所示.
用了光的干涉原理
E.當光從空氣中射入水中時波長一定會變短,而
聲波從空氣中傳入水中時波長一定會變長
5.(2016春·泉州校級月考)(多選)以下關(guān)于光
的說法正確的是 ( )
26

物理·選修2
(1)求從O 點射入薄膜中的光線的傳播方向及傳 3.(2016春·興慶區(qū)校級月考)(多選)在下列對
播速度. 幾種技術(shù)的光學原理敘述正確的是 ( )
(2)估算在圖中的情景下,能觀察到明顯穩(wěn)定干涉 A. 光導(dǎo)纖維應(yīng)用的是光的全反射現(xiàn)象
現(xiàn)象的液膜的最大厚度dm. B. 鏡頭表面的增透膜應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象
C. 用空氣劈檢查平面質(zhì)量是應(yīng)用光的干涉現(xiàn)象
D. 分光鏡利用了光的色散現(xiàn)象
4.(2016春·湖北月考)(多選)下列說法正確的
是 ( )
A. 光在介質(zhì)中傳播的速度僅由介質(zhì)本身所決定
B. 雨后路面上的油膜形成的彩色條紋是由光的
干涉形成的
C. 楊氏雙縫干涉實驗中,當兩縫間的距離以及擋
板和屏的距離一定時,紅光干涉條紋的相鄰條紋間距
比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距小
D. 光的偏振特征說明光是橫波
E.水中的氣泡看起來特別明亮,是因為光從水射
易錯題特訓 向氣泡時,一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故
1.(2022·淮安模擬)2016年,科學家利用激光干 5.(2022·濟南一模)(多選)以下說法正確的有
涉方法探測到由于引力波引起的干涉條紋的變化,這 ( )
是引力波存在的直接證據(jù).關(guān)于激光,下列說法中正確 A.做簡諧運動的物體每次通過同一位置時都具
的是 ( ) 有相同的加速度和速度
A. 激光是自然界中某種物質(zhì)直接發(fā)光產(chǎn)生的,不 B. 橫波在傳播過程中,波峰上的質(zhì)點運動到相鄰
是偏振光 的波峰所用的時間為一個周期
B. 激光相干性好,任何兩束激光都能發(fā)生干涉 C. 一束光由介質(zhì)斜射向空氣,界面上可能只發(fā)生
C. 用激光照射不透明擋板上小圓孔時,光屏上能 反射現(xiàn)象而沒有折射現(xiàn)象
觀測到等間距的光環(huán) D.水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象,這說
D. 激光全息照片是利用光的干涉記錄下物體三 明了光是一種波
維圖象的信息 E.在電場周圍不一定存在磁場,在磁場周圍不一
2.(2022·黃岡校級自主招生)如圖所示,小明將 定存在電場
看3D電影的兩只鏡片P、Q 平行放置,把發(fā)光的白熾 6.(2016春·石家莊校級月考)如圖所示,兩個相
燈放在P 的左邊,分別在A(PQ 之間)、B(Q 的右側(cè)) 同的聲源S1和S2相距d=10m,頻率f=1700Hz,振
兩處透過鏡片觀察白熾燈.旋轉(zhuǎn)P,A 處亮度不變,B 動為同步振動,Q 是S1,S2連線的中點,OQ 是S1,S2
處亮度變化明顯.把白熾燈換成正在工作的液晶顯示 連線的中垂線,OQ 長l=400m,OP 線段平行于S1S2
器,旋轉(zhuǎn)P,A、B 兩處的亮度均變化明顯.下列推斷符 連線,OP=16m,已知空氣中聲速為340m/s,試問:
合實驗事實的是 ( ) (1)在O 點振動將加強還是減弱;
(2)在OP 線段上會出現(xiàn)幾個振動最強的位置.
A.白熾燈發(fā)出的光與液晶顯示器發(fā)出的光性質(zhì)
相同
B.在A、B 處觀察到白熾燈通過鏡片的光的性質(zhì)
相同
C.在B 處觀察到液晶顯示器通過鏡片的光,與白
熾燈發(fā)出的光性質(zhì)相同
D. 在A 處觀察到白熾燈通過鏡片的光,與液晶
顯示器發(fā)出的光性質(zhì)相同
27

小題狂刷 高考專題特訓
拓展題特訓 4.
(2022·海淀區(qū)模擬)在“用雙縫干涉測光的波
長”實驗中,將所用器材按要求安裝在如圖1所示的光
1.(2016春·重慶校級月考)(多選)下列說法正 具座上,然后接通電源使光源正常工作.已知實驗中選
確的是 ( ) 用縫間距d=0.20mm的雙縫屏,像屏與雙縫屏間的
A. 波源沿直線勻速靠近一靜止接收者,則接收到 距離L=700mm.
波信號的頻率會比波源頻率高
B. 拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一
個偏振片以增加透射光的強度
C. 光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果 圖1
D. 露珠呈現(xiàn)的彩色是光的反射現(xiàn)象
E.全息照片用激光來拍攝,主要是利用了激光的
相干性
2.(2022·四川校級模擬)對下列光學現(xiàn)象的理
解正確的是 ( )
A. 兩種介質(zhì)的界面是一個平面,當光線垂直于界
面從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時一定沒有反射光線 圖2
B. 水中的空氣泡看上去比較亮是因為氣泡對光
線有發(fā)散作用
C. 先后用兩種不同的單色光在同一裝置同樣條
件下做雙縫干涉實驗,在屏上產(chǎn)生的相鄰亮紋間距大
的單色光,在玻璃中傳播速度較大
D. 透過卡尺測腳形成的狹縫平行觀看日光燈可
圖3
以看到黑白相間的直條紋
()已知測量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有
3.(2022·四川模擬)a、
1
b兩束單色光分別用同一
, 50
分度.某同學調(diào)整手輪后,從測量頭的目鏡看去,像
雙縫干涉裝置進行實驗 在距雙縫恒定距離的屏上得
屏上出現(xiàn)的干涉條紋如圖2甲所示,圖2甲中的數(shù)字
到如圖所示的干涉圖樣,圖甲是a 光照射時形成的干
是該同學給各暗紋的編號,此時圖2乙中游標尺上的
涉圖樣,圖乙是b光照射時形成的干涉圖樣.下列關(guān)于
讀數(shù)x1=1.16mm;接著再轉(zhuǎn)動手輪,像屏上出現(xiàn)的干a、b兩束單色光的說法正確的是 ( )
涉條紋如圖3甲所示,此時圖3乙中游標尺上的讀數(shù)
x2= mm;
()若通過第()中的測量可計算出干涉條紋的間
A.a光的頻率比b光大 2 1
距 ,利用題目中的已知量和測量結(jié)果 可計算出這
B.b光比a光易發(fā)生衍射現(xiàn)象 Δx
種色光的波長,其字母表達式為 (用題目
C.a光比b光易發(fā)生全反射現(xiàn)象 λ=
中的已知量和測量量 的字母表示);代入數(shù)據(jù),可計算
D.b光在水中的傳播速度較小
出λ= nm.
28

物理·選修2
第3講 電磁波 相對論
C. 變化的電場和磁場由近及遠地向周圍空間傳
播形成電磁波
D. 變化的電場一定能產(chǎn)生變化的磁場
1.(2022·武清區(qū)校級模擬)經(jīng)典力學只適用于 6.(2022·泰州校級模擬)2008年9月27日,航
低速運動,不適用于高速運動,這里的“高速”是指 天員翟志剛首次實現(xiàn)了中國航天員在艙外的太空活
( ) 動,這是我國航天發(fā)展史上的又一里程碑.艙內(nèi)、外的
A. 聲音在空氣中的傳播速度 航天員近在咫尺,但要進行對話,一般需要利用( )
B. 第一宇宙速度 A. 紫外線 B. 無線電波
C. 高鐵列車允許行駛的最大速度 C.γ射線 D.X射線
D. 接近真空中光的傳播速度 7.(多選)在地面附近有一高速飛過的火箭.關(guān)于
2.(2022·四川校級模擬)關(guān)于電磁波和相對論, 地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象中正確的是
下列說法正確的是 ( ) ( )
A. 由于高頻電磁波向外界輻射能量的本領(lǐng)更強, A. 地面上的人觀察到火箭變短了,火箭上的時間
所以經(jīng)過調(diào)制的高頻電磁波才能把我們要發(fā)射的信號 進程變快了
發(fā)射出去 B. 地面上的人觀察到火箭變短了,火箭上的時間
B. 電磁波是由恒定的電場和磁場產(chǎn)生的 進程變慢了
C. 研究高速火車的運動必須利用相對論的知識 C. 火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均
D.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場,并且總結(jié)出 無變化
了右手螺旋定則 D.火箭上的人看地面物體長度變小,時間進程變
3.(2022·南通一模)下列說法中正確的是 慢了
( ) 8.(2022·南通模擬)具有NFC(近距離無線通訊
A.分別用藍光和紅光在同一裝置上做雙縫干涉 技術(shù))功能的兩只手機在間距小于10cm時可以通過
實驗,藍光的條紋間距寬 (選填“聲波”或“電磁波”)直接傳輸信息,其
B. 光纖通信利用了全反射的原理 載波頻率為1.4×107Hz,電磁波在空氣中的傳播速度
C. 肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是由光的折射現(xiàn)象造成 為3.0×108m/s,則該載波的波長為 m(保留
的 2位有效數(shù)字).
D.動車組高速行駛時,在地面上測得車廂的長明
顯變短
4.(2022·許昌模擬)(多選)1905年,愛因斯坦提 高頻題特訓
出了著名的狹義相對論,給物理科學帶來了巨大的進
1.(2022·廣 西 模 擬)移動通信誕生于19世紀
步.根據(jù)狹義相對論的理論,下列說法中正確的是 末,20世紀中葉以后,個人移動電話逐漸普及(如圖所
( ) 示).下列關(guān)于移動電話功能的判別正確的是 ( )
A. 在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相
同的
B. 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相
同的
C. 根據(jù)狹義相對論可知,同時是絕對的
D. 根據(jù)狹義相對論可知,物體的長度、時間間隔 A.移動電話是通過發(fā)射和接收電磁波來實現(xiàn)無
和物體的質(zhì)量都是相對的 線通信的
E.根據(jù)狹義相對論可知,在相對地面以速度v 高 B. 移動電話是通過發(fā)射和接收機械波來實現(xiàn)無
速運動的火車上,當人以相對火車速度u'沿火車前進 線通信的
的方向運動時,則該人相對地面的速度為u=u'+v C. 移動電話是一只“千里耳”,可以聽到很遠傳來
5.(2022·廣西模擬)(多選)關(guān)于電磁場和電磁 的微弱聲音
波,下列說法中正確的是 ( ) D. 移動電話是一只“千里眼”,可以接收到很遠傳
A. 電磁波不能在真空中傳播 來的紅外線
B. 電磁波在真空中傳播的速度是3×108m/s
29

小題狂刷 高考專題特訓
2.(2022·廣西模擬)下列過程中,沒有利用電磁 億光年之外的兩個黑洞合并時產(chǎn)生的.探測裝置受引
波的是 ( ) 力波影響,激光干涉條紋發(fā)生相應(yīng)的變化,從而間接探
A. 電視機接收衛(wèi)星電視信號 測到引力波.下列說法正確的是 ( )
B. 移動電話通話 A. 引力波是橫波
C. 電風扇通電后正常運轉(zhuǎn) B. 引力波是電磁波
D. 雷達發(fā)現(xiàn)飛機 C. 只有質(zhì)量非常大的天體加速運動時才能產(chǎn)生
3.(2022·泰州校級模擬)下列說法中正確的是 引力波
( ) D. 愛因斯坦由于預(yù)言了引力波的存在而獲得諾
A. 光波不是電磁波 貝爾物理學獎
B. 電磁爐是利用渦流加熱的 8.(2015秋·太原期末)已知某種電磁波的頻率
C. 用陶瓷器皿盛放食品可直接在電磁爐上加熱 1.5×1015Hz,真空中的光速c=3.0×108 m/s,回答下
D.DVD光盤是利用磁粉記錄信息的 列問題:
4.(2022·湖南模擬)(多選)下列說法中正確的 (1)該電磁波在真空中傳播時,其波長是多少
是 ( ) (2)電磁波從真空進入介質(zhì)后,頻率不變,波長,波
A. 軍隊士兵過橋時使用便步,是為了防止橋發(fā)生 速變化.若該電磁波進入 NaCl晶體中波長變成4.0×
共振現(xiàn)象 10-11m,則電磁波在NaCl中的速度是多少
B. 機械波和電磁波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介
質(zhì)決定
C. 泊松亮斑是光通過圓孔發(fā)生衍射時形成的
D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加裝
一個偏振片以減弱玻璃的反射光
E. 赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在
5.(2022·成都校級模擬)下列有關(guān)電磁波和光
現(xiàn)象的說法中正確的是 ( )
A. 麥克斯韋提出了電磁場理論,預(yù)言了電磁波的
存在,并計算出了電磁波的速度
B. 刮胡刀刀片的影子邊緣模糊不清是光的干涉
現(xiàn)象
C. 水的視深比實際深度淺是光的全反射現(xiàn)象
D. 光導(dǎo)纖維內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折
射率小
6.(2022·上海模擬)從牛頓到愛因斯坦,物理學
理論發(fā)生了跨越式發(fā)展.下列敘述中與愛因斯坦相對
論的觀點不符合的是 ( ) 易錯題特訓
A. 高速運動中的尺子變長 1.(2022·瀘州模擬)下列說法正確的是 ( )
B. 高速運動中的時鐘變慢 A. 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,變化的電場
C. 高速運動中的物體質(zhì)量變大 周圍一定產(chǎn)生變化的磁場
D. 光速是自然界中速度的極限 B. 波源與觀測者相互靠近時,觀測者測得的頻率
7.(2022·朝陽區(qū)一模)今年是愛因斯坦發(fā)表廣 變小
義相對論100周年.引力波是愛因斯坦在廣義相對論 C. 狹義相對論認為:火車以接近光速行駛時,我
中預(yù)言的,即任何物體加速運動時給宇宙時空帶來的 們在地面上測得車廂前后距離變大了
擾動,可以把它想象成水面上物體運動時產(chǎn)生的水波. D.某質(zhì)點做簡諧運動,其位移隨時間變化的關(guān)系
引力波在空間傳播的方式與電磁波類似,以光速傳播, π
, 式為 ,則質(zhì)點在第 末與第 末的速攜帶有一定能量 并有兩個獨立的偏振態(tài). x=Asin4t 1s 5s
引力波探測是難度最大的尖端技術(shù)之一,因為只 度方向不同
有質(zhì)量非常大的天體加速運動時才會產(chǎn)生較容易探測 2.(2022·江蘇模擬)(多選)下列說法正確的是
的引力波.2016年2月11日,美國激光干涉引力波天 ( )
文臺宣布探測到了引力波,該引力波是由距離地球13 A. 彈簧振子在驅(qū)動力作用下一定發(fā)生共振
30

