13.3光电磁波相对论简介—2021届高考物理一轮复习检测

第3讲光电磁波相对论简介

A组

题组一光的折射、全反射

1．(单选)光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知()．A．折射现象的出现说明光是纵波

B．光总会分为反射光和折射光

C．折射光与入射光的传播方向总是不同的

D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同

解析折射是横波、纵波共有的现象，光是一种电磁波，而电磁波是横波，A错误；当光从光密介质射向光疏介质而且入射角不小于临界角时，就只有反射光而无折射光，B错误；当入射角等于0°时折射光与入射光传播方向相同，C错误；由惠更斯原理对折射的解释可知D正确．

答案D

2．(单选)一束由红、紫两色光组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜．下面四幅图中能正确表示该复色光经三棱镜折射分离成两束单色光的是()．

解析光线通过玻璃三棱镜后应向底边偏折，可知C、D错误．光的频率越大，折射率越大，向底边偏折程度越大，光线在进入与射出两处都会发生不同程度的偏折，所以A错误、B正确．

答案B

3．(单选)雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图3－9中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是()．

图3－9

A．紫光、黄光、蓝光和红光

B．紫光、蓝光、黄光和红光

C．红光、蓝光、黄光和紫光

D．红光、黄光、蓝光和紫光

解析由可见光的折射率知，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的折射率依次增大，由题图知a→d折射率依次减小，故A、C、D错，B对．

答案B

4．(单选)与通常观察到的月全食不同，小虎同学在2012年12月10日晚观看月全食时，看到整个月亮是暗红的．小虎画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是()．

图3－10

A．地球上有人用红色激光照射月球

B．太阳照射到地球的红光反射到月球

C．太阳光中的红光经地球大气层折射到月球

D．太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹

解析月全食是月亮、地球、太阳三者在同一直线且地球在中间时，地球将太阳光挡住而形成的，看到月亮是暗红的，原因是太阳的红光经地球大气层的折射到了月球表面，选项C正确．

答案C

5．利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度．在如图3－11所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，求此玻璃的折射率．

图3－11

解析 如图所示延长入射光线AB 交半圆形

玻璃砖直边于D ，∠OBD ＝i ，∠CBD ＝α，

所以折射角∠OBC ＝i －α，故n ＝sin i sin (i －α)

. 答案 折射率n ＝sin i sin (i －α) 6．如图3－12所示，上下表面平行的玻璃砖折射率为n ＝2，下表面镶有银反射面，一束单色光与界面的成θ＝45°角射到玻璃表面上，结果在玻璃砖右边竖直光屏上出现相距h ＝2.0 cm 的光点A 和B (图中未画出A 、B )．

图3－12

(1)请在图中画出光路示意图．

(2)求玻璃砖的厚度d .

解析 (1)光路图如图所示．

(2)设第一次折射时折射角为γ.则有：n ＝sin (90°－θ)sin γ

，

解得：γ＝30°

设第二次折射时折射角为α，则有：sin γsin α＝1n

，解得：α＝45°，由几何关系得：h ＝2d tan γ，d ＝

h 2tan γ

＝22tan 30°

＝ 3 cm. 答案 (1)见解析 (2) 3 cm

题组二 光的干涉、衍射和偏振

7．(多选)以下说法中正确的是( )．

A ．无影灯利用了光的衍射原理

B ．摄像机镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度

C．光的偏振现象说明光是一种纵波

D．观测到遥远星系上的元素发出的光的波长变长，这说明该星系正在远离我们

E．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽解析无影灯利用的是光的直线传播原理，选项A错误；摄像机镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度，选项B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，选项C错误；由多普勒效应知选项D正确；在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，由于红光波长大于绿光，由条纹间隔公式可知，条纹间距变宽，选项E正确．

答案BDE

8．(多选)用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图3－13a是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图b是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．关于这个实验的下列说法正确的是()．

图3－13

A．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，将观察到干涉条纹同方向旋转

B．将该实验装置移到绕地球做匀速圆周运动的“天宫一号”中做实验，将观察不到干涉条纹

C．将该实验装置移到月球上做实验，仍可观察到干涉条纹

D．增大酒精灯与肥皂液薄膜间的距离，则干涉条纹间距要增大

解析金属丝圈的转动，改变不了肥皂液薄膜上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹不会随金属丝圈在该竖直平面内转动，A选项错误；将该实验装置移到“天宫一号”中做实验，因为肥皂液薄膜处于完全失重状态，不存在上薄下厚的形状，所以观察不到干涉条纹，B选项正确；将该实验装置移

到月球上做实验，肥皂液薄膜存在上薄下厚的形状，只是由薄到厚变化得较缓慢，因此仍可观察到干涉条纹，C选项正确；增大酒精灯与肥皂液薄膜间的距离，但不能改变肥皂液薄膜的厚度变化情况，因此干涉条纹的间距不变，即D选项错误．

答案BC

9．如图3－14所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A 所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．

图3－14

解析A中出现明暗相间的条纹，B中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图A是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7 m数量级上，所以图A对应的圆孔的孔径比图B所对应的圆孔的孔径小．图B的形成可以用光的直线传播解释．

答案衍射小于

题组三电磁波、相对论

10．(单选)关于电磁波，下列说法正确的是()．

A．雷达是用X光来测定物体位置的设备

B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调

C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光

D．均匀变化的电场可以产生恒定的磁场

解析雷达是利用微波来定位的，A项错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B项错误；钞票是利用紫外线的荧光作用，C项错误；均匀变化的电场可以产生恒定的磁场，D项正确．