物理·選修2
B. 光纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物 中測得的數(shù)據(jù)是不同的
C. 火車以接近光束通過站臺時,車上乘客觀察到 拓展題特訓
站在站臺上旅客變矮
D. 光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 1.(2022·四川一模)(多選)下列有關(guān)光的現(xiàn)象、
3.(2016春·鹽城校級月考)(多選)下列說法中 電磁波和相對論的說法正確的是 ( )
正確的是 ( ) A. 光通過偏振片時,光的振動方向與透振方向的
A.X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強 夾角越大,透過的光越強
B. 在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號而 B. 楊氏干涉觀察到了明暗條紋證明光是一種波,
改變的技術(shù)叫做調(diào)諧 如果用激光進行實驗則效果沒有那么明顯
C. 根據(jù)宇宙大爆炸學說,遙遠星球發(fā)出的紅光被 C. 赫茲在實驗中發(fā)現(xiàn),當電磁波到達導(dǎo)線環(huán)時,
地球接收到時可能是紅外線 它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢,使得導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生
D.愛因斯坦狹義相對論指出:真空中的光速在不 火花,這個導(dǎo)線環(huán)就是一個電磁波檢測器
同的慣性參考系中都是相同的 D.根據(jù)相對論原理,將兩只調(diào)整同步的銫原子鐘
4.(2016春·邯鄲校級月考)下列說法正確的是 分別放在地面上和宇宙飛船上,則在宇宙飛船上的銫
( ) 原子鐘會走得慢些
A. 雨后天空出現(xiàn)彩虹是光的衍射現(xiàn)象 2.(2022·自貢模擬)電磁波已廣泛運用于很多
B. 相對論認為,真空中的光速在不同慣性參考系 領(lǐng)域,下列關(guān)于電磁波的說法不符合實際的是 ( )
中都是相同的 A. 各種電磁波在真空中傳播的速度大小都相同
C. 橫波在傳播過程中,波峰上的質(zhì)點運動到相鄰 B. 常用的遙控器通過發(fā)出紫外線脈沖信號來遙
的波峰所用的時間為一個周期 控電視機
D. 電磁波和機械波一樣依賴于介質(zhì)傳播 C. 德國物理學家赫茲第一次用實驗證實了電磁
5.(2022·青島一模)(多選)下列說法中,正確的 波的存在
是 ( ) D. 當振蕩電路的固有頻率跟傳播來的電磁波頻
A. 臺灣高雄2月6日凌晨發(fā)生6.7級地震,地震 率相等時,電路里激起的感應(yīng)電流最強
波是機械波,既有橫波又有縱波 3.(2016春·成都校級月考)下列說法正確的是
B. 橫波在傳播過程中,波峰上的質(zhì)點運動到相鄰 ( )
的波峰所用的時間為一個周期 u
; A. 狹義相對論的長度變化公式為: ( )
2
C. 變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場 變化的磁場 l=l0 1- c
一定產(chǎn)生變化的電場 B.1pF=10-6C/V
D. 愛因斯坦認為引力波是一種跟電磁波一樣的 C. 物體做受迫振動時,振動周期由物體的固有周
波動 期決定
E.可見光只是電磁波中的一小部分,可見光的頻 D.傳感器通常是把被測的電信息,按一定的規(guī)律
率低于X射線的頻率 轉(zhuǎn)化為與之對應(yīng)的非電信息的器件
6.(2022·四川模擬)下列說法正確的是 ( ) 4.(2016春·天津校級月考)(多選)下列說法中
A. 研究表明,電磁波頻率越高,振蕩電路向外發(fā) 正確的是 ( )
射電磁波的本領(lǐng)越大,可以通過使L 增加或C 值減小 A. 紫光比紅光的光子能量更大,更容易發(fā)生衍射
達到電磁波發(fā)射的目的 現(xiàn)象
B. 紫外線能殺死多種細菌,常用于醫(yī)院和食品消 B. 變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場
毒,而且有助于人體合成維生素D,但過量的紫外線照 一定產(chǎn)生變化的電場
射會使皮膚粗糙,甚至誘發(fā)皮膚癌 C. 在照相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時
C. 依靠電離層的反射來傳播的無限電波叫做地 的景物,可使景象更清新
波 D.火車以接近光速行駛時,我們在車廂里測得車
D. 光在真空中傳播的速度在不同的慣性參考系 廂前后距離變小了,而車廂的高度沒有變化
31
物理·選修2
1
=18 λ,
Δl
根據(jù)波的周期性可知,整數(shù)倍波長質(zhì)點的狀 的波長λB=vTB=2m,n= =6,即從A 發(fā)出的波經(jīng)4 λB
1 過了
態(tài)相同,相當于 λ,當質(zhì)點恰通過平衡位置向上運動, 6
個波峰.
4
13. 答案:(1)133cm (2)125cm
結(jié)合波形如圖示意圖,此時刻P、Q 兩質(zhì)點所處的位置 【解析】 (1)由題意,O、P 兩點的距離與波長滿
分別是:P 在波峰,Q 在波谷.
足: 5 λOP= λ,波速與波長的關(guān)系為:4 v=
,在
T t=5s
時間間隔內(nèi)波傳播的路程為vt,由題意有:vt=PQ+
λ,綜上解得:
4 PQ=133cm.
(2)Q 處的質(zhì)點第一次處
4π2(
D
l 20+ )n 2 5
二、11. 答案:(
2 4π
1) (2)C (3) 于波峰位置時,波源運動時間為:t1=t+ T,波源由t2 k 4
T
【解析】 (1)單擺的擺長:
D
l=l + ,周期為:T= 平衡位置開始運動,每經(jīng)過 ,波源運動的路程為 ,0 4 A2
t 1, l由 單 擺 周 期 公 式 T =2π ,解 得:n g g =
由題意可知:t1=25×4T
,故t1 時間內(nèi),波源運動的
D 路程為s=25A=125cm.
4π2(l0+ )22 n ( )由 單 擺 周 期 公 式 解 得:
t2 .2 T = 專題二 光 電磁波 相對論
l , 4π
2l 第1講 光的折射 光的全反射
2π g= ,由此可知:A. 把擺線的長度l0當成g T 【基礎(chǔ)特訓】
了擺長,導(dǎo)致擺長偏小,g 值偏小,故 A錯誤.B. 擺線 1. 答案:A
上端未牢固地固定于O 點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線 【解析】 剛從光密介質(zhì)進入到光疏介質(zhì),當入射
實際值偏大,帶入進行計算的數(shù)值偏小,g 值偏小,故 角大于某一角時會發(fā)生全反射,設(shè)θ為臨界全反射角:
B錯誤.C.測量周期時,誤將擺球(n-1)次全振動的時 n空 1 2
間 記成了 次全振動的時間,導(dǎo)致周期偏小, 值偏 sinθ= = =
,θ≤45°.
t n g n玻璃 1.5 3
大,故C正確.D.g 值與擺球質(zhì)量無關(guān),故D錯誤.(3) 2. 答案:B
L 4π2 【解析】 光通過玻璃三棱鏡后向它的橫截面的底
由單擺周期公式T=2π ,可得:g T
2= L,故可知g 邊偏折,故C、D選項錯誤;同一介質(zhì)對頻率越高的光
2 4π
2 4π2
T -L 圖象的斜率為k= ,解得:g g= .
的折射率越大,所以復(fù)色光經(jīng)玻璃折射后,光路應(yīng)分
k
開,故A選項錯誤.紫光的頻率比紅光的大,故經(jīng)玻璃
12. 答案:(1)128cm (2)6個
三棱鏡后紫光的偏折程度大于紅光的,故B選項正確.
【解析】 (1)距A 點1m處的質(zhì)點隨A 點振動經(jīng)
3. 答案:AD
過的路程:s1=2×4cm=8cm,從B 發(fā)出的波在22s 【解析】 因 A 光先消失,說明 A 光先發(fā)生全反
內(nèi)傳播的距離x=vt=22m,故從B 發(fā)出的波可以傳
射,所以玻璃對A 光的折射率大于B 光,A項正確.由
播到距A 點1m處的質(zhì)點,且該質(zhì)點又振動了1.5個 c
, v= 可知折射率越大則速度v越小, 項錯誤 當周期 故此質(zhì)點又振動的路程為s2=6×20cm=120 n
B . α<
cm,總路程s=s1+s2=128cm. (2)16s內(nèi)兩列波相 θ<β時,A 光發(fā)生全反射,只有反射光斑與B 光的折
對運動的長度Δl=lA+lB-d=2vt-d=12m,從A π射光斑,共2個,C項錯誤.當β<θ< 時,2 A
、B 光均
λ
發(fā)出的波的寬度a A= TA2=v2 =0.2m
,從B 發(fā)出的波 發(fā)生全反射,光屏上只剩下1個反射光斑,D項正確.
61

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4. 答案:C
8. 答案:(1)
3L
2 (2)
【解析】 A. 據(jù)題知,b光臨界角小于a 光的臨界 c
, 1
【解析】 (1)由于光線垂直于AC 面射入,故光線
角 由sinC= 分析知,單色光a 的折射率小于單色n 在AB 面上的入射角為30°,由題意知,光線恰好在AB
光b的折射率.故A錯誤.B.在真空中a、b的傳播速度 面上發(fā)生全反射,由全反射條件可求得:則全反射臨界
相等,故B錯誤.C.由圖知,a光在斜邊上的入射角為i
角: i 1C=θ=30°,由全反射條件可求得:n= =
=45°,折射角為r=60°,則單色光a 在該棱鏡中的折 sinC sin30°
,
sinr sin60° 6 =2
射率為n= ,故 正確 單色光sini=sin45°=2 C .D. b
在斜邊發(fā)生了全反射,則知在斜邊上其入射角大于等
于臨界角,即45°≤C,所以C≥45°,故D錯誤.
5. 答案:D
() : 3L【解析】 解:作出光路圖如圖. 2 由圖可知 OF=ADtan30°= ,9 FE=2DF
23L
= ,
L L
9 DE=AD=
,則:
2 EC=
,
2 EG=ECcos30°
3L
= ,
sinθ 4 2 22 6
由n= ,得sin45° sinθ=nsin45°=
,
3×2= 3 故光在介質(zhì)中的傳播距離為:s=DF+FE+EG
由數(shù)學知識知x=htanθ=22h. 3L, c c= 光在該介質(zhì)中的傳播速度:v= = ,光在介2 n 2
6. 答案:< b
【解析】 由圖看出,a 光通過三棱鏡后偏折程度 s 3L質(zhì)中的傳播時間:t=v= c .
較大,根據(jù)折射定律得知三棱鏡對a光的折射率較大, 【能力特訓】
所以a應(yīng)為藍光,b為紅光,藍光的折射率大于紅光的 高頻題特訓
折射率,即n1c n2L 【解析】 A. 根據(jù)反射定律得到反射角為45°,由
7. 答案:(1) ()n 2 c 幾何知識得,反射光線與折射光線的夾角是105°.故A
【解析】 由題,根據(jù)幾何知識求出光線在光纖中 sini sin45°
錯誤.B. 由折射率公式n= ,得n= ,故
c sinr sin30°
= 2
通過的路程,由v= ,求出光在光纖中傳播的速度;n 1 1B錯誤.C. 由臨界角公式sinC= ,得n sinC=
,則C
再求解光從A 點射入到從B 點射出所經(jīng)歷的時間t. 2
() : =45°.
故C正確.D. 根據(jù)折射定律得知,紫光的折射率
1 如圖所示
大于紅光的折射率,則紫光以同樣的入射角從空氣射
到分界面,折射角小于30°.故D錯誤.
2. 答案:AD
c 【解析】 根據(jù)“結(jié)論”知兩束出射光線仍平行;紅
而光在玻璃中傳播的速度為:v= ;n 光和紫光對玻璃磚的折射率不同,紫光的折射率大,紫
(2)則光沿著軸線的方向的速度為v'=vsinC 光的側(cè)移量最大,紅光的側(cè)移量最小,用極限法,紅光
由上分析可得,光從A 點射入到從B 點射出所經(jīng) 的側(cè)移量最小,小到等于零,不偏轉(zhuǎn),沿直線傳播.若甲
L L n2L 為紫光,乙為紅光,兩條出射光線間距離一定大于d,
歷的時間為:t=v'=c 1= c . 如圖甲所示,選項A正確,B錯誤;若甲為紅光,乙為紫
n×n
62

物理·選修2
光,則兩條出射光線間距離一定小于d,如圖乙所示, 1
=2,得:θ=30°.
選項C錯誤,D正確. sinθ
由幾何關(guān)系得:∠OBA=θ,則有光線從柱面射出
圖甲 圖乙 π的柱面面積:S=2θ·R·L=3RL.
3. 答案:C
4
【解析】 A、B. 改變?nèi)肷浣莍時,由于光線在上表 7. 答案:3
面的折射角與在下表面的入射角相等,根據(jù)光的可逆 【解析】 設(shè)過P 點光線,恰好被浮子擋住時,入
性可知,光射到PQ 面時不可能發(fā)生全反射.故A、B錯 射角、折射角分別為:α、β則:
誤.C.c光的偏折程度大于b光的偏折程度,則知c光 s1 , s2
的折射率大,則c光的頻率大,光b 的頻率小.故C正 sinα= sinβ= .s2 21+h1 s2 22+h2
確.D. 若玻璃磚界面 MN 和PQ 不平行,則光線在上
表面的折射角和在下表面的入射角不相等,則在下表
面的折射角不相等,出射光線不平行.故D錯誤.
4. 答案:C
【解析】 因為藍光折射率大于紅光,所以折射光
線更靠近法線,故AC 為藍光.設(shè)折射角為α,折射光線
: sinα水的折射率 , 4由 得:
長度為L,
n= ①②③ n= .
玻璃磚直徑為d,折射率為n,光在真空中的 sinβ 3
L
速度為c,光在玻璃中的速度為v,則時間t= 23 3av = 8. 答案
:(1)3
(2)c
dsinα, sinθ, dsinθ, 【解析】 ()在 點恰好發(fā)生全反射,臨界角:/ 又n= 代入得t= 所以時間相等,
1 E C
cn sinα c C
1 23
正確. =60°,則此玻璃的折射率:n= ;()傳播的sinC= 3 2
5. 答案:BCD
: c 3速度 v= = c,光線在玻璃磚中傳播的距離:
【 sini
x=
解析】 由折射定律sinr=n
知,藍光從空氣射向 n 2
3 x
水中,入射角大,O 點在O 點的左側(cè),選項 A錯誤;由 xOE+xEF=a+
(a-acos60°)= a,所用時間:2 t=1 v
c
v= 知,藍光進入水中的速度變小,選項n B
正確;若 3a= c .
沿AO1方向射向水中的是一束紫光,紫光折射率大, 易錯題特訓
折射角小,則折射光線有可能通過 B 點正下方的C 1. 答案:C
點,選項C正確;若沿AO1方向射向水中的是一束紅 【解析】 A. 產(chǎn)生全反射的必要條件是光線必須
光,紅光折射率小,折射角大,則折射光線有可能通過 從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),所以光線從空氣射到玻璃
B 點正上方的D 點,選項D正確;若藍光沿AO 方向 磚的上表面不可能發(fā)生全反射.只有一束光線射出,說
射向水中,則折射光線有可能通過 B 點正下方的C 明兩束光線的折射率不同,射出時沿同一方向出來,故
點,不可能通過B 點正上方的D 點,選項E錯誤. A錯誤;B、C由圖知a光偏折程度較小,則a光的折射
π
6. 答案:3RL
c
率小于b的折射率,根據(jù)知v= 知,在玻璃中a 的傳n
【解析】 半圓柱體的橫截面如圖所示,OO'為半 播速率大于單色光b 的傳播速率,故B錯誤,C正確;
徑,設(shè)從A 點入射的光線在B 點處恰好滿足全反射條 D. 由上分析可知:a 光的折射率小于b 的折射率,而
件,入射角恰好等于臨界角C,則由折射定律得:n= 黃光的折射率大于紅光的折射率,所以若單色光a 為
63

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黃光,b不可能是紅光,故D錯誤. c 3×108
v= = = 3×108m/s;
2. 答案:A n 3
【解析】 A、D.由圖b得到θ=30°時發(fā)生全反射, (2)設(shè)此束光從AB 面射入棱鏡后的折射角為r,
1 1 2 sini sin60°
故全反射的臨界角C=60°,故:n= = = 3, 由折射定律n= 得: ,sinC 3 3 sinr
3= sinr
2 解得:r=30°.顯然光線從AB 射入棱鏡后的折射
光線
, ; c, NP 平行于底邊AC
,由圖中幾何關(guān)系可得,光線
故A正確 D錯誤 B. 根據(jù)v= 紅光在透明體中的n 在BC 面上的入射角θ=45°,設(shè)臨界角為C,則由sinC
光速小于真空中的光速,故B錯誤;C. 光線的頻率與
1 3 2
介質(zhì)的折射率無關(guān),故紅光的折射光線的頻率不變,故 = = ,sinθ= ,可得n 3 2 θ>C
,
C錯誤.故選A. 故光線在BC 面上發(fā)生全反射后,根據(jù)幾何知識
3. 答案:D 和反射定律得知,光線將垂直于底面AC 方向由圖中
【解析】 光從水中進入空氣,只要在沒有發(fā)生全 Q 點射出棱鏡.光路如圖所示.
反射的區(qū)域,就可以看到光線射出,所以A、B錯誤;光
的頻率是由光源決定的,與介質(zhì)無關(guān),所以C錯誤;由
c
v= 得,光從水中進入空氣后傳播速度變大,所以n D
正確.
4. 答案:0.73R 6. 答案:(1)玻璃磚的折射率為 3 (2)該光束從
【解析】 如圖所示,根據(jù)折射定律,有: E 點反射后,直到第一次有光線從玻璃磚射出所需的
sinθ
n 1= ,根據(jù)反射定律,有:sinθ θ1=θ3
, 33L
2 時間為
2c
其中:θ2+θ3=90°,聯(lián)立可得:θ1=60°,θ2=30°, 【解析】 (1)作出光路圖,根據(jù)幾何知識和全反射
規(guī)律得到光線在AC 面的入射角和折射角,即可求得
1
折射率,(2)根據(jù)全反射臨界角公式sinC= 求出臨n
界角C,判斷出光線在F 點發(fā)生全反射,在 H 點不能
發(fā)生全反射,即該光束經(jīng)一次反射后,到第一次射出玻
由圖,有:β=θ2=30°,α=θ1-β=30°,所以:SO= 璃磚發(fā)生在 H 點,根據(jù)幾何知識求出光線在玻璃磚內(nèi)
3R,故光源S 與M 間距:SM=SO-R=(3-1)R c傳播的距離S,由v= 求出光線在玻璃磚內(nèi)傳播的n
≈0.73R.
速度v,即可求得所求的時間,依題意,光在玻璃磚中
5. 答案:(1)v= 3×108m/s (2)見解析圖
的傳播路徑如圖所示.可見,光在 O1點的入射角為
【解析】 (1)光在棱鏡中傳播的速率應(yīng)根據(jù)公式
60°,折射角為30°.
c
v= 求解n . () sin60°1 玻璃的折射率n= ,sin30°= 3
(2)已知折射率n和入射角的正弦sini,根據(jù)折射
sini
定律n= ,
1
求出折射角 由公式
sinr . sinC=
求得臨界
n
角C.由幾何知識求出光線射到BC 面的入射角,根據(jù)
入射角與臨界角的大小關(guān)系,判斷光線在BC 面上能
否發(fā)生全反射,再進一步確定此束光線射出棱鏡后的
方向. ()
3 1 1
2 因為 >sinC= > ,所以這種玻璃的臨2 3 2
(1)光在棱鏡中傳播的速率: 界角C 大于30°,小于60°.故從E 點反射出的光線,將
64

物理·選修2
在F 點發(fā)生全反射,在O2點才有光線第一次射出玻璃 () h-s2 由幾何知識,得:sinβ= ,解得:(h-s)21 +d2
磚.由幾何知識可知:EF=L,FO2= L;光在這種玻2 2(h-s)2+2d2
c c n= ( ) .
璃中的傳播速度v=n= .
故光從E 點傳播到O2點
2h-s
3
:() ( 3 ) ( )
1 4. 答案 1 向左側(cè)移動 d-2Rtanα-30°L+2L 33L
用時t= (2)見解析v = 2c .
【解析】 (1)如圖所示,光線應(yīng)向屏的左側(cè)移動:
拓展題特訓
1. 答案:C sinα =α,x=(
3
d- R) ( )sin30° 2 tanα-30°.
【解析】 A. 由公式v=λf 知,b 的折射率較小,
在同種玻璃中傳播,a 光的傳播速度一定小于b光,A
錯誤;B. 以相同的入射角斜透過同一平行玻璃板后,
由于b光的折射率小,折射角較大,側(cè)移量較小,B錯
誤;C.b光的折射率較小,頻率較小,分別照到同一光
電管,若b光能引起光電效應(yīng),則a光一定能引起光電
(2)
1 3
發(fā)生全反射的臨界角:sinC= = ,所以, C效應(yīng) C正確;D.b光的折射率較小,臨界角較大,以相 n 5
同的入射角從水中射入空氣.在空氣中只能看到一種 =37°,當玻璃磚左移時,入射角增大,折射角增大,所
光時,一定是b光,D錯誤. 以光線左移.當增大到37°時發(fā)生全反射,折射光線消
2. 答案:A 失.所以光點左移亮度減弱至消失.移動距離由幾何知
【解析】 設(shè)入射角為i,折射角為θ,作出光路圖 : R R識有 Δx=Rsin37°-2=10.如圖所示.
第2講 光的波動性
基礎(chǔ)特訓
1. 答案:ACE
【解析】 光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉原
因為出射光線恰好和入射光線平行,
理,故A正確.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利
, sini sin2θ所以i=2θ 根據(jù)折射定律有 ,sinθ=sinθ= 3 用光發(fā)生折射而形成色散現(xiàn)象,故B錯誤;光導(dǎo)纖維束
所以θ=30°,i=2θ=60°.故選A. 內(nèi)傳送圖象是利用了光由光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時會發(fā)
2(h-s)2 2
生全反射,故C正確;檢查光學平面的平整程度是利用+2d
3. 答案:(1)45° (2) 2(h-s) 光的干涉現(xiàn)象,故D錯誤;綠光的波長比紅光的短,干
【解析】 (1)激光的光路圖如圖所示: 涉條紋的間距與波長成正比,因此僅將入射光由紅光
改為綠光,則干涉條紋間距變窄,故E正確.
2. 答案:B
【解析】 P 點光程差是波長的整數(shù)倍,形成明條
Δs
紋.P1處n= 為奇數(shù),則λ P1
處出現(xiàn)暗條紋.故選B.
2
設(shè)在左側(cè)界面上的入射角為,折射角為β,由光的 3. 答案:ABD
sinα 【解析】 由于重力的作用,肥皂膜形成了上薄下
折射定律,得:n= ,sinβ 厚的薄膜,光線通過薄膜時頻率不變,干涉條紋的產(chǎn)生
: sinβ 1即 = ,解得:θ=45°; 是由于光線在薄膜前后兩表面反射形成的兩列光波的sin(90°-θ) n
疊加,故A正確;干涉條紋間距與光的波長成正比,由
65

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于綠光波長比黃光的短,故綠光干涉條紋間距小,故B 【解析】 (1)將激光束照在如圖所示的雙縫上,將
正確;干涉條紋間的暗線是由于兩反射光波波峰與波 出現(xiàn)雙縫干涉現(xiàn)象,而雙縫干涉圖象的中間是亮條紋,
谷的疊加形成的,兩反射光波波谷與波谷的疊加形成 兩側(cè)是明暗相間的對稱的干涉條紋,故 A正確,BCD
亮紋,故C錯誤,D正確. 錯誤.故選A.
4. 答案:BDE ( L2)根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx= λ可知在
【解析】 光在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身,及 d
頻率共同決定.故 A錯誤.油膜形成的彩色條紋,是由 其它條件不變,d 減小時,條紋寬度變寬;而其他條件
膜的前后表面反射光,進行光的疊加,形成的干涉條 不變,L 減小,則條紋寬度變窄.
L 能力特訓
紋.故B正確.根據(jù)光的干涉條紋間距公式Δx= ,dλ 高頻題特訓
可知,紅光的波長長,則紅光干涉條紋的相鄰條紋間距 1. 答案:BCD
比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距大.故C錯誤.光的偏 【解析】 分光鏡是利用色散元件(三棱鏡或光柵)
振現(xiàn)象說明光是一種橫波而不是縱波.故D正確.根據(jù) 將白光分解成不同波長的單色光,A正確;用X光機透
狹義相對論的兩個基本假設(shè)可知,狹義相對論認為在 視人體是利用X光的穿透性,B錯誤;光導(dǎo)纖維傳輸信
不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的,故E 號是利用光的全反射現(xiàn)象,C錯誤;門鏡可以擴大視野
正確. 是利用光的折射現(xiàn)象,D錯誤.
5. 答案:BDE 2. 答案:C
【解析】 光源較大時,本影很小,無影燈是利用光 【解析】 太陽光照射下,油膜的上下表面反射,形
的直線傳播原理制成的,故A錯誤.刮胡須的刀片的影 成相同頻率的光,由于波長的長短不一,導(dǎo)致干涉條紋
子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)象.故B正確.水的視深 間距不等,從而出現(xiàn)彩色花紋,故A錯誤;光的雙縫干
比實際深度淺些是光的折射現(xiàn)象.故C錯誤.拍攝玻璃 涉實驗中,若僅將入射光由綠光改為紅光,使得波長變
櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減
, L長 根據(jù)Δx= λ,可知,干涉條紋間距變寬,故B錯
弱反射光的強度.故 D正確.光導(dǎo)纖維運用光的全反 d
射,所以內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率.故E正確. 誤;根據(jù)光的全反射條件可知,內(nèi)芯材料的折射率比外
6. 答案:A 套材料的折射率大,才能符合條件,故C正確;偏振現(xiàn)
【解析】 “聞其聲而不見其人”現(xiàn)象說明遇到同樣 象說明光是一種橫波,故D錯誤.
障礙物時,聲波比可見光容易發(fā)生衍射,因為聲波的波 3. 答案:B
長比可見光長,故A正確;利用多普勒效應(yīng),當間距變 【解析】 薄膜干涉為前后兩個面反射回來的光發(fā)
化時,接收的頻率與發(fā)出頻率不相同,則可測量血流速 生干涉形成干涉條紋,故從肥皂薄膜的觀察到水平干
度,故B錯誤;受迫振動的物體,其穩(wěn)定時的振動頻率 涉條紋,用復(fù)色光時出現(xiàn)彩色條紋.由重力作用,肥皂
一定等于驅(qū)動力的頻率.故C錯誤;檢查光學面的平整 膜前后表面的厚度從上到下逐漸增大,從而使干涉條
程度是利用光的干涉現(xiàn)象,利用兩平面所夾空氣薄層 紋的間距變密,故B正確.ACD錯誤.
的反射,獲得頻率相同的光波,從而進行相互疊加,故 4. 答案:BCDE
D錯誤. 【解析】 均勻變化的電場(磁場)產(chǎn)生恒定的磁
7. 答案:C (電)場;故A錯誤;根據(jù)相對論的兩個基本假設(shè)可知,
【解析】 X射線有較強的穿透能力,借助X射線 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的,與
能能檢測與探傷,機場安檢時,借助X射線能看到箱內(nèi) 光源和觀察者的運動無關(guān);故B正確;多種顏色的光被
物品.故A正確;交通警示燈選用紅燈是因為紅光更容 分解為單色光的現(xiàn)象叫做光的色散,光在干涉、衍射及
易穿透云霧煙塵.故B正確;建筑外裝涂膜玻璃應(yīng)用了 折射時都可以將復(fù)合光進入分解,所以都可以發(fā)生色
光的薄膜干涉,不是光的全反射.故C錯誤;液晶顯示 散.故C正確;泊松亮斑是光繞過障礙物產(chǎn)生的,屬于
應(yīng)用了液晶的各向異性和光的偏振原理.故D正確. 衍射現(xiàn)象,全息照相利用了頻率相同的激光進行光的
8. 答案:(1)A (2)變窄 干涉現(xiàn)象.故D正確;據(jù)v=f·λ 可知,當光從空氣中
66

物理·選修2
射入水中時光速減小,所以波長一定會變短,而聲波從 設(shè)乙光在薄膜中傳播時間的最大值為Δtm,對應(yīng)
空氣中傳入水中時傳播的速度增大,所以波長一定會 的最大厚度dm,則
變長,故E正確. 2dm
cosr=vΔtm ④5. 答案:ABE
【解析】 光纖通信是利用了全反射的原理,故 A 根據(jù)題中所給條件得:Δt·Δν=1 ⑤
正確;肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色,是由于泡的內(nèi)外表 由②③④⑤式得:dm=1.15×10-2m.
面反射光,進行相互疊加而成的,屬于薄膜干涉,故B 易錯題特訓
正確;瞇起眼睛看燈絲時,形成單縫,看到的彩色條紋 1. 答案:D
是光的洐射圖樣,故C錯誤;紅光由空氣進入水中,頻 【解析】 激光是人造光,也是偏振光,故 A錯誤;
c 激光相干性好,只有頻率相同的兩束激光才會發(fā)生干
率不變,則衍射不變,根據(jù)v= 知,波速減小,根據(jù)n λ 涉,故B錯誤;用激光照射不透明擋板上小圓孔時,光
v
= 知波長減小,故D錯誤;用透明的標準樣板和單 屏上能觀測到衍射條紋,間距不等,故C錯誤;激光全f 息照片是利用光的干涉記錄下物體三維圖象的信息,
色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉,即空
故D正確.
氣薄膜的前后兩個表面反射的光相干涉,故E正確.
2. 答案:D
6. 答案:ACD 【解析】 觀察白熾燈旋轉(zhuǎn)P,A 處亮度不變,B 處
【解析】 交通警示燈選用紅燈是因為紅光更容易
亮度變化明顯.因為白熾燈發(fā)出的是普通光線,不是擴
穿透云霧煙塵.故A正確;光在同一種均勻介質(zhì)中才沿
展振光;把白熾燈換成正在工作的液晶顯示器,旋轉(zhuǎn)
直線傳播.故B錯誤;用光導(dǎo)纖維束傳輸圖象信息利用
P,A、B 兩處B 的亮度均變化明顯.說明白熾燈發(fā)出的
了光的全反射.故C正確;讓藍光和綠光通過同一雙縫
光與液晶顯示器發(fā)出的光性質(zhì)不同,A錯誤;在A、B
干涉裝置,因藍光的波長小于綠光,因此形成的干涉條
處因為光線經(jīng)過了兩個不同偏振角度的鏡片,所以白
紋間距較大的是綠光.故D正確.圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一
熾燈通過鏡片的光的性質(zhì)是不同的,B錯誤;在B 處觀
圈會聽到忽強忽弱的聲音是振動加強與減弱的原因,
察到液晶顯示器通過鏡片的光是偏振光,而白熾燈發(fā)
不是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象,故E錯誤.
出的光是普通的光線,所以不同,C錯誤;液晶顯示器
7. 答案:B
由于特殊的發(fā)光成像原理發(fā)出的是偏振光,在A 處觀
【解析】 刮胡須的刀片的影子邊緣模糊不清是光
察到白熾燈通過鏡片的光,是經(jīng)過偏振鏡片后的光線
的衍射現(xiàn)象,故A錯誤;光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波,
也是偏振光,故性質(zhì)相同,D正確.
故B正確;水面上的油膜在陽光的照射下出現(xiàn)彩色的
3. 答案:ACD
花紋,是膜兩表面反射光,頻率相同,進行相互疊加,出
【解析】 用光導(dǎo)纖維束傳送圖象是利用光的全反
現(xiàn)光的干涉現(xiàn)象,故C錯誤;因紅光的折射率小于紫
射,故A正確;照相機鏡頭上的增透膜,是利用光的干
光,那么在同一種均勻透明介質(zhì)中傳播的可見光中,依
涉原理,對反射光進行振動減弱,從而導(dǎo)致透射光增
c
據(jù)公式v= ,則有,紅光的波速最大,紫光的波速最n 加,故B錯誤;透明的標準平面樣板檢查光學平面的平
小,故D錯誤. 整程度,是利用空氣薄層兩個反射面,得到頻率相同的
8. 答案:(1)從O 點射入薄膜中的光的傳播速率 光,從而相互疊加,形成光的干涉條紋,故C正確;白光
為2.12×108m/s. 通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋,是光的一種折射色
(2)在如圖所示的情景下,能觀察到明顯穩(wěn)定干涉 散現(xiàn)象,故D正確.
現(xiàn)象的液膜的最大厚寬d 為1.15×10-2m. 4. 答案:BDEm
c 【解析】 光在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身,及【解析】 (1)由折射率n=v ① 頻率共同決定.故 A錯誤.油膜形成的彩色條紋,是由
得射入薄膜中的光的速率:v=2.12×108m/s ② 膜的前后表面反射光,進行光的疊加,形成的干涉條
( sin45° L2)由光的折射定律得 = 2 ③ 紋.故B正確.根據(jù)光的干涉條紋間距公式sinr Δx= λ
,
d
67

小題狂刷 高考專題特訓
可知,紅光的波長長,則紅光干涉條紋的相鄰條紋間距 靠近一靜止接收者,則接收者接收到波信號的頻率會
比藍光干涉條紋的相鄰條紋間距大.故C錯誤.光的偏 比波源頻率高,故A正確;拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,
振現(xiàn)象說明光是一種橫波而不是縱波.故D正確.玻璃 往往在鏡頭前加一個偏振片以減小反射光的干擾,不
中的氣泡看起來特別明亮,是因為光從玻璃射向氣泡 能增加透射光的強度,故B錯誤;光的衍射現(xiàn)象是光波
時,即從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時,一部分光在界面上 相互疊加的結(jié)果,故C正確;露珠呈現(xiàn)的彩色是由于光
發(fā)生了全反射,故E正確. 的折射而形成的色散現(xiàn)象,故D錯誤;全息照片用激光
5. 答案:CDE 來拍攝,主要是利用了激光的相干性好的性質(zhì),故E正
【解析】 做簡諧運動的物體每次通過同一位置時 確.
都具有相同的加速度,而速度有兩種方向,可能不同. 2. 答案:C
故A錯誤.橫波在傳播過程中,波峰上的質(zhì)點只在自己 【解析】 兩種介質(zhì)的界面是一個平面,當光線垂
的平衡附近振動,不向前移動.故B錯誤.一束光由介 直于界面從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時既有反射光
質(zhì)斜射向空氣,界面上若發(fā)生全反射,只發(fā)生反射現(xiàn)象 線,也有折射光線.故 A錯誤;水中的空氣泡看上去比
而沒有折射現(xiàn)象.故C正確.水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是 較亮是全反射的緣故,發(fā)生全反射的條件是光從光密
光的干涉現(xiàn)象形成的,說明了光是一種波.故D正確. 介質(zhì)射入光疏介質(zhì),故B錯誤;根據(jù)雙縫干涉的條紋寬
根據(jù)麥克斯韋電磁場理論得知,在變化的電場周圍才 L
度的公式:Δx= λ可知,在屏上產(chǎn)生的相鄰亮紋間距
存在磁場,在變化的磁場周圍才存在電場.故E正確. d
6. 答案:(1)在O 點振動將加強 (2)在OP 線段 大的單色光的波長比較大,則頻率比較小,則相當于玻
上會出現(xiàn)18個振動最強的位置 璃的折射率比較小,所以在玻璃中傳播速度較大.故C
v 正確;透過卡尺測腳形成的狹縫平行觀看日光燈,由于【解析】 (1)由題意可知,根據(jù)公式λ= ,則有:f 燈光發(fā)生衍射,所以可以看到彩色相間的直條紋.故D
340 錯誤
λ=1700=0.2m
;當?shù)絻刹ㄔ吹拈g距差為波長的整數(shù) .
3. 答案:D
倍或0時,出現(xiàn)振動加強點,由于Q 是S1,S2連線的中 L
點,OQ 是S ,S 連線的中垂線,所以O(shè) 點到S ,
【解析】 根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式
S 的 Δx= λ
,
1 2 1 2 d
距離是相等的,距離的差是0,所以是振動的加強點. c
知甲圖條紋間距大,則a 光的波長較長.根據(jù)f=
(2)P 到兩個波源的距離: λ
知, 光的頻率較小,則 光的光子能量較小,故 錯
2 ( d
a a A
PS1= OQ + OP- )2
10
= 4002+(16- )22 2 誤;a 光的波長較長,則a 光比b 光易發(fā)生衍射現(xiàn)象,
= 1721≈41.485m, 1故B錯誤;根據(jù)sinC= ,可知,折射率越大的,臨界n
2 ( d 10PS2= OQ + OP+ )2= 4002+(16+ )2 角越小,因此a光臨界角比b光大,那么b光比a 光易2 2
發(fā)生全反射現(xiàn)象,故C錯誤;頻率小,則折射率小,根據(jù)
= 2041≈45.177m,
c
Δs=PS2-PS1=45.177m-41.485m=3.692m v= 知,a 光在水中的傳播速度較大, 光在水中的n b
根據(jù)振動的加強點的條件可知,每一次到兩個波 傳播速度較小.故D正確.
源的距離的差達到0.2m 時就可以出現(xiàn)振動的加強
4. 答案:(1)
dΔx
15.02 (2) 660
, : Δs 3.692
L
點 所以共有 n=λ = 0.2 =18.46
,
【解析】 (1)圖3中,游標卡尺上的主尺讀數(shù)為
n只能取整數(shù),所以在OP 線段上會出現(xiàn)18個振 15mm,游標讀數(shù)為0.02mm×1=0.02mm,所以最終
動最強的位置. 讀數(shù)為:x2=15.02mm.
拓展題特訓 (2)兩個相鄰明紋(或暗紋)間的距離為:
1. 答案:ACE x2-x1 15.02-1.16
【解析】 根據(jù)多普勒效率可知,波源沿直線勻速 Δx= 6 = 6 mm=2.31mm
68

物理·選修2
L 上,設(shè)車對地面的速度為v,車上的人以速度u'沿著火
根據(jù)Δx= λ,得:d 車前進的方向相對火車運動,根據(jù)相對論速度變換公
dΔx 0.2×10-3×2.31×10-3
λ= = -7 u'+vL 700×10-3 m=6.6×10 式得:他相對地面的速度u= 故 錯u'v1+
m=660nm. c2
第3講 電磁波 相對論 誤.
答案:
基礎(chǔ)特訓 5. BC
: 【解析】 電磁波是一種物質(zhì),可在真空中傳播,電1. 答案 D
【 】 , 磁波在真空中的傳播速度總是
8 /,等于光速,
解析 相對論的創(chuàng)始人是愛因斯坦 據(jù)相對論 3×10 ms
, 、 , : 故A錯誤
,B正確;電磁場是由變化的電場和磁場,從理論 時間 空間與物體的運動速度有關(guān) 如 相對質(zhì)量
發(fā)生區(qū)域由近及遠的傳播形成電磁波,故C正確;變化
公式為: mM 0= 是物體靜止時的質(zhì)量,M 是物體
v2 的電場能產(chǎn)生磁場
,變化的磁場能產(chǎn)電場,但非均勻變
1-c2 化電場能生非均勻變化磁場,若是均勻變化的電場,則
的運動時的質(zhì)量,v 是物體速度,c 是光速.所以這里 產(chǎn)生恒定的磁場,故D錯誤.
的:“高速”應(yīng)該是指接近真空中光的傳播速度,故D正 6. 答案:B
確,ABC錯誤. 【解析】 現(xiàn)代的移動通信都是利用無線電波來傳
2. 答案:A 遞信息的.故B正確,A、C、D錯誤.
【解析】 根據(jù)電磁輻射的特點可知,由于高頻電 7. 答案:BCD
磁波向外界輻射能量的本領(lǐng)更強,所以經(jīng)過調(diào)制的高
【 v解析】 因為表達式l=l0 1-( )2 和 Δt=
頻電磁波才能把我們要發(fā)射的信號發(fā)射出去.故 A正 c
確;根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知,恒定不變的電場 Δτ ,可知lΔτ,一個相對我們做高
不會產(chǎn)生磁場,電磁波是變化磁場產(chǎn)生電場變化電場 v1-( )2c
產(chǎn)生磁場不斷交替變化產(chǎn)生的,故B錯誤;列車的運行 速運動的慣性系中發(fā)生的物理過程,在我們看來,它的
都屬低速,經(jīng)典力學能適用.故C錯誤;奧斯特發(fā)現(xiàn)了 長度變短,它所經(jīng)歷的時間比在這個慣性系中直接觀
電流周圍存在磁場,安培總結(jié)出了右手螺旋定則,故D 察到的時間長,慣性系速度越大,我們觀察到的物體的
錯誤. 長度越短,物理過程所經(jīng)歷的時間越長,故B、C、D正
3. 答案:B 確.
【解析】 雙縫干涉實驗中條紋間距與波長成正 8. 答案:電磁波 21
比,由于紅色光的波長比藍色光的波長大,所以相鄰紅 【解析】 英國物理學家麥克斯韋的電磁場理論告
光干涉條紋間距大于相鄰藍光干涉條紋間距,故 A錯 訴我們:變化的磁場能產(chǎn)生電場,從而產(chǎn)生電磁波.
誤;光纖通信利用了全反射的原理,故B正確;肥皂泡 空氣中電磁波的傳播近似等于光速c,由波速公
呈現(xiàn)彩色是光在前后膜的反射光疊加產(chǎn)生的干涉形成 式c=λf 得
的,故C錯誤;根據(jù)狹義相對論可知,當列車的速度接 c 3×108
近光速時,沿著速度方向長度才明顯變短.故D錯誤
波長
. λ=f=1.4×107 m≈21m.
4. 答案:ABD 能力特訓
【解析】 根據(jù)相對性原理,在所有慣性系中,物理 高頻題特訓
定律有相同的表達形式,即一切物理規(guī)律都是相同的, 1. 答案:A
故A正確;根據(jù)光速不變原理,真空中的光速在不同 【解析】 移動電話也叫無線電話,既是無線電發(fā)
的慣性參考系中都是相同的.故B正確;根據(jù)狹義相對 射臺又是無線電接收臺,兩部移動電話間通過基地臺
論可知,在不同的慣性系中,同時是相對的,故C錯誤; 轉(zhuǎn)接,靠電磁波傳遞聲音信號,故 A正確,BCD錯誤.
有相對論的基本公式,可知物體的長度、時間間隔和物 故選A.
體的質(zhì)量都是相對的,故D正確;在高速運動的火車 2. 答案:C
69

小題狂刷 高考專題特訓
【解析】 電視機用電磁波傳遞圖象信號和聲音信 兩個獨立的偏振狀態(tài),因此引力波是橫波,故A正確;
號,故A不符合題意;移動電話是利用電磁波傳遞信 引力波在空間傳播方式與電磁波類似,但并不是電磁
息的,故B不符合題意.電風扇是利用電動機把電能轉(zhuǎn) 波,故B錯誤;質(zhì)量小的物體加速運動時也會產(chǎn)生引力
化成機械能來工作,所以沒有利電磁波,故C符合題 波,只是不容易探測,故C錯誤;愛因斯坦是由于發(fā)現(xiàn)
意;雷達是利用電磁波進行工作的,故D不符合題意. 光電效應(yīng)獲得的諾貝爾物理學獎,故D錯誤.
3. 答案:B 8. 答案:(1)該電磁波的波長為2×10-7m.
【解析】 光波屬于電磁波,除在真空中速度一樣 (2)該電磁波的波速變?yōu)?.0×104m/s.
外,它們的產(chǎn)生機理也相同.故 A不正確;電磁爐是利 【解析】 (1)電磁波在真空中的傳播速度為c=
用變化的電磁場產(chǎn)生的渦流使鍋中的自由電子在電場 3×108m/s,由波速公式c=λf 得:
力的驅(qū)使下加速運動,受到阻力從而產(chǎn)生熱能.故B正 c 3×108λ= -7f=1.5×1015 m=2×10 m確;電磁爐只能對鐵器皿有加熱作用,對陶瓷器皿盛放
食品不可直接在電磁爐上加熱,故C不正確;DVD光
(2)由v=λ'f 得:
盤是利用激光記錄信息的,而磁帶則是利用磁粉記錄 v=λ'·f=40.×10
-11×1.5×1015=6.0×104m/s.
信息的.故D不正確. 易錯題特訓
4. 答案:ADE 1. 答案:D
【解析】 軍隊士兵過橋時使用便步,防止行走的 【解析】 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,在變化的
頻率與橋的頻率相同,橋發(fā)生共振現(xiàn)象,故 A正確.機 電場周圍一定產(chǎn)生磁場,只有非均勻變化的電場周圍
械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定,與波的頻率無 才產(chǎn)生變化的磁場;在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場,
關(guān),電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和波的頻率均 只有非均勻變化的磁場周圍才產(chǎn)生變化的電場.故 A
有關(guān),故B錯誤.泊松亮斑是光通過不透明的小圓盤發(fā) 錯誤;波源與觀測者相互靠近時,觀測者測得的頻率變
生衍射時形成的;故C錯誤;加偏振片的作用是減弱反 大.故B錯誤;根據(jù)狹義相對論可知,火車以接近光速
射光的強度,從而增大透射光的強度;故D正確;麥克 行駛時,我們在地面上測得車廂前后距離變小.故C錯
斯韋預(yù)言了電磁波的存在,而赫茲第一次用實驗證實 誤;某質(zhì)點做簡諧運動,其位移隨時間變化的關(guān)系式為
了電磁波的存在,故E正確. π
x=Asin4t
,與簡諧振動的方程:x=Asinωt比較可
5. 答案:A
【解析】 麥克斯韋建立了電磁場理論并預(yù)言了電 , π 2π 2π知 其角速度為 ,周期:T= = =8s,則質(zhì)點在
磁波的存在,并指出電磁波的速度與光速相同;故 A 4 ω π
4
正確;刮胡刀刀片的影子邊緣模糊不清是光的衍射現(xiàn)
第1s末與第5s末時間差半個周期,所以的速度方向
象造成的;故B錯誤;水的視深比實際深度淺是光的折
相反,故D正確.
射現(xiàn)象形成的;故C錯誤;光導(dǎo)纖維內(nèi)芯材料的折射率
2. 答案:BD
比外套材料的折射率大,使光在接觸面上發(fā)生全反射;
【解析】 只有當周期性驅(qū)動力的頻率和物體的固
故D錯誤.
有頻率相等時振幅達到最大,即發(fā)生共振;驅(qū)動力頻率
6. 答案:A
【 】 , 與系統(tǒng)的自由振動的頻率不一定相等,故 錯誤;光解析 根據(jù)狹義相對論的尺縮效應(yīng) 在尺子長 A
,
度方向上運動的尺子比靜止的尺子短,當速度接近光 纖通信是激光和光導(dǎo)纖維相結(jié)合的產(chǎn)物 利用了激光
速時,尺子縮成一個點,故A錯誤.根據(jù)狹義相對論,運 的頻率單一性的特點,故B正確;根據(jù)尺縮效應(yīng),沿物
動的鐘比靜止的鐘走得慢.故B正確.根據(jù)狹義相對論 體運動的方向上的長度將變短,火車以接近光束通過
的基本結(jié)論,質(zhì)量并不是獨立的,而是與運動狀態(tài)相關(guān) 站臺時,車上乘客觀察到站在站臺上旅客變瘦,而不是
的,速度越大,質(zhì)量越大,故C正確.根據(jù)光速不變原理 變矮,故C錯誤;光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波,故
可知,光速是自然界中速度的極限.故D正確. D正確.
7. 答案:A 3. 答案:CD
【解析】 只有橫波才有偏振現(xiàn)象,由于引力波有 【解析】 X射線的頻率小于γ射線的頻率,所以γ
70

物理·選修2
射線的穿透能力更強.故 A錯誤.在電磁波發(fā)射技術(shù) 方向的垂直時,沒有光透過,當兩者相平行時,則透過
中,使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制.故B 的光最強,故A錯誤;楊氏干涉觀察到了明暗條紋證
錯誤.根據(jù)宇宙大爆炸學說,由于星球在遠離地球,根 明光是一種波,如果用激光,由于是相干光源,則進行
據(jù)多普勒效應(yīng),接收到的頻率小于發(fā)出的頻率,遙遠星 實驗則效果更明顯,故B錯誤;當火花在感應(yīng)圈兩個金
球發(fā)出的紅光被地球接收到可能是紅外線,故C正確; 屬球間跳動時,必定建立一個快速變化的電磁場.這種
愛因斯坦狹義相對論指出:真空中的光速在不同的慣 變化的電磁場以電磁波的形式在空間快速傳播,當電
性參考系中都是相同的,這是光速不變原理.故 D正 磁波經(jīng)過導(dǎo)線環(huán)時,迅速變化的電磁場在導(dǎo)線環(huán)中激
確.故選CD. 發(fā)出感應(yīng)電動勢,使得導(dǎo)線環(huán)的兩個小球間也產(chǎn)生了
4. 答案:B 火花.在赫茲實驗中,感應(yīng)圈成了電磁波發(fā)射器,導(dǎo)線
【解析】 雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的色散現(xiàn)象, 環(huán)成了電磁波的檢測器,故C正確;根據(jù)鐘慢效應(yīng),宇
故A錯誤;根據(jù)相對論的知識可知,相對論認為,真空 宙飛船高速經(jīng)過地球附近時,地球上有看宇宙飛船上
中的光速在不同慣性參考系中都是相同的.故B正確; 的銫原子鐘會走得慢些,故D正確.
橫波傳播過程中,質(zhì)點在平衡位置上下振動,不發(fā)生橫 2. 答案:B
向移動,故C錯誤;電磁波的傳播不需要介質(zhì),故D錯 【解析】 各種電磁波在真空中傳播的速度大小都
誤. 相同,為3×108m/s,故A符合實際;紅外線波長大于
5. 答案:ADE 紫外線,衍射性能好,故常用的搖控器通過發(fā)出紅外線
【解析】 地震波具有橫波又有縱波,是一種較為 脈沖信號來搖控電視機,故B不符合實際;英國物理學
復(fù)雜的機械能波;故A正確;橫波在傳播過程中,介質(zhì) 家麥克斯韋建立了電磁場理論,并預(yù)言了電磁波的存
并不隨著波的傳播而向前運動;只是在垂直波的方向 在,德國物理學家赫茲第一次用實驗證實了電磁波的
上振動;故B錯誤;均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場; 存在,故C符合實際;當振蕩電路的固有頻率跟傳播來
而均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場;只有周期性變化 的電磁波頻率相等時,發(fā)生電諧振,電路里激起的感應(yīng)
的電(磁)場才能產(chǎn)生周期性變化的磁(電)場;故C錯 電流最強,故 D符合實際;本題選不符合實際的,故
誤;根據(jù)物理學史可知,愛因斯坦認為引力波是一種跟 選B.
電磁波一樣的波動;故D正確;根據(jù)電磁波譜可知,可 3. 答案:A
見光只是電磁波中的一小部分,可見光的頻率低于X 【解析】 愛因斯坦狹義相對論的基本結(jié)論之一是
射線的頻率;故E正確. u
運動物體長度會收縮,即l=l0 1-( )2,它是因時
6. 答案:B c
【解析】 電磁波的能量與頻率有關(guān);振蕩電路的 空條件不同而引起的觀測效應(yīng).故A正確;1pF=10
-12
F=10-121 C/V.故B錯誤;物體做受迫振動時的周期等
頻率越大,發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大;根據(jù)f= ;
2π LC 于驅(qū)動力的周期.故C錯誤;傳感器通常是把被測的非
故可以通過減小L 和C 來達到增大頻率的目的;故A 電信息,按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化為與之對應(yīng)的電信息的器
錯誤;紫外線能殺死多種細菌,常用于醫(yī)院和食品消 件.故D錯誤.
毒,而且有助于人體合成維生素D,但過量的紫外線照 4. 答案:CD
射會使皮膚粗糙,甚至誘發(fā)皮膚癌;故B正確;依靠電 【解析】 A.光的衍射與光子的波長有關(guān),紅光的
離層的反射來傳播的無限電波叫做天波;故C錯誤;光 波長要比紫光的波長長,故紅光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象;
在真空中傳播速度是相同的,均為3.0×108m/s;故D 故A錯誤;B.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,變化的電
錯誤. 場周圍一定可以產(chǎn)生磁場,但不一定是變化的磁場,均
拓展題特訓 勻變化的電場只能產(chǎn)生恒定的磁場,故B錯誤.C.在照
1. 答案:CD 相機鏡頭前加裝偏振濾光片拍攝日落時的景物,可以
【解析】 光通過偏振片時,光的振動方向與透振 使反射光不能進行鏡頭,從而可使景象更清晰;故C正
71

小題狂刷 高考專題特訓
確;D.火車以接近光速行駛時,根據(jù)相對論,沿著物體 5. 答案:A
的運動方向,我們在地面上測得車廂前后距離變小了, 【解析】 七色光中白光中紅光的折射率最小;紫
而車廂的高度沒有變化,故D正確. 光的折射率最大;故經(jīng)玻璃球折射后紅光的折射角較
綜合特訓(二) 大;由玻璃球出來后將形成光帶,而兩端分別是紅光和
紫光;根據(jù)光路圖可知說明M、Q 點為紫光; 、 點為【 N P母題特訓】
紅光;故選A.
1. 答案:ABD
6. 答案:【 】 : C解析 試題分析 由圖可知:玻璃磚對a 光的折
【解析】 畫出光路圖,分析可知,第一次折射時,b
射率大于對b光的折射率,故C錯誤;在玻璃中,a 光
光的折射角較大,而入射角相等,根據(jù)折射率公式
的傳播速度小于b光的傳播速度,故A正確;
n=
a 光的頻
sini
率大于b光的頻率,在真空中,a 光的波長小于b光的 得知,b 光的折射率較小,頻率較小,波長較長 再sinr .
波長,故B正確;若改變光束的入射方向使θ角逐漸變 c
大, , , ,因為a光的折射率大,則折射光線a 首先消失,故 由 =λf 可知 折射率越小 則波長越長.由公式n v=
D正確;a光的波長小于b光的波長,分別用a、b光在 c
得知,b光的折射率較小,在同種玻璃中傳播,a光的
同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a 光的干涉條紋 n
間距小于b光的干涉條紋間距,故E錯誤. 傳播速度一定小于b光,故 A錯誤;光的折射率較小,
2. 答案:C 以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后,b 光
【解析】 由于a、b 光平行且關(guān)于過球心O 的直 的折射角較大,所以b光側(cè)移量小.故B錯誤;b光的折
線P P 對稱,因此它們的入射角i相等,根據(jù)圖中幾 射率較小,頻率較小,分別照射同一光電管,若b 光能1 2
何關(guān)系可知,b 光在玻璃球中的光路偏離進入球之前 引起光電效應(yīng),a 光也一定能,故C正確;b 光的折射
方向較多,即b光的折射角γ 較小,根據(jù)折射定律有: 率較小,則臨界角大,不容易發(fā)生全反射,所以以相同
sini 的入射角從水中射入空氣,在空氣中只能看到一種光
n= ,所以玻璃對b 光的折射率較大,故選項sinr A
錯
時,一定是b光.故D錯誤.
誤;根據(jù)臨界角公式有: 1sinC= ,所以玻璃對 光的n a
臨界角較大,故選項B錯誤;根據(jù)折射率的定義有:n=
c,所以b光的玻璃中的傳播速度v較小,故選項v C
正
確;根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知,a、b光進入玻璃球后,b光 7. 答案:C
d
的光程d 較大,根據(jù)勻速直線運動規(guī)律有:t= ,所以 【解析】 波長和頻率成反比,紅光的頻率比藍光v
低,所以波長比藍光長,故A錯誤;天空中的彩虹是由
b光在玻璃中的傳播時間較長,故選項D錯誤. 光散射形成的,故B錯誤;光纖通信之所以能進行遠距
3. 答案:B 離通信,主要是利用了光的全反射原理.故C正確;根
【解析】 由圖知,三棱鏡對b光的折射率較大,又 據(jù)波速與波長和頻率的關(guān)系公式v=λf,當機械波由
因為光的頻率越大,介質(zhì)對光的折射率就越大,所以
一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中時,波速變化(波速由介質(zhì)
nac,所以b光的波長小于c光的波長,即λ >λ ,所以 化,故a b D錯誤.λ
8. 答案:C
B正確,ACD錯誤.
【解析】 據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知,單個光子
4. 答案:A
表現(xiàn)為粒子性,而大量光子表現(xiàn)為波動性;故 AB錯
【 】 α+θ解析 由幾何關(guān)系,得入射角等于 ,折射角2 誤;時間不太長時,底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點
α+θ 子,說明了單個光子表現(xiàn)為粒子性,光子到達的多的區(qū)
α sin 2 域表現(xiàn)為亮條紋,而光子到達的少的區(qū)域表現(xiàn)為暗條
等于 ,所以折射率為 ,故選
2 α A.
sin
72 2

物理·選修2
紋,說明光的能量在膠片上分布不均勻,光到達膠片上 14.答案:B
不同位置的概率不相同;故C正確,D錯誤. 【解析】 由圖象可得:sini9. 答案:D 線從玻璃射入空氣折射,即光由B 經(jīng)O 到A.
【解析】 根據(jù)實驗的原理,連接P1、P2表示入射 sini l
根據(jù)折射定律得 =
光線,連接P3、P4表示出射光線,連接兩光線與玻璃磚 sinr n
的交點,即為折射光線.實驗的過程中,要先在白紙上 sini 0.6 1由圖象得:
sinr=0.9=1.5
放好玻璃磚,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針 P1和
, , 所以可得,n=1.5,故B正確, 錯誤P2 然后在玻璃磚另一側(cè)觀察 調(diào)整視線使P1的像被
ACD .
P 的像擋住,接著在眼睛所在一側(cè)相繼又插上兩枚大 15.
答案:C
2
頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,使P4擋住P3和 【解析】 v 根據(jù)f= 可知,波長越長,頻率越低,λ
P1、P2的像.故ABC錯誤,D正確.
故米波的頻率比厘米頻率低,故 A錯誤;無線電波不
10.答案:A
需要介質(zhì)傳播,故B錯誤;無線電波同光波一樣會發(fā)生
【解析】 電磁波在真空中的傳播速度與光在真空
反射現(xiàn)象,故C正確;干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象,所
中的傳播速度相同,故A正確;空氣中的聲波是縱波,
以無線電波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象,故D錯誤.
故B錯誤;聲波不僅能在空氣中傳播,也能在固體、液
16.答案:D
體中傳播,但不能在真空中傳播,故C錯誤;光可以在
【解析】 由圖可知a 光的干涉條紋間距小于b
真空中的傳播,不需要介質(zhì),故D錯誤.
11.答案:ABC 光,
L
根據(jù)Δx= λ可知,a 的波長小于d b
光,則a 光的
【解析】 電磁波在真空中的傳播速度均相等,與
c
電磁波的頻率無關(guān),故 A正確;周期性變化的磁場產(chǎn) 頻率大于b光,a的折射率大于b光,根據(jù)n= 可知,v
生周期性變化電場,周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變 在同種介質(zhì)中傳播時a 光的傳播速度比b光的小,故
化磁場,相互激發(fā),形成電磁波,故B正確;變化的電場 1
A錯誤;根據(jù), sinC=
可知,同種介質(zhì)射入真空發(fā)生
與變化的磁場共同產(chǎn)生電磁場 電磁波的電場強度與 n
磁感應(yīng)強度總是相互垂直,且與傳播方向垂直.所以電 全反射時a光臨界角小,故B錯誤;光電效應(yīng)時飽和電
磁波是橫波,故C正確;電磁波可以通過電纜、光纜進 流與入射光的強度有關(guān),所以無法判斷飽和電流的大
行有線傳輸,也可以實現(xiàn)無線傳輸,故D錯誤;電磁波 小,故C錯誤;因a光的頻率大,故若兩光均由氫原子
可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的 能級躍遷產(chǎn)生,則產(chǎn)生a 光的能級能量差大,故D正
電磁波不會隨即消失,故E錯誤. 確.
12.答案:A 17.答案:B
【解析】 波長越長、頻率越小,按照波長逐漸變 【解析】 飛船上的觀測者測得該飛船的長度是靜
大,即頻率逐漸變小的順序,電磁波譜可大致分為:γ 止時的長度,為30m,故A錯誤;地球上的觀測者測得
射線,倫琴射線,紫外線,可見光,紅外線,無線電波,微 該飛船的長度是以0.6c的速度沿長度方向飛行時長
波,故A正確,BCD錯誤.
, : v 0.6c度 為
13.答案:D l=l
2 2
0 1-( )=30× 1-( )c c =24m
【 】 l ,故 正確;根據(jù)狹義相對論的光速不變原理,解析 根據(jù)Δx= λ 可知亮條紋之間的距離 <30m Bd 飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度等于
, l和暗條紋之間的距離相等 故 A錯誤.根據(jù)Δx= λ c,地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度也等d
于 ,故 錯誤
可知條紋間距隨波長的變化而變化,故B錯誤.根據(jù) c CD .
18.答案:(1)頻率 C (2)第1個亮條紋到第l 11
Δx= λ可知,雙縫間距離越大條紋間距離越小,故d C 個亮條紋的中心間距為1.178×10-2m.
錯誤.若把其中一縫擋住,出現(xiàn)單縫衍射現(xiàn)象,故仍出 【解析】 (1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣的必要條件是兩
現(xiàn)明暗相間的條紋,故D正確. 束光的頻率相同.A、B 兩點是波峰與波峰、波谷與波谷
73

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相遇的點,是振動加強點,出現(xiàn)明條紋,C 點波峰與波
谷相遇,振動減弱,出現(xiàn)暗條紋.
(2)
l 2
相鄰干涉條紋的間距為 Δx=dλ=0.001×
5.89×10-7m=1.178×10-3m
則第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距為 設(shè)光線在 M 點的入射角為i,折射角為r,在N 點
S=10Δx=1.178×10-2m 的入射角為i',反射角為i″,玻璃的折射率為n.
19.答案:光束在上表面的入射點到O 點的距離 由于△OAM 為等邊三角形,所以入射角i=60°
④
2
為
2R. 由折射定律得:sini=nsinr ⑤
【解析】 當光線經(jīng)球心O 入射 代入數(shù)據(jù)得:r=30° ⑥
時,光路圖如右圖所示.設(shè)玻璃的折 作N 點的法線NE,由于NE∥MA,所以i'=30°
射率為n,由折射定律有: ⑦
sini 由反射定律得:i″=30° ⑧
n=sinγ ① 連接ON,由幾何關(guān)系可知△MAN≌△MON,則
式中,入射角i=45°,γ為折射角. ∠MNO=60° ⑨
AB
△OAB 為直角三角形,因此sinγ= 由⑦⑨式可得∠ENO=30°
OA2+AB2 所以∠ENO 為反射角,ON 為反射光線.由于這
② 一反射光線垂直球面,所以經(jīng)球面再次折射后不改變
1
發(fā)生全反射時,臨界角C 滿足:sinC= ③ 方向.n
所以,該光線從球面射出的方向相對于其初始入
在玻璃體球面上光線恰好
射方向的偏角為β=180°-∠ENO=150°.
發(fā)生全反射時,光路圖如右圖所
答案:(
示.設(shè)此時光線入射點為E,折射 21. 1
)池內(nèi)的水深 7m.
(2)救生員的眼睛到池邊的水平距離約光線射到玻璃體球面的D 點.由 0.7m.
題意有 【解析】 (1)光由A 射向B 點發(fā)生全反射,光路
∠EDO=C ④ 如圖所示.
, OD OE在△EDO 中 根據(jù)正弦定理有sin(90°-γ)=sinC
⑤
2
聯(lián)立以上各式并利用題給條件得OE=2R.
20.答案:光線從球面射出的方向相對于其初始入
射方向的偏角為150°.
【解析】 設(shè)球半徑為R,球冠地面中心為O',
1 3
連 圖中入射角θ等于臨界角C,則有sinθ=n=4
接OO',則OO'⊥AB
,n令∠OAO'=α 由題 =3m,由幾何關(guān)系可得:AO AB=4m
3 所以BO= AB2R -AO
2= 7m
則: O'A 2 3cosα=OA = R =2 ① (2)光由A 點射入救生員眼中的光路圖如圖所示.
即∠OAO'=α=30° ② , sin45°在E 點 由折射率公式得sinα =n
已知 MA⊥AB,所以∠OAM=60° ③
設(shè)圖中N 點為光線在球冠內(nèi)地面上的反射點,光 32 3 3 23得sinα= ,8 tanα= =23 23
路圖如圖所示.
74

物理·選修2
, AQ 3-x : PD 7設(shè)BE=x 則得tanα=QE=
所以 sinγ=OP=7 21.2
3 161 : sin30° 0.5( 該人造樹脂材料的折射率代入數(shù)據(jù)解得x= 3- )m n=sinγ = 7 ≈1.5.23
21.2
由幾何關(guān)系可得,救生員到池邊水平距離為 (2- R
24. 答案:底面透光部分的寬度是 .
x)m≈0.7m 2cosγ
1 【解析】 光路圖如圖所示:
22. 答 案:A、B 兩 點 間 的 距 離 為( -
n2-1
n2-sin2i0)
sini R.0
【解析】 當光線在O 點的入射角為i0時,設(shè)折射
sini 沿半徑方向射入玻璃磚的光線,即光線①射到
角為r0,由折射定律得:
0
sinr =n0 MN 上時,
根據(jù)幾何知識得入射角恰好等于臨界角,即恰好
在圓心O 處發(fā)生全反射,光線①左側(cè)的光線經(jīng)球面折
射后,射到 MN 上的角一定大于臨界角,
即在 MN 上發(fā)生全反射,不能射出;
設(shè)AD 間的距離為d1,由幾何關(guān)系得: 光線①右側(cè)的光線射到 MN 上的角小于臨界角,
R 可以射出,
sinr0=
R2+d2 如圖光線③與球面相切,入射角θ1=90°,1
若光線在B 點恰好發(fā)生全反射,則在B 點的入射 sinθ根據(jù)折射定律得 θ 1sin 2= ,n
角恰好等于臨界角C,設(shè)BD 間的距離為d2.則有: 1
1 根據(jù)全反射定律n= ,
sinC= sinγn 解得:θ2=γ,
由幾何關(guān)系得: d2sinC= 由幾何關(guān)系可得∠AOE=γ,
R2+d22 R
則A、B 兩點間的距離為:d=d2-d1 2 R所以射出寬度OE=cosγ=2cosγ.
1 n2: ( -sin
2i
聯(lián)立解得 d 0= - ) 【過關(guān)特訓】
n2-1 sini
R.
0
一、1. 答案:A
23. 答案:該人造樹脂材料的折射率是1.5. 【解析】 要在液面上各處均看不到大頭針,要求
【解析】 將過 O 點的法線延長,與 BP 交于D 光線射到薄板邊緣界面處時恰好發(fā)生全反射,設(shè)臨界
點,如圖,由幾何關(guān)系可得: 角為C.
1
由臨界角與折射率的關(guān)系得:sinC=n ①
: r 3 3由幾何關(guān)系得 sinC= = =
r2+h2 32+42 5
②
PD=BP-BD=BP-AO=12-5=7cm : 5聯(lián)立①②式可得 n= .故選3 A.
OP= OD2+PD2= AB2+PD2= 202+72 2. 答案:C
= 449cm≈21.2cm 【解析】 用點光源S 照射小孔,開始由于光的直
線傳播,在光屏上形成直徑逐漸減小的圓形亮斑,然后
75

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形成小孔衍射,在光屏上形成范圍逐漸增大的明暗相 c
在甲玻璃中的傳播速度v= 較小,則在甲玻璃磚中
間的同心圓環(huán),由于透過小孔的光減小,則圓環(huán)亮度逐 n
漸減弱,故C正確,ABD錯誤. 的傳播時間較長,故 AB錯誤,C正確;移動光源P 逐
3. 答案:AD 漸增大θ角,入射角減小,不會發(fā)生全反射,D錯誤.
【解析】 手機通話使用的無線電波,其波長要大 8. 答案:C
于可見光;故A正確;遙控器采用的是紅外線不是紫 【解析】 月全食的示意圖如圖所示.月全食發(fā)生
外線;故B錯誤;微觀爐是利用了微波的頻率與水的頻 時,月球處于地球的本影區(qū).從原理上來說,地球上的
率相接近,從而使水振動而發(fā)熱的;故C錯誤;機場、車 人不會看到月亮.為什么會看到“紅月亮”呢 是因為
站用來檢查旅客行李包的透視儀是利用 X射線的穿 有一部分太陽光經(jīng)過地球大氣層的折射后,波長較短
透本領(lǐng);故D正確. 的藍紫光大部分被吸收了,而波長較長的紅光更多地
4. 答案:AC 照向月球表面,所以“紅月亮”是地球大氣對太陽光的
【解析】 聲波從空氣中傳入水中時,頻率不變, 折射造成的.
波速增大,由v=λf 得波長變長,選項A正確;在機械
橫波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速度與波的傳播速
度是兩個運動形式的速度,兩者不存在聯(lián)系,選項B錯
誤;a光的相鄰亮條紋間距小于b 光的相鄰亮條紋間 月全食是自然現(xiàn)象,小虎看到整個月球是暗紅色,
L
距,由Δx= λ知,a光的波長小,頻率大,折射率大, 也是自然現(xiàn)象,不是人用紅色激光照射的結(jié)果,故d A
選項C正確; ,
錯.月全食時月球在地球的背面,地球反射的光不會照肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象 選
向月球,故B錯.月全食時,太陽光無法直接照到月球,項D錯誤.
即使照到也不具備發(fā)生光的干涉的條件,即使具備發(fā)
5. 答案:C
【 】 , 生光的干涉的條件,干涉圖樣也應(yīng)該是條紋狀的,故解析 麥克斯韋預(yù)言了電磁波 赫茲用實驗證 D
錯 故選
實了電磁波的存在,選項 A錯誤;紅外線的頻率比紫 . C.
答案:
外線低,選項B錯誤;在干燥環(huán)境下,用塑料梳子梳理 9. D
頭發(fā)后帶電,來回抖動梳子能產(chǎn)生變化的電場,從而產(chǎn) 【 sini解析】 如圖所示,根據(jù)光的折射定律有sinθ=
生電磁波,選項C正確;“和諧號”動車組高速行駛時,
v1
在地面上測得的其車廂長度將略微變短,選項D錯誤. v2
6. 答案:C
【解析】 由圖看出,A 光通過玻璃磚時偏折程度
大,由折射率的意義可知,A 光的折射率較大,則A 光
的頻率也較大,故A錯誤.A 光的折射率較大,由公式 d
2
c 由幾何關(guān)系知sinθ=
v= 分析可知,A 光在玻璃磚中的傳播速度較小,故n (d)2+h22
B錯誤.A 光的頻率較大,波長較短,由干涉條紋的間
L d 100-81sin
2i
以上兩式聯(lián)立可解得 ,故選
距公式Δx= λ,可知A 光的干涉條紋間距較小,故d C
h= 18sini
正確.根據(jù)光電效應(yīng)方程 Ek=hv-W,知A 光的頻率
項D正確.
較大,產(chǎn)生的光電子最大初動能較大,故D錯誤. 10. 答案
:ABD
7. 答案:C 【解析】 光線a 的偏折程度大,根據(jù)折射定律公
【解析】 在保持θ角相同時,分別安裝甲、乙玻璃 sini c式n= ,光線sinγ a
的折射率大;再根據(jù)公式v= ,光n
磚,折射光線分別射至光屏上 M 點和N 點,可以看出
線a在玻璃中的傳播速度小,故A正確,C錯誤;光線
M 的偏折程度較大,即甲玻璃磚的折射率較大,則光
a的折射率大,說明光線a的頻率高,根據(jù)c=λf,光線
76

物理·選修2
a在真空中的波長較短,故B正確;若改變光束的入射 線,這些光線在棱鏡中是平行于AC 面的,由對稱性和
方向使θ角逐漸變大,則折射光線a 的折射角先達到 幾何知識可得,光線進入AB 面時的入射角α 和折射
90°,故先發(fā)生全反射,先消失,故D正確;光線a 在真 角β分別為:
L α=60°,=30°
空中的波長較短,根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx= λ, βd sinα
則材料的折射率為:n= = 3
分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a sinβ
光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距,故E錯
誤.
二、11. 答案:> 0.300
【 】 L解析 光的雙縫干涉條紋間距Δx= λ(d λ
為
光的波長,L 為屏與雙縫之間距離,d 為雙縫之間距
(2)如圖O 為BC 中點,緊靠B 點從BC 面射出的
離),紅光波長長λ紅>λ綠,所以紅光的雙縫干涉條紋間
光線與直線AO 交于D,由圖可知:當光屏放在D 點右
距較大,即Δx1>Δx2,條紋間距根據(jù)數(shù)據(jù)可得Δx=
側(cè)時,根據(jù)對稱性,光屏上形成兩條光斑
10.5mm L
5 =2.1mm=2.1×10
-2m ,根據(jù)Δx = λ,Δx a 3由幾何關(guān)系有:OD=2tanα=L 6
a
可得d= ,代入數(shù)值得:Δxλ d =3.00×10
-4m=0.300
3
所以當光屏到BC 距離d 超過 時,光斑分為兩
mm. 6
條
12. 答案:(
4
1)水的折射率n 為3.
(2)光能照亮
綜合練習(一)
的最遠距離AC 為4.5m. 一、1. 答案:B
【解析】 (1)點光源S 在距水面高3m處發(fā)出的 【解析】 雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的色散現(xiàn)象,
光在觀景臺右側(cè)面與水面交接處折射到水里時,被照
A錯誤;橫波傳播過程中,質(zhì)點在平衡位置上下振動,
亮的距離為最近距離AB,則: 不發(fā)生橫向移動,C錯誤;電磁波的傳播不需要介質(zhì),D
sini
由于n= 錯誤.sinr
2. 答案:C
x
2 2 【解析】 根據(jù)E=mc2,當物體能量變化時,參加
, 3+x 4所以 水的折射率n= AB =3 核反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化,故 A正確;太陽釋放
AB2+h2 能量,對應(yīng)的總質(zhì)量一定減小,故B正確,C錯誤;當?shù)?br/>(2)點光源S 接近水面時,光在觀景臺右側(cè)面與水 球向外輻射的能量小于從外界獲得的能量時,地球的
面交接處掠射到水里時,被照亮的距離為最遠距離 總能量增加,對應(yīng)地球的質(zhì)量也將增加,D正確.
AC,此時,入射角為90°,折射角為臨界角C, 3. 答案:C
: sin90° AC
2+h2 4 2
則 n= = = 【解析】
v l 3
由l=l 1- ,且 ,可解得
sinC AC 3 0 c2 l
= v=
0 5
3 0.8c.
可得sinC=4 4. 答案:B
sinC sinC 37 【解析】 由于太陽光經(jīng)過小水滴時,受到兩次折由數(shù)學知識得tanC=cosC= =1-sin2C 7 射,一次反射,在進入小水滴后就被分解成七色光,這
12
解得:AC=htanC= 7m≈4.5m. 七色光再經(jīng)過水滴內(nèi)表面反射進入我們的視角,形成7 七彩的虹,通過比較第一次折射可以看出,入射角均相
13. 答案:(1)3 (2)
3
超過 a 同,a光的折射角r最小而d 光的折射角r最大,根據(jù)6
sini
【解析】 (1)由于對稱性,考慮從AB 面入射的光 其折射率n= 知水對 光的折射率最大,而對 光sinr a d
77
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綜合特訓(二)
射光線相對于入射光線偏轉(zhuǎn)的角度為θ.已知棱鏡頂角
為α,則計算棱鏡對該色光的折射率表達式為 ( )
1.(2022·新課標Ⅱ·34)(多選)如圖,一束光沿
半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚,在玻璃磚底面上的
入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則 ( )
α+θ α+θ
sin 2 sin 2
A. α B. θ
sin2 sin2
A. 在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度 sinθ sinα
B. 在真空中,a光的波長小于b光的波長 C. α D.
sin(θ- ) sin(
θ
α- )
C. 玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率 2 2
D. 若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折 5.(2022·重慶·13)虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)
射光線a首先消失 分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的,可利用白光
E. 分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上 照射玻璃球來說明.兩束平行白光照射到透明玻璃球
做實驗,a光的干涉條紋間距大于b 光的干涉條紋間 后,在水平的白色桌面上會形成 MN 和PQ 兩條彩色
距 光帶,光路如圖所示.M、N、P、Q 點的顏色分別為
2.(2022·四川·3)直線P1P2過均勻玻璃球球 ( )
心O,細光束a、b平行且關(guān)于P1P2對稱,由空氣射入
玻璃球的光路如圖.a、b光相比 ( )
A. 紫、紅、紅、紫
A. 玻璃對a光的折射率較大 B. 紅、紫、紅、紫
B. 玻璃對a光的臨界角較小 C. 紅、紫、紫、紅
C.b光在玻璃中的傳播速度較小 D. 紫、紅、紫、紅
D.b光在玻璃中的傳播時間較短 6.(2022·天津·2)中國古人對許多自然現(xiàn)象有
3.(2022·福建·13)如圖,一束光經(jīng)玻璃三棱鏡 深刻認識,唐人張志和在《玄真子·濤之靈》中寫道:
折射后分為兩束單色光a、b,波長分別為λa、λb,該玻 “雨色映日而為虹”.從物理學角度看,虹是太陽光經(jīng)過
璃對單色光a、b的折射率分別為na、nb,.則 ( ) 雨滴的兩次折射和一次反射形成的.如圖是彩虹成因
的簡化示意圖,其中a、b是兩種不同頻率的單色光,則
兩光 ( )
A.λa<λb,na>nb
B.λa>λb,naC.λa<λb,naD.λa>λb,na>nb b光
4.(2022·安徽·18)如圖所示,一束單色光從空 B. 以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面
氣入射到棱鏡的AB 面上,經(jīng)AB 和AC 兩個面折射后 后,b光側(cè)移量大
從AC 面進入空氣.當出射角i'和入射角i相等時,出
32

物理·選修2
C. 分別照射同一光電管,若b 光能引起光電效 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振
應(yīng),a光也一定能 蕩停止,空間的電磁波隨即消失
D.以相同的入射角從水中射入空氣,在空氣中只 12.(2022·上海)各種不同頻率范圍的電磁波按
能看到一種光時,一定是a光 頻率由大到小的排列順序是 ( )
7.(2022·浙江·13)以下說法正確的是 ( ) A.γ射線、紫外線、可見光、紅外線
A. 真空中藍光的波長比紅光的波長長 B.γ射線、紅外線、紫外線、可見光
B. 天空中的彩虹是由光干涉形成的 C.紫外線、可見光、紅外線、γ射線
C. 光纖通信利用了光的全反射原理 D.紅外線、可見光、紫外線、γ射線
D. 機械波在不同介質(zhì)中傳播,波長保持不變 13.(2022·上海)在雙縫干涉實驗中,屏上出現(xiàn)了
8.(2022·上海·10)用很弱的光做單縫衍射實 明暗相間的條紋,則 ( )
驗,改變曝光時間,在膠片上出現(xiàn)的圖象如圖所示,該 A.中間條紋間距較兩側(cè)更寬
實驗表明 ( ) B.不同色光形成的條紋完全重合
C.雙縫間距離越大條紋間距離也越大
D.遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋
14.(2022·四川)某同學通過實驗測定半圓形玻
A. 光的本質(zhì)是波 璃磚的折射率n.如圖甲所示,O 是圓心,MN 是法線,
B. 光的本質(zhì)是粒子 AO、BO 分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中
C. 光的能量在膠片上分布不均勻 的傳播路徑.該同學測得多組入射角i和折射角r,作
D. 光到達膠片上不同位置的概率相同 出sini-sinr圖象如圖乙所示.則 ( )
9.(2022·北京·9)“測定玻璃的折射率”的實驗
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,如圖所示,在玻璃磚的一側(cè)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(cè)透過玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P 3和P4.在插 甲 乙
P3和P4時,應(yīng)使 ( ) A.光由A 經(jīng)O 到B,n=1.5
B.光由B 經(jīng)O 到A,n=1.5
C.光由A 經(jīng)O 到B,n=0.67
D.光由B 經(jīng)O 到A,n=0.67
15.(2022·天津)我國成功研發(fā)的反隱身先進米
A.P3只擋住P1的像 波雷達堪稱隱身飛機的克星,它標志著我國雷達研究
B.P4只擋住P2的像 又創(chuàng)新的里程碑.米波雷達發(fā)射無線電波的波長在1~
C.P3 不能擋住P2 的像 10m范圍內(nèi),對該無線電波的判斷正確的是 ( )
D.P3同時擋住P1、P2的像
10.(2022·北京)下列說法正確的是 ( )
A.電磁波在真空中以光速c傳播
B.在空氣中傳播的聲波是橫波
C.聲波只能在空氣中傳播
D.光需要介質(zhì)才能傳播 A.米波的頻率比厘米頻率高
11.(2022·新課標Ⅱ)(多選)關(guān)于電磁波,下列說 B.和機械波一樣需靠介質(zhì)傳播
法正確的是 ( ) C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象
A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率 D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象
無關(guān) 16.(2022·天津)如圖是a、b兩光分別經(jīng)過同一
B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成 雙縫干涉裝置后在屏上形成的干涉圖樣,則 ( )
電磁波
C.電磁波在真空中自由傳播時,其傳播方向與電
場強度、磁感應(yīng)強度垂直
D.利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信,但電
磁波不能通過電纜、光纜傳輸
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小題狂刷 高考專題特訓
A.在同種均勻介質(zhì)中,a 光的傳播速度比b光的 19.(2022·海南)如圖,半徑為R 的半球形玻璃
大 體置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面與桌面相
B.從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a 光臨界 切于A 點.一細束單色光經(jīng)球心O 從空氣中射入玻璃
角大 體內(nèi)(入射面即紙面),入射角為45°,出射光線射在桌
C.照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應(yīng)時,a 光的 R面上B 點處,測得AB 之間的距離為 .現(xiàn)將入射光束
飽和電流大 2
D.若兩光均由氫原子能級躍遷發(fā)生,產(chǎn)生a 光的 在紙面內(nèi)向左平移,求射入玻璃體的光線在球面上恰
能級能量差大 好發(fā)生全反射時,光束在上表面的入射點到O 點的距
17.(2022·江蘇)一艘太空飛船靜止時的長度為 離.不考慮光線在玻璃體內(nèi)的多次反射.
30m,它以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行經(jīng)
過地球,下列說法正確的是 ( )
A.飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30m
B.地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30m
C.飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速
度小于c
D.地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速
度小于c
18.(2022·江蘇)(1)楊氏干涉實驗證明光的確是
一種波,一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上,兩
狹縫就成了兩個光源,它們發(fā)出的光波滿足干涉的必
要條件,則兩列光的 相同.如圖所示,在這兩 20.(2022·新課標Ⅲ)如圖,玻璃球冠的折射率為
列光波相遇的區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷, 3, 3其底面鍍銀,底面半徑是球半徑的 倍,在過球心
如果放置光屏,在 (選填“A”、“B”或“C”)點 2 2
會出現(xiàn)暗條紋 O 且垂直底面的平面(紙面). 內(nèi)
,有一與底面垂直的光
() , 線射到玻璃冠上的 M 點,2 在上述楊氏干涉試驗中 若單色光的波長λ= 該光線的延長線恰好過底面
5.89×10-7m,雙縫間的距離d=1mm,雙縫到屏的距 邊緣上的A 點
,求該光線從球面射出的方向相對于其
離l=2m.求第1個亮條紋到第 個亮條紋的中心間 初始入射方向的偏角11 .
距.
21.(2022·新課標Ⅰ)如圖,在注滿水的游泳池的
池底有一點光源A,它到池邊的水平距離為3.0m.從
點光源A 射向池邊的光線AB 與豎直方向的夾角恰好
等于全反射的臨界角, 4水的折射率為
3.
(1)求池內(nèi)的水深;
(2)一救生員坐在離池邊不遠處的高凳上,他的眼
睛到地面的高度為2.0m.當他看到正前下方的點光源
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物理·選修2
A 時,他的眼睛所接受的光線與豎直方向的夾角恰好 24.(2022·海南·18)一半徑為R 的半圓柱形玻
為45°.求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留 璃磚,橫截面如圖所示.已知玻璃的全反射臨界角為γ
一位有效數(shù)字). ( π πγ< ).與玻璃磚的底平面成( -γ)角度、且與玻璃3 2
磚橫截面平行的平行光射到玻璃磚的半圓柱面上.經(jīng)
柱面折射后,有部分光(包括與柱面相切的入射光)能
直接從玻璃磚底面射出,若忽略經(jīng)半圓柱內(nèi)表面反射
后射出的光,求底面透光部分的寬度.
22.(2022·山東·15)半徑為R、介質(zhì)折射率為n
的透明圓柱體,過其軸線OO'的截面如圖所示.位于截
面所在平面內(nèi)的一細束光線,以角i0由O 點射入,折
射光線由上邊界的A 點射出.當光線在O 點的入射角
減小至某一值時,折射光線在上邊界的B 點恰好發(fā)生
反射.求A、B 兩點間的距離.
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩
部分.共100分,考試時間100分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題 共60分)
一、選擇題(本大題共10小題,每小題6分,共60分)
1.(2022·涼山州模擬)某同學將一枚大頭針從
一邊長為6cm的正方形不透光的輕質(zhì)薄板正中心垂
直于板插入,制作成了一個測定液體折射率的簡單裝
( · · ) 置.他將該裝置放在某種液體液面上,調(diào)整大頭針插入23. 2022 江蘇 12 人造樹脂是常用的眼鏡鏡
, , 深度,當插入液體中深度為 時,恰好無論從液面片材料 如圖所示 光線射在一人造樹脂立方體上,經(jīng) 4cm
, , 上方任何方向都看不到液體中的大頭針,則該液體的折射后 射在桌面上的 P 點 已知光線的入射角為
, , , , 折射率為 ( )30°OA=5cm AB=20cmBP=12cm 求該人造樹
脂材料的折射率n.
5 4
A. 3 B. 3
5 3
C. 4 D. 4
2.(2015春·廊坊校級月考)如圖所示,在擋板上
開一個大小可以調(diào)節(jié)的小圓孔P,用點光源S 照射小
孔,小孔后面放一個光屏 MN,點光源和小孔的連線垂
直于光 屏,并 于 光 屏 交 于 其 中 心.當 小 孔 的 直 徑 從
1.0mm逐漸減小到0.1mm的過程中,在光屏上看到
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的現(xiàn)象將會是 ( ) 塊半圓形玻璃磚,其透射光線均由圓心O 點沿OC 方
向射出,則 ( )
A. 光屏上始終有一個圓形亮斑,并且其直徑逐漸 A.A 光的頻率較小
減小 B.A 光在玻璃磚中的傳播速度較大
B. 光屏上始終有明暗相間的同心圓環(huán),并且其范 C. 分別用A、B 光照射同一雙縫干涉實驗裝置,
圍逐漸增大 A 光的干涉條紋間距較小
C. 光屏上先是形成直徑逐漸減小的圓形亮斑,然 D. 用A、B 光分別照射同一個光電管,B 光產(chǎn)生
后是形成范圍逐漸增大而亮度逐漸減弱的明暗相間的 的光電子最大初動能較大
同心圓環(huán) 7.(2022·四川模擬)如圖所示,ABC 是半徑為R
D.光屏上先是形成直徑逐漸減小的圓形亮斑,然 的圓弧形光屏,ADC 則是半徑為R 的圓弧形軌道,它
后是形成范圍逐漸減小而亮度逐漸增大的明暗相間的 們的圓心均為O,直線AOC 是它們的直徑.在光屏和
同心圓環(huán) 軌道的中央安裝半圓形玻璃磚,玻璃磚的平直面與直
3.(2015春·福州校級期末)(多選)電磁波在日 徑AOC 重合,在軌道ADC 上安裝光源P,從光源射出
常生活和生產(chǎn)中已經(jīng)被大量應(yīng)用了.下面說法正確的 的光線沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它平直面上的中
是 ( ) 點O,在軌道上移動光源P 可以改變?nèi)肷涔饩€PO 與
A. 手機通話使用的無線電波,波長比可見光長 CO 之間的夾角θ.現(xiàn)有兩塊尺寸相同,折射率不同的玻
B. 銀行的驗鈔機和家用電器的遙控器發(fā)出的光 璃磚,在保持θ角相同時,分別安裝甲、乙玻璃磚,折射
都是紫外線 光線分別射至光屏上 M 點和N 點,則下列說法中正
C. 微波爐能快速加熱食物是利用紅外線具有顯 確的是 ( )
著的熱效應(yīng) A. 甲玻璃磚的折射率小于乙玻璃磚的折射率
D.機場、車站用來檢查旅客行李包的透視儀是利 B. 光在OM 段的傳播速度小于光在ON 段的傳
用X射線的穿透本領(lǐng) 播速度
4.(2022·洛陽名校聯(lián)考)(多選)下列說法中正 C. 光線沿 P→O→M 的傳播時間大于光線沿
確的是 ( ) P→O→N 的傳播時間
A.當一列聲波從空氣中傳入水中時波長一定會 D.移動光源P 逐漸增大θ角,則折射光線將會從
變長 光屏上消失
B. 在機械橫波傳播方向上的某個質(zhì)點的振動速
度就是波的傳播速度
C.a、b兩束光照射同一雙縫干涉裝置在屏上得
到的干涉圖樣中,a 光的相鄰亮條紋間距小于b 光的
相鄰亮條紋間距,則可以判斷a 光的折射率比b光的
大
D. 肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是由光的折射現(xiàn)象造成 第7題
第8題
的 8.(2022·廈門模擬)與通常觀察到的月全食不
5.(2022·成都診斷)下列說法正確的是 ( ) 同,小虎同學在2012年12月10日晚觀看月全食時,
A. 麥克斯韋預(yù)言了電磁波,且首次用實驗證實了 看到整個月亮是暗紅的.小虎畫了月全食的示意圖,并
電磁波的存在 提出了如下猜想,其中最為合理的是 ( )
B. 紅外線是一種頻率比紫外線還高的電磁波 A. 地球上有人用紅色激光照射月球
C. 在干燥環(huán)境下,用塑料梳子梳理頭發(fā)后,來回 B. 太陽照射到地球的紅光反射到月球
抖動梳子能產(chǎn)生電磁波 C. 太陽光中的紅光經(jīng)地球大氣層折射到月球
D.“和諧號”動車組高速行駛時,在地面上測得的 D. 太陽光中的紅光在月球表面形成干涉條紋
其車廂長度明顯變短 9.(2022·溫州模擬)“B超”可用于探測人體內(nèi)臟
6.(2022·紅橋區(qū)校級模擬)如圖所示,A、B 兩束 的病變狀況.如圖是超聲波從肝臟表面入射,經(jīng)折射與
可見光以不同的角度同時沿不同的半徑方向射入同一 反射,最后從肝臟表面射出的示意圖.超聲波在進入肝
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物理·選修2
臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似,可表 12.(2022·大連一模)(14分)一湖面上有一伸向
sinθ1 v1 水面的混凝土觀景臺,如圖所示是截面圖,觀景臺下表述為 = (式中θ1是入射角,θ2是折射角,v1、 分sinθ v v22 2 面恰好和水面相平,A 為觀景臺右側(cè)面在湖底的投影,
別是超聲波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度),超聲波在腫瘤 水深h=4m.在距觀景臺右側(cè)面x=4m處有一可沿
表面發(fā)生反射時遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同.已 豎直方向移動的單色點光源S,現(xiàn)該光源從距水面高3
知v2=0.9v1,入射點與出射點之間的距離是d,入射 m處向下移動到接近水面的過程中,觀景臺水下被照
角是i,腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行,則腫瘤離 亮的最遠距離為 AC,最近距離為 AB,若 AB=3m,
肝臟表面的深度h為 ( ) 求:
(1)水的折射率n;
(2)光能照亮的最遠距離AC(計算結(jié)果可以保留
根號).
9dsini
A.
2 100-81sin2i
d 81-100sin2i
B. 10sini
d 81-100sin2i
C. 20sini
d 100-81sin2i
D. 18sini
10.(2022·棗莊校級模擬)(多選)如圖,一束光
沿半徑方向射向一塊半圓柱形玻璃磚,在玻璃磚底面
上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線.則
13.(2022·永州模擬)(14分)如圖所示,某種透( )
明材料做成的三棱鏡,其橫截面是邊長為a 的等邊三
角形,現(xiàn)用一束寬度為a 的單色平行光束,以垂直于
BC 面的方向正好入射到該三棱鏡的AB 及AC 面上,
結(jié)果所有從AB、AC 面入射的光線進入后恰好全部直
A. 在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速
接到達BC 面.求:
(1)該材料對此平行光束的折射率;度
()
在真空中, 光的波長小于 光的波長 2 這些直接到達BC 面的光線從BC 面折射而出B. a b
, ,
C. 玻璃磚對a光的折射率小于對 光的折射率
后 如果照射到一塊平行于BC 面的屏上形成光斑 則b
當屏到 面的距離 滿足什么條件時,若改變光束的入射方向使 此光斑分為D. θ角逐漸變大,則折 BC d

射光線a首先消失
兩條
E. 分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上
做實驗,a光的干涉條紋間距大于b 光的干涉條紋間
距
第Ⅱ卷(非選擇題 共40分)
二、非選擇題(本大題共3小題,共40分)
11.(2022·新課 標Ⅰ)(12分)在雙縫干涉實驗
中,分別用紅色和綠色的激光照射同一雙縫,在雙縫后
的屏幕上,紅光的干涉條紋間距Δx1與綠光的干涉條
紋間距Δx2相比 Δx1 Δx2(填“>”、“<”或
“=”).若實驗中紅光的波長為630nm,雙縫到屏幕的
距離為1m,測得第一條到第6條亮條紋中心間的距
離為10.5nm,則雙縫之間的距離為 mm.
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